Ispravljena kratkovidnost: kako rasipna leća stvarno radi
1 · Predviđanje
Rasipna korekcijska leća kratkovidnog oka (f = −70 cm ovdje) treba učiniti da udaljeni objekti izgledaju na daljoj točki oka. Radi li to jednako bez obzira koliko je stvarni objekt stvarno udaljen?
- Unutar udaljenosti objekta koje ovaj stol može stvarno doseći, udaljenost virtuelne slike i dalje se jako razlikuje kako se prava udaljenost objekta mijenja — još se nije smirila blizu daleke točke.
- Da — za svaki dovoljno udaljeni objekt, rasipna leća stvara nestvarnu sliku vrlo blizu vlastitog žarišta (blizu dalje točke), bez obzira na točnu stvarnu udaljenost.
- Korekcijska leća uopće ne mijenja učinkovitu udaljenost slike.
2 · Postava
- Otvori postav myopia-corrected i pritisni Resetiraj. Korekcijska rasipna leća ima f = −70 cm, u skladu s daljom točkom ovog oka.
- Omogući očitanje udaljenosti slike korekcijske leće.
- Postavi stvarnu udaljenost objekta za svaki pokušaj (sve razumno daleko) i zabilježi udaljenost nestvarne slike koju stvara korekcijska leća.
3 · Prikupljanje podataka
| Stvarna udaljenost objekta d_o (cm) | Udaljenost slike korekcijske leće d_i (cm) |
|---|---|
| 30.00 | |
| 60.00 | |
| 100.00 |
Nacrtaj udaljenost slike d_i (y-os) naspram udaljenosti objekta d_o (x-os) za svoja tri pokušaja. Savija li se d_i prema žarišnoj duljini leće (−70 cm, dalja točka oka)? Koliko blizu dolazi kroz raspon koji stol dopušta?
4 · Analiza
- Za jedan pokušaj izračunaj d_i iz 1/f = 1/d_o + 1/d_i koristeći f = −70 cm. Usporedi s tablicom.
- Vaša tablica pokazuje da se d_i i dalje značajno mijenja čak i na najvećoj udaljenosti objekta koju ovaj stol može doseći (d_o = 100 cm, d_i samo 58.8% puta prema f = −70 cm). Koristeći 1/f = 1/d_o + 1/d_i, objasnite zašto d_i trebat će mnogo stotina cm prije nego što se stvarno približi f — ova ispravka doista postaje gotovo savršena samo za objekte mnogo udaljenije od onoga što ovaj stol može postaviti, nije za svaki 'udaljeni' predmet.
5 · Proširenje
- Ovo je stvarni mehanizam korekcijskih leća: one ne mijenjaju ono što radi vlastita leća oka — one predobrađuju svjetlost da oko „vidi“ ispravljenu sliku na udaljenosti na koju VEĆ MOŽE fokusirati. Objasni zašto to znači da korekcijske leće rade S optikom vlastitog oka, a ne da je zamjenjuju.
- Usporedi fiksni f = −70 cm ovog pokusa s izračunom korekcijske jakosti pokusa myopia za dalju točku = 70 cm (P = −100/70 ≈ −1.43 D, pa f = 1/P ≈ −70 cm). Potvrdi da je to ista leća, opisana na dva načina (žarišna duljina naspram dioptrija).
Fizika iza ovog pokusa
Kako korekcijske leće preusmjeravaju svjetlost
Razilazna korektivna leća s f jednakom (negativnoj vrijednosti) daleke točke oka formira STVARNO udaljeni predmet — mnogo stotina cm udaljen, daleko izvan onoga što može doseći stol od stola — na (ili vrlo blizu) te daleke točke, upravo gdje kratkovidi oko MOŽE još fokusirati. Bliže od toga, kao što pokazuju sama pokusa ove radne lista, slika se i dalje primjetno pomiče s udaljenošću objekta.
Optika
- Sabirna leća: stvarne slike izvan 2f
- Žarište: kamo slike bježe u beskonačnost
- Leća kao povećalo
- Rasipna leća: uvijek nestvarna, uvijek umanjena
- Udubljeno zrcalo: stvarne slike poput sabirne leće
- Ispupčeno zrcalo: uvijek umanjena nestvarna slika
- Ravno zrcalo: poseban, nepromjenjiv slučaj
- Prividna dubina: zašto bazen izgleda pliće nego što jest
- Totalna unutarnja refleksija: granični kut
- Prijenos s dvije leće: ulančavanje slika
- Složeni mikroskop: dvije leće za veliko povećanje
- Fotografski povećavač: dvije leće za stvarnu, veću sliku