Zdravo oko: kontinuirana akomodacija
1 · Predviđanje
Normalno oko može fokusirati objekte bilo gdje od bliže točke do beskonačnosti mijenjanjem žarišne duljine unutarnje leće (akomodacija). Treba li oku kraća ili duža žarišna duljina za fokusiranje bližeg objekta?
- Kraća — bliži objekt traži da leća oka jače savije svjetlost da je i dalje fokusira na istu udaljenost mrežnice.
- Duža žarišna duljina za bliže objekte.
- Žarišna duljina se ne mora mijenjati za različite udaljenosti objekta.
2 · Postava
- Otvori postav normal-eye i pritisni Resetiraj. Mrežnica sjedi fiksno 2.2 cm iza leće oka.
- Omogući očitanje potrebne žarišne duljine.
- Postavi udaljenost objekta za svaki pokušaj i zabilježi žarišnu duljinu koju oko mora usvojiti da sliku drži na mrežnici.
3 · Prikupljanje podataka
| Udaljenost objekta d_o (cm) | Potrebna žarišna duljina f (cm) |
|---|---|
| 30.00 | |
| 60.00 | |
| 120.00 |
Nacrtaj potrebnu žarišnu duljinu f (y-os) naspram udaljenosti objekta d_o (x-os) za svoja tri pokušaja. Približava li se f udaljenosti mrežnice (2.2 cm) kako d_o raste velik?
4 · Analiza
- Za jedan pokušaj izračunaj f = d_o·R/(d_o + R) koristeći R = 2.2 cm (udaljenost mrežnice). Usporedi s tablicom.
- Objasni zašto f uvijek ostaje tik ispod R = 2.2 cm, približavajući mu se kako d_o raste vrlo velik (opušteno oko, fokus na beskonačnosti) i padajući dalje ispod za bliže objekte (više napora akomodacije).
5 · Proširenje
- Bliža točka normalnog oka (oko 25 cm) postavlja najkraću žarišnu duljinu koju mišići oka mogu postići; dalja točka (beskonačnost) postavlja najdužu (potpuno opušteno). Objasni zašto starenje tipično diže bližu točku (prezbiopija) čak i u inače zdravom oku — leća gubi fleksibilnost, ne moć fokusiranja u daljini.
- Autofokus kamere radi mehanički ono što tvoje oko radi biološki: podešava učinkovitu žarišnu duljinu leće (obično pomicanjem leće, a ne mijenjanjem oblika) da sliku drži oštrom na senzoru pri različitim udaljenostima objekta. Zašto bi se leća kamere fizički pomicala, a leća tvog oka mijenjala oblik?
Fizika iza ovog pokusa
Akomodacija oka
Da bi slika na mrežnici ostala oštra, oko kontinuirano podešava žarišnu duljinu leće: f = d_o·R/(d_o + R), gdje je R fiksna udaljenost mrežnice. Bliži objekti traže kraće žarišne duljine (jača moć fokusiranja).
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 refleksija: granični kut
- Prijenos s dvije leće: ulančavanje slika
- Složeni mikroskop: dvije leće za veliko povećanje
- Fotografski povećavač: dvije leće za stvarnu, veću sliku