Az egészséges szem: folyamatos akkomodáció
1 · Jóslás
A normál szem a közelpontjától a végtelenig bármit képes élesre fókuszálni a belső lencse gyújtótávolságának változtatásával (akkomodáció). Közelebbi tárgy fókuszálásához a szemnek rövidebb vagy hosszabb gyújtótávolság kell?
- Rövidebb — a közelebbi tárgyhoz a szem lencsének erősebben kell törnie a fényt, hogy ugyanarra a retinatávolságra fókuszáljon.
- Hosszabb gyújtótávolság a közelebbi tárgyakhoz.
- A gyújtótávolságnak nem kell változnia a különböző tárgytávolságokhoz.
2 · Előkészítés
- Nyisd meg a normal-eye előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A retina rögzítetten 2.2 cm-re ül a szemlencse mögött.
- Engedélyezd a szükséges gyújtótávolság kijelzőt.
- Állítsd be a tárgytávolságot minden mérésnél, és rögzítsd a gyújtótávolságot, amelyet a szemnek fel kell vennie, hogy a képet a retinán tartsa.
3 · Adatgyűjtés
| Tárgytávolság d_o (cm) | Szükséges gyújtótávolság f (cm) |
|---|---|
| 30.00 | |
| 60.00 | |
| 120.00 |
Ábrázold a szükséges f gyújtótávolságot (y-tengely) a d_o tárgytávolsággal (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Az f a retinatávolsághoz (2.2 cm) közelít, ahogy d_o nagyon nő?
4 · Elemzés
- Egy mérésnél számítsd ki az f = d_o·R/(d_o + R) R = 2.2 cm (a retinatávolság) használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg, miért marad az f mindig csak R = 2.2 cm alatt, ahhoz közeledve, ahogy d_o nagyon nő (lazult szem, a végtelenre fókuszálva), és tovább aláesve közelebbi tárgyaknál (több akkomodációs erőfeszítés).
5 · Kiterjesztés
- A normál szem közelpontja (kb. 25 cm) adja a legrovidebb gyújtótávolságot, amelyet a szem izmai elérhetnek; a távolpontja (a végtelen) a leghosszabbat (teljesen lazult). Magyarázd meg, miért emeli jellemzően az öregedés a közelpontot (presbiópia) egyébként egészséges szemnél is — a lencse rugalmasságát veszíti, nem a végtelen fókuszálási képességét.
- A fényképezőgép automatikus élességállítása mechanikusan teszi meg, amit a szemed biológiailag: a lencse hatékony gyújtótávolságát állítja (jellemzően a lencse mozgatásával, nem alakjának változtatásával), hogy a kép éles maradjon a szenzoron különböző tárgytávolságoknál. Miért mozoghat fizikailag a fényképezőgép lencseje, miközben a szemed lencseje inkább alakot változtat?
A fizika a kísérlet mögött
A szem akkomodációja
A retina-kép éles tartásához a szem folyamatosan állítja a lencse gyújtótávolságát: f = d_o·R/(d_o + R), ahol R a rögzített retinatávolság. A közelebbi tárgyak rövidebb gyújtótávolságot követelnek (erősebb fókuszálási képesség).
Optika
- Gyűjtőlencse: valós képek 2f-en túl
- A gyújtópont: ahová a képek a végtelenbe menekülnek
- Lencse mint nagyító
- Szórólencse: mindig látszólagos, mindig kicsinyített
- Homorú tükör: valós képek, mint a gyűjtőlencsénél
- Domború tükör: mindig kicsinyített látszólagos kép
- A síktükör: különleges, invariáns eset
- Látszólagos mélység: miért tűnik sekélyebbnek egy medence, mint amilyen
- Teljes visszaverődés: a határszög
- Kétlencsés relé: képek láncba fűzése
- Az összetett mikroszkóp: két lencse nagy nagytításhoz
- Fotónagyító: két lencse valós, nagyobb képhez