Optika

Normali akis

Normali akis akomoduoja ir sufokusoja bet ką nuo artimojo taško (25 cm) iki begalybės.

Normali akis — interaktyvi Optika simuliacija. Normali akis akomoduoja ir sufokusoja bet ką nuo artimojo taško (25 cm) iki begalybės. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.

Normalus regėjimas

Normali akis akomoduoja sufokusuoti bet ką nuo artimojo taško (25 cm) iki begalybės.

Emetropinė akis fokusuoja lygiagrečius spindulius iš begalybės ant tinklainės be akomodacijos. Blakstieninis rauo gali tada derinti lęšio formą arčiau esantiems daiktams iki artimojo taško (~25 cm suaugusiems). Eksperimentas modeliuoja atsipalaidavusį fokusavimą tolimoms scenoms.

• Artimasis taškas ≈ 25 cm
• Tolimasis taškas ∞

Tyrimo santrauka

Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją

Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.

Pagrindinis klausimas

Normali akis gali sufokusuoti daiktus nuo artimojo taško iki begalybės keisdama vidinio lęšio židinio nuotolį (akomodacija). Ar akiai reikia trumpesnio ar ilgesnio židinio nuotolio, kad sufokusuotų arčiau esantį daiktą?

Svarstytini spėjimai

• Trumpesnio — arčiau esantis daiktas reikalauja, kad akies lęšis stipriau lenktų šviesą, kad vis dar fokusoutųsi į tą patį tinklainės atstumą.
• Ilgesnio židinio nuotolio arčiau esantiems daiktams.
• Židinio nuotoliui nereikia keistis skirtingiems daikto atstumams.

Kintamųjų vaidmenys

Ką tu nustatai:

• Daikto atstumas d_o (cm)

Ką tu matauji:

• Reikiamasis židinio nuotolis f (cm)

Kaip vyksta tyrimas

1. Atidaryk „Sveikoji akis“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Tinklainė sėdi fiksuotus 2,2 cm už akies lęšio.
2. Įjunk reikiamojo židinio nuotolio rodmuo.
3. Nustatyk daikto atstumą kiekvienam bandymui ir užsirašyk židinio nuotolį, kurį akis turi priimti, kad išlaikytų atvaizdą ant tinklainės.

Valdančioji lygtis

Akies akomodacija — P = 1/f

Kad tinklainės atvaizdas išliktų aštrus, akis nuolat derina savo lęšio židinio nuotolį: f = d_o·R/(d_o + R), kur R yra fiksuotasis tinklainės atstumas. Arčiau esantys daiktai reikalauja trumpesnių židinio nuotolių (stipresnė fokusavimo galia).

Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti

• Vienam bandymui apskaičiuok f = d_o·R/(d_o + R) naudodamas R = 2,2 cm (tinklainės atstumą). Palygink su lentele.
• Paaiškink, kodėl f visada lieka vos žemiau R = 2,2 cm, artėdamas jo d_o augant labai dideliam (atsipalaidavusi akis, fokusavimas begalybėje) ir krisdamas žemiau arčiau esantiems daiktams (daugiau akomodacijos pastangų).

Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų

• Normalios akies artimasis taškas (apie 25 cm) nustato trumpiausiąjį židinio nuotolį, kurį akies raumenys gali pasiekti; tolysis taškas (begalybė) nustato ilgiausiąjį (visiškai atsipalaidavusį). Paaiškink, kodėl senstant artimasis taškas paprastai kyla (presbiopija) net kitaip sveikoje akyje — lęšis praranda lankstumą, o ne fokusavimo galią begalybėje.
• Fotoaparato automatinio fokusavimo sistema mechaniškai daro tai, ką tavo akis daro biologiškai: derina savo lęšio efektyvųjį židinio nuotolį (paprastai judindama lęšį, o ne keisdama jo formą), kad išlaikytų atvaizdą aštrų ant jutiklio skirtingais daikto atstumais. Kodėl fotoaparato lęšis gali judėti fiziškai, o tavo akies lęšis vietoj to keičia formą?

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Sveiki atvykę prie normalios akies
2. Pasirink akį
3. Spausk Leisti
4. Atsipalaidavęs tolimas regėjimas
5. Atidaryk Savybių skydą
6. Tau pavyko!

Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.

Atidaryk interaktyvią laboratoriją →

Atsisiųsti darbo lapą →

Plonojo lęšio lygtis