Sveikoji akis: nuolatinė akomodacija
1 · Spėk
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?
- 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.
2 · Paruošk
- Atidaryk „Sveikoji akis“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Tinklainė sėdi fiksuotus 2,2 cm už akies lęšio.
- Įjunk reikiamojo židinio nuotolio rodmuo.
- Nustatyk daikto atstumą kiekvienam bandymui ir užsirašyk židinio nuotolį, kurį akis turi priimti, kad išlaikytų atvaizdą ant tinklainės.
3 · Rink duomenis
| Daikto atstumas d_o (cm) | Reikiamasis židinio nuotolis f (cm) |
|---|---|
| 30.00 | |
| 60.00 | |
| 120.00 |
Braišyk reikiamąjį židinio nuotolį f (y ašis) prieš daikto atstumą d_o (x ašis) savo trims bandymams. Ar f artėja tinklainės atstumo (2,2 cm), d_o augant dideliam?
4 · Analizuok
- 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).
5 · Išplėsk
- 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?
Fizika už šio eksperimento
Akies akomodacija
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).
Optika
- Sutraukiantis lęšis: realūs atvaizdai už 2f
- Židinio taškas: kur atvaizdai pabėga į begalybę
- Lęšis kaip didinamasis stiklas
- Išskaidantysis lęšis: visada tariamas, visada sumažintas
- Įgaubtas veidrodis: realūs atvaizdai kaip sutraukiančiojo lęšio
- Išgaubtas veidrodis: visada sumažintas tariamas atvaizdas
- Plokščias veidrodis: specialus, invariantinis atvejis
- Regimasis gylis: kodėl baseinas atrodo sekesnis nei yra
- Visiškasis vidinis atspindys: ribinis kampas
- Dviejų lęšių relė: atvaizdų grandininimas
- Sudėtinis mikroskopas: du lęšiai dideliam didinimui
- Fotografinis didintuvas: du lęšiai realiam, didesniam atvaizdui