Krótkowzroczność skorygowana: jak naprawdę działa soczewka rozpraszająca

1 · Prognoza

Rozpraszająca soczewka korekcyjna krótkowzrocznego oka (tu f = −70 cm) ma sprawić, by odległe przedmioty wydawały się w dalekim punkcie oka. Czy działa to tak samo, niezależnie od tego, jak naprawdę daleko jest właściwy przedmiot?

• W odległościach obiektów, które ta ławka rzeczywiście może osiągnąć, odległość obrazu wirtualnego zmienia się wciąż znacząco, gdy rzeczywista odległość obiektu się zmienia — nie ustabilizowała się jeszcze w pobliżu punktu dalekim.
• Tak — dla dowolnie dostatecznie dalekiego obiektu soczewka rozpraszająca tworzy obraz pozorny bardzo blisko własnego ogniska (blisko punktu dalekiego), niezależnie od dokładnej rzeczywistej odległości.
• Soczewka korekcyjna w ogóle nie zmienia skutecznej odległości obrazu.

2 · Przygotowanie

1. Otwórz preset myopia-corrected i naciśnij Reset. Korekcyjna soczewka rozpraszająca ma f = −70 cm, zgodnie z dalekim punktem tego oka.
2. Włącz odczyt odległości obrazu soczewki korekcyjnej.
3. Ustaw rzeczywistą odległość obiektu dla każdej próby (wszystkie rozsądnie dalekie) i zapisz odległość obrazu pozornego tworzonego przez soczewkę korekcyjną.

3 · Zbieranie danych

Narysuj odległość obrazu d_i (oś y) względem odległości obiektu d_o (oś x) dla trzech prób. Czy d_i ugina się ku ogniskowej soczewki (−70 cm, punkt daleki oka)? Jak blisko dochodzi w zakresie, jaki pozwala ława?

4 · Analiza

1. Dla jednej próby oblicz d_i z 1/f = 1/d_o + 1/d_i przy f = −70 cm. Porównaj z tabelą.
2. Twoja tabela pokazuje, że d_i zmienia się znacząco nawet przy największej odległości obiektu, którą może osiągnąć ta ławka (d_o = 100 cm, d_i zaledwie 58,8% drogi do f = −70 cm). Korzystając z 1/f = 1/d_o + 1/d_i, wyjaśnij, dlaczego d_i wymaga d_o w setniach centymetrów, zanim naprawdę zbliży się do f — ta korekcja naprawdę staje się prawie idealna tylko dla obiektów znajdujących się znacznie dalej niż ta ławka może je umieścić, a nie dla każdego obiektu «odległego».

5 · Rozszerzenie

1. To rzeczywisty mechanizm soczewek korekcyjnych: nie zmieniają tego, co robi własna soczewka oka — wstępnie obrabiają światło, by oko „widziało” skorygowany obraz w odległości, na KTÓRĄ już potrafi ostrzyć. Wyjaśnij, dlaczego to znaczy, że soczewki korekcyjne współpracują z optyką oka, zamiast ją zastępować.
2. Porównaj stałe f = −70 cm tego eksperymentu z obliczeniem mocy korekcyjnej w eksperymencie myopia dla dalekiego punktu = 70 cm (P = −100/70 ≈ −1.43 D, czyli f = 1/P ≈ −70 cm). Potwierdź, że to ta sama soczewka opisana na dwa sposoby (ogniskowa kontra dioptrie).

Fizyka tego eksperymentu

← Wróć do eksperymentu

138 bezpłatnych kart pracy z fizyki do druku