Оптика

Близорукость с коррекцией

Рассеивающая линза (отрицательная сила) уводит дальнюю точку в бесконечность, и далёкий предмет резко фокусируется.

Близорукость с коррекцией — интерактивная симуляция (Оптика). Рассеивающая линза (отрицательная сила) уводит дальнюю точку в бесконечность, и далёкий предмет резко фокусируется. Бесплатная виртуальная физическая лаборатория в браузере с живыми измерениями в СИ и сопровождаемым туром.

Коррекция близорукости

Рассеивающая линза (отрицательная сила) уводит дальнюю точку в бесконечность, и далёкий предмет резко фокусируется.

Вогнутая (рассеивающая) линза очков разбрасывает лучи до входа в глаз, сдвигая фокальную плоскость назад на сетчатку для далёких предметов. Сила подбирается так, чтобы дальняя точка ушла в бесконечность — стандартная коррекция близорукости.

• Рассеивающая линза
• Дальняя точка → ∞

Краткое описание исследования

Спланируйте вопрос до открытия лаборатории

Краткое описание повторяет предрендеренную страницу: движущий вопрос, конкурирующие прогнозы, роли переменных, определяющие законы, ход работы, анализ и задания для развития остаются видимыми и в этом порядке.

Движущий вопрос

Рассеивающая корректирующая линза близорукого глаза (здесь f = −70 см) должна делать далёкие предметы видимыми в дальней точке глаза. Работает ли это одинаково, как бы далёк ни был настоящий предмет?

«Прогнозы для сравнения»

• В диапазоне расстояний объекта, которые эта скамья может достичь, расстояние виртуального изображения всё ещё варьируется значительно при изменении расстояния истинного объекта — оно ещё не установилось близко к точке дальнего зрения.
• Да — для любого достаточно далёкого предмета рассеивающая линза даёт мнимое изображение очень близко к своему фокусу (около дальней точки), независимо от истинного расстояния.
• Корректирующая линза вовсе не меняет эффективное расстояние до изображения.

Роли переменных

Что вы задали:

• Истинное расстояние до предмета d_o (cm)

Что вы измеряете:

• Расстояние до изображения линзы d_i (cm)

Как идёт исследование

1. Откройте пресет myopia-corrected и нажмите «Сброс». Корректирующая рассеивающая линза имеет f = −70 см, что соответствует дальней точке этого глаза.
2. Включите показание расстояния до изображения корректирующей линзы.
3. Задайте истинное расстояние до предмета для каждой пробы (все достаточно далёкие) и запишите расстояние до мнимого изображения от корректирующей линзы.

Определяющее уравнение

Как корректирующие линзы перенаправляют свет — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Рассеивающая корректирующая линза с фокусным расстоянием, равным (отрицательному значению) точки дальнего зрения глаза, формирует изображение ДЕЙСТВИТЕЛЬНО удалённого объекта — в сотнях сантиметров, намного дальше того, что может достичь настольная скамья — в (или очень близко к) точке дальнего зрения, именно там, где близорукий глаз ВСЕ ЕЩЁ может сфокусироваться. Ближе к этому расстоянию изображение, как показывают испытания этого листа лаборатории, всё ещё заметно смещается с расстоянием объекта.

Что печатный рабочий лист предлагает учащимся вывести

• Для одной пробы вычислите d_i из 1/f = 1/d_o + 1/d_i при f = −70 см. Сравните с таблицей.
• Ваша таблица показывает, что d_i всё ещё заметно изменяется даже при самом большом расстоянии объекта, которое может достичь эта оптическая скамья (d_o = 100 cm, d_i только на 58.8% пути к f = −70 cm). Используя 1/f = 1/d_o + 1/d_i, объясните, почему d_i требует d_o в сотни сантиметров, прежде чем она действительно приблизится к f — эта коррекция действительно становится почти идеальной только для объектов, находящихся намного дальше, чем может разместить эта скамья, а не для каждого 'удалённого' объекта.

Где это проявляется за пределами лаборатории

• Вот фактический механизм корректирующих линз: они не меняют то, что делает собственная линза глаза, — они предварительно обрабатывают свет так, что глаз «видит» скорректированное изображение на расстоянии, на которое он УЖЕ может сфокусироваться. Объясните, почему это значит, что корректирующие линзы работают ВМЕСТЕ с оптикой глаза, а не заменяют её.
• Сравните фиксированное f = −70 см этого эксперимента с расчётом корректирующей силы в эксперименте myopia для дальней точки 70 см (P = −100/70 ≈ −1.43 дптр, значит f = 1/P ≈ −70 см). Подтвердите, что это одна и та же линза, описанная двумя способами (фокусное расстояние против диоптрий).

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

1. Добро пожаловать к коррекции близорукости
2. Выберите корректирующую линзу
3. Нажмите Play
4. Рассеивающая коррекция
5. Откройте панель свойств
6. Готово!

Откройте интерактивную симуляцию, чтобы собрать сцену, нажать Play и исследовать с живыми измерениями и сопровождаемым туром.

Открыть интерактивную лабораторию →

Скачать рабочий лист →

Формула тонкой линзы