Близорукость с коррекцией: как работает рассеивающая линза
1 · Прогноз
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?
- Расстояние до мнимого изображения сильно зависит от истинного расстояния до предмета даже для далёких.
- 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.
2 · Подготовка
- Откройте пресет myopia-corrected и нажмите «Сброс». Корректирующая рассеивающая линза имеет f = −70 см, что соответствует дальней точке этого глаза.
- Включите показание расстояния до изображения корректирующей линзы.
- Задайте истинное расстояние до предмета для каждой пробы (все достаточно далёкие) и запишите расстояние до мнимого изображения от корректирующей линзы.
3 · Сбор данных
| Истинное расстояние до предмета d_o (cm) | Расстояние до изображения линзы d_i (cm) |
|---|---|
| 30.00 | |
| 60.00 | |
| 100.00 |
Постройте d_i (ось y) против d_o (ось x) для трёх проб. Стремится ли d_i к фокусу линзы (−70 cm, дальней точке глаза)? Насколько близко на доступном скамье диапазоне?
4 · Анализ
- Для одной пробы вычислите d_i из 1/f = 1/d_o + 1/d_i при f = −70 см. Сравните с таблицей.
- Объясните, почему при очень больших d_o значение d_i приближается к f (= −70 см): корректирующая линза строит своё мнимое изображение прямо в дальней точке глаза, позволяя глазу нормально сфокусироваться на этом изображении вместо настоящего (слишком далёкого) предмета.
5 · Развитие
- 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).
Физика этого эксперимента
Как корректирующие линзы перенаправляют свет
Рассеивающая корректирующая линза с f, равной (по модулю) дальней точке глаза, изображает любой достаточно далёкий предмет на (или очень близко к) этой дальней точке — ровно там, где близорукий глаз ЕЩЁ может фокусироваться, позволяя видеть чётко.