Здоровый глаз: непрерывная аккомодация

1 · Прогноз

Нормальный глаз может фокусировать предметы от ближней точки до бесконечности, меняя фокусное расстояние внутренней линзы (аккомодация). Нужен ли глазу более короткий или более длинный фокус для более близкого предмета?

• Более короткий — более близкий предмет требует от линзы глаза сильнее преломлять свет, чтобы сфокусировать на то же расстояние до сетчатки.
• Более длинный фокус для более близких предметов.
• Фокусное расстояние не должно меняться для разных расстояний.

2 · Подготовка

1. Откройте пресет normal-eye и нажмите «Сброс». Сетчатка сидит фиксированно в 2.2 cm за линзой глаза.
2. Включите показание требуемого фокусного расстояния.
3. Задайте расстояние до предмета для каждой пробы и запишите фокусное расстояние, которое глаз должен принять, удерживая изображение на сетчатке.

3 · Сбор данных

Постройте требуемый фокус f (ось y) против расстояния до предмета d_o (ось x) для трёх проб. Стремится ли f к расстоянию до сетчатки (2.2 cm) при большом d_o?

4 · Анализ

1. Для одной пробы вычислите f = d_o·R/(d_o + R) при R = 2.2 см (расстояние до сетчатки). Сравните с таблицей.
2. Объясните, почему f всегда остаётся чуть меньше R = 2.2 см, приближаясь к нему при очень больших d_o (расслабленный глаз, фокус на бесконечность) и опускаясь ещё ниже для близких предметов (большее усилие аккомодации).

5 · Развитие

1. Ближняя точка нормального глаза (около 25 cm) задаёт самый короткий фокус, достижимый мышцами; дальняя точка (бесконечность) — самый длинный (полное расслабление). Объясните, почему возраст обычно поднимает ближнюю точку (пресбиопия) даже у здорового глаза — линза теряет гибкость, а не дальнюю фокусировку.
2. Автофокус камеры механически делает то, что глаз биологически: подстраивает эффективный фокус (обычно двигая линзу, а не меняя форму), держа изображение резким на матрице. Почему линза камеры двигается физически, а линза глаза меняет форму?

Физика этого эксперимента

← Вернуться к эксперименту