Korigovaná krátkozrakosť: ako rozptylná šošovka naozaj funguje

1 · Predikuj

Rozptylná korekčná šošovka krátkozrakého oka (tu f = −70 cm) má za cieľ urobiť vzdialené objekty zdajúce sa byť na ďalekom bodu oka. Funguje to tým istým spôsobom bez ohľadu na to, akďaleko je skutočný predmet naozaj?

• V rámci vzdialeností objektov, ktoré môže tento stôl skutočne dosiahnuť, virtuálna vzdialenosť obrazu sa stále značne mení, keď sa zmení skutočná vzdialenosť objektu — ešte sa nestabilizovala blízko vzdialeného bodu.
• Áno — pre akýkoľvek dostatočne vzdialený predmet tvorí rozptylná šošovka zdánlivý obraz veľmi blízko svojho vlastného ohniska (pri ďalekom bode), bez ohľadu na presnú skutočnú vzdialenosť.
• Korekčná šošovka vôbec nemení efektívnu vzdialenosť obrazu.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu korigovaná krátkozrakosť a stlač Resetovať. Korekčná rozptylná šošovka má f = −70 cm, zodpovedajúc ďalekému bodu tohto oka.
2. Zapni odčítanie vzdialenosti obrazu korekčnej šošovky.
3. Nastav skutočnú vzdialenosť predmetu pre každý pokus (všetky rozumne ďaleko) a zaznamenaj vzdialenosť zdánlivého obrazu tvoreného korekčnou šošovkou.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj vzdialenosť obrazu d_i (os y) verzus vzdialenosť predmetu d_o (os x) pre svoje tri pokusy. Ohýba sa d_i smerom k ohnisku šošovky (−70 cm, ďaleký bod oka)? Ako blízko sa dostane v rozsahu, ktorý lavica dovolí?

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus vypočítaj d_i z 1/f = 1/d_o + 1/d_i s f = −70 cm. Porovnaj s tabuľkou.
2. Vaša tabuľka ukazuje, že d_i sa stále výrazne mení dokonca aj pri najväčšej vzdialenosti objektu, ktorú môže tento stôl dosiahnuť (d_o = 100 cm, d_i len 58,8% cesty k f = −70 cm). Pomocou 1/f = 1/d_o + 1/d_i vysvetlite, prečo d_i potrebuje d_o v stovkách cm, kým sa skutočne dostane blízko k f — táto korekcia sa naozaj stáva takmer dokonalá len pre objekty oveľa ďalej, ako tento stôl môže umiestniť, nie pre každý vzdialený objekt.

5 · Rozšír

1. Toto je skutočný mechanizmus za korekčnými šošovkami: nemenia to, čo robí vlastná šošovka oka — predspracúvajú svetlo tak, že oko „vidí“ korigovaný obraz vo vzdialenosti, na ktorú UŽ VIE zaostriť. Vysvetli, prečo to znamená, že korekčné šošovky pracujú S optikou oka, namiesto toho, aby ju nahrádzali.
2. Porovnaj pevné f = −70 cm tohto experimentu s výpočtom korekčnej sily experimentu krátkozrakosť pre ďaleký bod = 70 cm (P = −100/70 ≈ −1.43 D, takže f = 1/P ≈ −70 cm). Potvrď, že ide o tú istú šošovku, opísanú dvoma spôsobmi (ohnisková vzdialenosť verzus dioptrie).

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky