แก้สายตาสั้น เลนส์เว้าทำงานอย่างไรจริง ๆ

1 · ทำนาย

เลนส์แก้สายตาเว้า (f = −70 cm ที่นี่) ของตาสั้นมีจุดประสงค์ให้วัตถุไกลดูเหมือนอยู่ที่จุดไกลสุดของตาแทน มันทำงานแบบเดียวกันหรือไม่ ไม่ว่าวัตถุจริงจะไกลแค่ไหน

• ระยะภาพเสมือนแปรมากตามระยะวัตถุจริง แม้วัตถุจะไกลแล้ว
• ใช่ — สำหรับวัตถุไกลพอใด ๆ เลนส์เว้าสร้างภาพเสมือนใกล้จุดโฟกัสของตัวเองมาก (ใกล้จุดไกล) ไม่ขึ้นกับระยะจริง
• เลนส์แก้ไขไม่เปลี่ยนระยะภาพที่ได้ผลเลย

2 · จัดเตรียม

1. เปิดพรีเซ็ท myopia-corrected แล้วกดรีเซ็ต เลนส์แก้สายตาเว้ามี f = −70 cm ตรงกับจุดไกลสุดของตานี้
2. เปิดค่าแสดงระยะภาพของเลนส์แก้ไข
3. ตั้งระยะวัตถุจริงในแต่ละรอบ (ไกลพอสมควรทั้งหมด) แล้วบันทึกระยะภาพเสมือนที่เลนส์แก้ไขสร้าง

3 · เก็บข้อมูล

พล็อตระยะภาพ d_i (แกน y) กับระยะวัตถุ d_o (แกน x) จากสามรอบการทดลอง d_i โค้งเข้าหาระยะโฟกัสของเลนส์ (−70 cm จุดไกลของตา) หรือไม่ เข้าใกล้แค่ไหนในช่วงที่โต๊ะทดลองเอื้อม

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ d_i จาก 1/f = 1/d_o + 1/d_i โดยใช้ f = −70 cm เทียบกับตาราง
2. จงอธิบายว่าเมื่อ d_o ใหญ่มาก d_i เข้าใกล้ f (= −70 cm) อย่างไร หมายความว่าเลนส์แก้สายตาสร้างภาพเสมือนไว้ที่จุดไกลสุดของตาพอดี ให้ตาโฟกัสตามปกติที่ภาพนั้นแทนวัตถุจริงที่ไกลเกินไป

5 · ต่อยอด

1. นี่คือกลไกจริงของเลนส์แก้ไข พวกมันไม่ได้เปลี่ยนสิ่งที่เลนส์ตาเองทำ — แต่ประมวลแสงล่วงหน้าให้ตา “เห็น” ภาพที่แก้แล้วที่ระยะซึ่งมันโฟกัสได้อยู่แล้ว อธิบายว่าเหตุใดจึงหมายความว่าเลนส์แก้ไขทำงาน “ร่วมกับ” ทัศนศาสตร์ของตา ไม่ใช่แทนที่มัน
2. จงเทียบ f = −70 cm คงที่ของการทดลองนี้กับการคำนวณกำลังเลนส์แก้สายตาของการทดลอง myopia ที่จุดไกลสุด = 70 cm (P = −100/70 ≈ −1.43 D จึงได้ f = 1/P ≈ −70 cm) ยืนยันว่าเป็นเลนส์เดียวกันที่บรรยายสองแบบ (ระยะโฟกัสกับไดออปเตอร์)

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง