Виправлена міопія: як розсіювальна лінза насправді працює

1 · Прогноз

Розсіювальна коригувальна лінза міопного ока (тут f = −70 cm) призначена робити далекі предмети такими, що здаються на дальній точці ока. Чи це працює так само, не залежно від того, наскільки далеко фактично знаходиться предмет?

• У межах відстаней об'єкта, які цей оптичний стіл може насправді досягти, відстань віртуального зображення все ще значно варіюється при зміні справжньої відстані об'єкта — вона ще не встановилась поблизу точки далекої відстані.
• Так — для будь-якого достатньо далекого предмета розсіювальна лінза утворює уявне зображення дуже близько до власного фокусу (біля дальньої точки), незалежно від точної справжньої відстані.
• Коригувальна лінза взагалі не змінює ефективну відстань до зображення.

2 · Установка

1. Відкрийте пресет myopia-corrected та натисніть «Скинути». Коригувальна розсіювальна лінза має f = −70 cm, що відповідає дальній точці цього ока.
2. Увімкніть показ відстані до зображення коригувальної лінзи.
3. Задайте справжню відстань до предмета для кожного заміру (усе досить далеко) та запишіть відстань до уявного зображення, утвореного коригувальною лінзою.

3 · Збір даних

Побудуйте відстань до зображення d_i (вісь y) проти відстані до предмета d_o (вісь x) для трьох замірів. Чи d_i згинається до фокусної відстані лінзи (−70 cm, дальня точка ока)? Наскільки близько вона доходить у межах, які дозволяє лавка?

4 · Аналіз

1. Для одного заміру обчисліть d_i з 1/f = 1/d_o + 1/d_i з f = −70 cm. Порівняйте з таблицею.
2. Ваша таблиця показує, що d_i все ще значно змінюється навіть на найбільшій відстані об'єкта, яку може досягти цей оптичний стіл (d_o = 100 cm, d_i лише на 58.8% шляху до f = −70 cm). Використовуючи 1/f = 1/d_o + 1/d_i, поясніть, чому d_i потребує d_o в сотні сантиметрів, перш ніж вона дійсно наблизиться до f — ця корекція дійсно стає майже ідеальною лише для об'єктів, що знаходяться набагато далі від того, що може розмістити цей стіл, а не для кожного 'віддаленого' об'єкта.

5 · Поглиблення

1. Це фактичний механізм коригувальних лінз: вони не змінюють те, що робить власна лінза ока — вони попередньо обробляють світло так, щоб око «бачило» виправлене зображення на відстані, на якій воно ВЖЕ може фокусуватися. Поясніть, чому це означає, що коригувальні лінзи працюють З оптикою ока, а не замінюють її.
2. Порівняйте фіксовану f = −70 cm цього експерименту з обчисленням коригувальної сили в myopia для дальньої точки = 70 cm (P = −100/70 ≈ −1.43 D, тож f = 1/P ≈ −70 cm). Підтвердьте, що це та сама лінза, описана двома способами (фокусна відстань проти діоптрій).

Фізика цього експерименту

← Назад до експерименту

138 безкоштовних друкованих робочих аркушів з фізики