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?
- Відстань до уявного зображення сильно варіює залежно від справжньої відстані до предмета, навіть для далеких предметів.
- 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
- Відкрийте пресет myopia-corrected та натисніть «Скинути». Коригувальна розсіювальна лінза має f = −70 cm, що відповідає дальній точці цього ока.
- Увімкніть показ відстані до зображення коригувальної лінзи.
- Задайте справжню відстань до предмета для кожного заміру (усе досить далеко) та запишіть відстань до уявного зображення, утвореного коригувальною лінзою.
3 · Збір даних
| Справжня відстань до предмета d_o (cm) | Відстань до зображення коригувальної лінзи d_i (cm) |
|---|---|
| 30.00 | |
| 60.00 | |
| 100.00 |
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
- Для одного заміру обчисліть d_i з 1/f = 1/d_o + 1/d_i з f = −70 cm. Порівняйте з таблицею.
- Поясніть, чому, коли d_o стає дуже великим, d_i наближається до f (= −70 cm) — тобто коригувальна лінза утворює своє уявне зображення прямо на власній дальній точці ока, дозволяючи оку фокусуватися нормально на це зображення замість справжнього (занадто далекого) предмета.
5 · Поглиблення
- 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.
- 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
Як коригувальні лінзи переспрямовують світло
Розсіювальна коригувальна лінза з f, рівною (від'ємній) дальній точці ока, зображує будь-який достатньо далекий предмет на (або дуже близько до) цієї дальньої точки — точно там, де міопне око ВЖЕ може фокусуватися, дозволяючи йому бачити чітко.