Здорове око: безперервна акомодація

1 · Прогноз

Нормальне око може фокусувати предмети будь-де від ближньої точки до нескінченності, змінюючи фокусну відстань внутрішньої лінзи (акомодація). Чи потрібна оку коротша чи довша фокусна відстань, щоб фокусуватися на ближчий предмет?

2 · Установка

  1. Відкрийте пресет normal-eye та натисніть «Скинути». Сітківка сидить на фіксованих 2.2 cm за лінзою ока.
  2. Увімкніть показ потрібної фокусної відстані.
  3. Задайте відстань до предмета для кожного заміру та запишіть фокусну відстань, яку око мусить прийняти, щоб тримати зображення на сітківці.

3 · Збір даних

Відстань до предмета d_o (cm)Потрібна фокусна відстань f (cm)
30.00
60.00
120.00

Побудуйте потрібну фокусну відстань f (вісь y) проти відстані до предмета d_o (вісь x) для трьох замірів. Чи f наближається до відстані до сітківки (2.2 cm), коли d_o стає великим?

4 · Аналіз

  1. Для одного заміру обчисліть f = d_o·R/(d_o + R) з R = 2.2 cm (відстань до сітківки). Порівняйте з таблицею.
  2. Поясніть, чому f завжди лишається трохи під R = 2.2 cm, наближаючись до неї, коли d_o стає дуже великим (розслаблене око, фокус на нескінченності), та опускаючись нижче для ближчих предметів (більше зусилля акомодації).

5 · Поглиблення

  1. Ближня точка нормального ока (приблизно 25 cm) задає найкоротшу фокусну відстань, якої можуть досягти м'язи ока; дальня точка (нескінченність) задає найдовшу (повністю розслаблену). Поясніть, чому старіння типово підіймає ближню точку (пресбіопія) навіть у інакше здоровому оці — лінза втрачає гнучкість, не здатність фокусувати на нескінченності.
  2. Система автофокусу камери механічно робить те, що ваше око робить біологічно: коригує ефективну фокусну відстань своєї лінзи (зазвичай рухаючи лінзу, а не змінюючи її форму), щоб тримати зображення різким на сенсорі при різних відстанях. Чому лінза камери може рухатися фізично, тоді як лінза вашого ока натомість змінює форму?

← Назад до експерименту

Оптика

138 безкоштовних друкованих робочих аркушів з фізики