Quang học

Mắt bình thường

Mắt bình thường điều tiết để nhìn rõ mọi vật từ điểm cực cận (25 cm) cho đến vô cực.

Mắt bình thường — mô phỏng Quang học tương tác. Mắt bình thường điều tiết để nhìn rõ mọi vật từ điểm cực cận (25 cm) cho đến vô cực. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Thị lực bình thường

Một mắt bình thường điều chỉnh để lấy nét từ điểm cực cận (25 cm) đến vô cực.

Mắt chính thị hội tụ các tia song song từ vô cực lên võng mạc mà không cần điều tiết. Cơ thể mi sau đó có thể điều chỉnh hình dạng thấu kính cho vật gần hơn đến điểm cực cận (~25 cm đối với người lớn). Cài đặt sẵn này mô hình hóa tiêu điểm thư giãn cho cảnh xa.

• Điểm cực cận ≈ 25 cm
• Điểm xa ∞

Tóm tắt điều tra

Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm

Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.

Câu hỏi lái xe

Mắt bình thường có thể tập trung vào các vật thể ở bất kỳ đâu từ điểm gần đến vô cực bằng cách thay đổi tiêu cự (điều tiết) của thấu kính bên trong. Mắt cần tiêu cự ngắn hơn hay dài hơn để tập trung vào một vật ở gần hơn?

Dự đoán cân nặng

• Ngắn hơn - một vật ở gần hơn cần thấu kính của mắt bẻ cong ánh sáng mạnh hơn để vẫn tập trung vào cùng một khoảng cách võng mạc.
• Tiêu cự dài hơn cho các vật thể gần hơn.
• Tiêu cự không cần thay đổi đối với các khoảng cách vật thể khác nhau.

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Khoảng cách đối tượng d_o (cm)

Những gì bạn đo lường:

• Tiêu cự yêu cầu f (cm)

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt sẵn cho mắt bình thường và nhấn Reset. Võng mạc nằm cố định phía sau thấu kính của mắt 2,2 cm.
2. Bật tính năng đọc độ dài tiêu cự cần thiết.
3. Đặt khoảng cách vật thể cho mỗi lần thử và ghi lại tiêu cự mà mắt phải sử dụng để giữ hình ảnh trên võng mạc.

phương trình điều khiển

Chỗ ở của mắt — P = 1/f

Để giữ cho hình ảnh ở võng mạc được sắc nét, mắt liên tục điều chỉnh tiêu cự của thấu kính: f = d_o·R/(d_o + R), trong đó R là khoảng cách cố định của võng mạc. Các vật thể ở gần hơn yêu cầu tiêu cự ngắn hơn (khả năng lấy nét mạnh hơn).

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Đối với một lần thử, hãy tính f = d_o·R/(d_o + R) bằng cách sử dụng R = 2.2 cm (khoảng cách võng mạc). So sánh với bảng.
• Giải thích tại sao f luôn ở ngay dưới R = 2.2 cm, tiến gần đến nó khi d_o phát triển rất lớn (mắt thư giãn, hội tụ ở vô cực) và giảm xa hơn xuống dưới nó đối với các vật thể gần hơn (nỗ lực điều tiết nhiều hơn).

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Điểm cực cận của mắt bình thường (khoảng 25 cm) đặt tiêu cự ngắn nhất mà cơ mắt có thể đạt được; điểm xa nhất của nó (vô cực) đặt lâu nhất (hoàn toàn thoải mái). Giải thích tại sao lão hóa thường làm tăng điểm cực cận (viễn thị) ngay cả ở một mắt khỏe mạnh - thấu kính mất đi tính linh hoạt, không có khả năng hội tụ ở vô cực.
• Hệ thống lấy nét tự động của máy ảnh thực hiện một cách cơ học những gì mắt bạn thực hiện về mặt sinh học: điều chỉnh độ dài tiêu cự hiệu quả của ống kính (thường bằng cách di chuyển ống kính, thay vì thay đổi hình dạng) để giữ cho hình ảnh sắc nét trên cảm biến ở các khoảng cách vật thể khác nhau. Tại sao ống kính máy ảnh có thể di chuyển vật lý trong khi ống kính của mắt bạn lại thay đổi hình dạng?

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Chào mừng đến mắt bình thường
2. Chọn mắt
3. Nhấn Phát
4. Tầm nhìn xa thư giãn
5. Mở Trình kiểm tra
6. Hoàn thành!

Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.

Mở phòng thí nghiệm tương tác →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Phương Trình Thấu Kính Mỏng