健康的眼睛：持续调节

1·预测

通过改变内部晶状体的焦距（调节），正常的眼睛可以聚焦在从近点到无限远的任何物体上。眼睛是否需要更短或更长的焦距才能聚焦到更近的物体？

• 更短——更近的物体需要眼睛的晶状体更强烈地弯曲光线，以仍然聚焦在相同的视网膜距离上。
• 较长的焦距适合较近的物体。
• 焦距不需要根据不同的物距而改变。

2·设置

1. 打开「健康的眼睛：持续调节（normal-eye）」预设并按重置。视网膜位于眼睛晶状体后面固定的 2.2 厘米处。
2. 启用所需焦距读数。
3. 设置每次试验的物距，并记录眼睛必须采用的焦距，以将图像保留在视网膜上。

3·收集数据

针对三次试验，绘制所需焦距f（y轴）相对物距d_o（x轴）的关系图。当d_o增大时，f是否趋近视网膜距离（2.2 cm）？

4·分析

1. 对于一项试验，使用 R = 2.2 cm（视网膜距离）计算 f = d_o·R/(d_o + R)。与表比较。
2. 解释为什么 f 总是保持在 R = 2.2 cm 以下，当 d_o 变得非常大时（放松眼睛，聚焦于无穷远）接近它，并且对于更近的物体则进一步下降到低于它（更多的调节努力）。

5·扩展

1. 正常眼睛的近点（约25厘米）设定了眼睛肌肉可以达到的最短焦距；它的远点（无穷远）设置最长（完全放松）。解释为什么即使在健康的眼睛中，衰老通常也会增加近点（老花眼）——晶状体失去灵活性，而不是无限远处的聚焦能力。
2. 相机自动对焦系统的机械功能与您的眼睛的生物学功能相同：调整镜头的有效焦距（通常通过移动镜头，而不是改变其形状），以在不同物距下保持传感器上的图像清晰。为什么相机镜头会发生物理移动，而眼睛的晶状体却会改变形状？

这个实验背后的物理原理

← 返回实验