Модель наглядно демонстрирует, как можно представлять себе свет в виде волн или частиц.
Ньютон в XVII веке предположил, что свет - это поток частиц (корпускул), испускаемых светящимся телом. Эти частицы движутся по линиям (лучам света), могут отражаться от предметов, а попадая в глаз, делают предметы видимыми. В дальнейшем для объяснения оптических явлений были предложены другие теории.
Согласно волновой теории, свет -это волны, распространяющиеся от источников света или отражающих их тел. Аналогично распространяются звуковые волны в воздухе или волны от упавшего камня по поверхности воды. Но волновые свойства света обычно не проявляются, т. к. длина световых волн очень мала (порядка 10-6 м, точнее, длина волны видимого нашим глазом света лежит в интервале от 0,0004 до 0,0007 мм, или 410-710 нм). Современная теория света основана на квантовой теории и свет в ней сочетает одновременно и волновые (электромагнитная волна), и корпускулярные свойства (поток фотонов).
Один из упрощенных подходов (геометрическая оптика) --считать свет состоящим из лучей. Точечный источник света излучает свет во всех направлениях, т.е. от него во все стороны расходятся лучи света. Источник света -предмет, испускающий свет. Остальные предметы лишь (частично или полностью) отражают или поглощают падающий на них свет.
Свет обладает энергией. В источнике света происходит превращение какого-либо вида энергии в световую. Примеры такого преобразования тепловой энергии - свечение раскаленного предмета (спираль электрической лампочки), химической, электрической - светодиод (полупроводниковый лазер), световой - флуоресценция.
Модель наглядно демонстрирует прямолинейность распространения света, понятие луч света.
Мозг и глаза позволяют нам видеть, ориентироваться в пространстве, создавая пространственные образы окружающих нас предметов.
Если луч света попадает в глаз, мы видим точку, из которой он вышел. Если мы видим предмет, то это означает, что в глаз попадает свет от каждой точки предмета. Наш мозг воспринимает все лучи, попадающие в наши глаза, как распространяющиеся прямолинейно. В тех случаях, когда свет не распространяется прямолинейно, возникают иллюзии, мнимые изображения.
Луч света- геометрическая линия, вдоль которой распространяется свет. Световой луч не имеет толщины. Реально мы имеем дело с пучками света, состоящими из лучей. Вдоль луча света переносится энергия, определяющая яркость луча. В процессе распространения луча его яркость может изменяться. Если яркость становится равной нулю, то луч исчезает, поглощается. Говорят и о скорости распространения лучей света. У света есть еще цвет, но связанные с ним явления (распространение цветных лучей) здесь не рассматриваются.
Итак, понятие луч света- это идеализированное, сильно упрощенное понятие и некоторые важные световые явления не могут быть поняты при таком упрощении.
Прямолинейностью распространения света объясняются многие явления, например, образование тени и полутени.
Проделайте опыт1. Выберите один точечный источник света.2. Нажмите кнопку "СТАРТ".3. Что вы наблюдаете на экране?4. Выберите два точечных источника света.5. Нажмите кнопку "СТАРТ".6. Что вы теперь наблюдаете на экране?
Тень и полутень можно получить от одного источника, если он не является точечным.
Опыты по измерению скорости света проводились с древних времен, но эта скорость настолько велика, что даже оценить ее порядок долго не удавалось. Считалось, что свет распространяется мгновенно. Впервые конечность скорости света связали с зависимостью видимого движения спутника Юпитера от изменения расстояния до Земли. Затем наиболее точные измерения были сделаны А. Майкельсоном в опытах, проведенных с 1880-х по 1920-е годы.
Майкельсон использовал вращающуюся восьмигранную призму с зеркальными гранями. Схема установки показана на рисунке. Свет от источника направляется на одну из граней призмы. При определенных положениях призмы отраженный от грани призмы луч проходит большой путь (35 км) и, отразившись там от зеркала, возвращается назад к призме. Отразившись от призмы, луч попадает в регистрирующее устройство, но только при определенном положении призмы. Призма должна повернуться из первого положения во второе, пока свет проходит 70 км. Это дает соотношение, связывающее скорость вращения призмы, угол поворота призмы, и скорость света c. Майкельсон получил значение скорости света: c = 299 700км/с.
Обычно значение скорости света округляют до 300 000 км/с = 3 · 108 м/с. Измерение скорости света основано на том, что свет от источника попадает в телескоп, только если призма вращаетсяс определенной скоростью. При меньшей или большей скорости зеркальная грань отражает пришедший луч мимо.
Модель установки Майкельсона для измерения скорости света демонстрирует принцип измерения скорости света. Чтобы учесть скорость распространения света, луч показан в виде потока частиц.vСкорость частиц и скорость вращения отражающей призмы можно регулировать. Измерение скорости света основано на том, что свет от источника попадает в телескоп, только если призма вращается с определенной скоростью. Зеленые метки над шкалой скорости вращения отмечают те значения, при которых свет попадает в телескоп. При меньшей скорости вращения зеркальная грань не успевает занять нужное положение, а при большей - грань поворачивается слишком сильно. При дальнейшем увеличении скорости вращения следующая грань успевает занять нужное положение.
Модель наглядно знакомит с отражением света, с понятиями угол падения и угол отражения.
Не все среды пропускают свет так же хорошо, как воздух, стекло или чистая вода. Есть такие среды, которые практически не пропускают свет. Они называются непрозрачными. Поверхности (не обязательно непрозрачных) тел отражают свет по-разному.
Хорошо известно отражение света от поверхности зеркала: падающий луч в точке поверхности зеркала изменяет свое направление. При падении луча на зеркальную поверхность образуется еще один луч, выходящий из точки падения. Параллельные лучи и после отражения остаются параллельными. Отраженный луч виден, только если глаз находится в определенном положении относительно отражающей поверхности (виден , не виден ).
Зеркальные поверхности встречаются очень редко. Большинство поверхностей шероховаты. Пучок света, попавший на шероховатую поверхность, отражается в различных направлениях. Т. е. вместо одного луча получается бесконечно много лучей, выходящих из точки падения. Такое отражение называется \emph{диффузным} (или рассеянным). Отраженные лучи видны при любом положении глаза со стороны отражающей поверхности (виден, виден). Большинство окружающих нас тел отражают свет диффузно и поэтому хорошо видны при дневном свете.
Металлы очень хорошо отражают свет. Это объясняется тем, что они проводят электрический ток, а свет --- электромагнитная волна. Используя модель, проведите опыт. На оптическом диске укрепим плоское зеркало. Направим на зеркало пучок света из осветителя. Для хорошего зеркала световой луч практически полностью отразится. Проведем в точке падения луча перпендикуляр к поверхности зеркала.
Угол α между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке падения луча, называется углом падения.
Угол γ между отраженным лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке падения луча, называется углом отражения.
Опыт 1
1. Изменяйте угол падения светового луча α = 30º, 60º, 90º.
2. Сравните в каждом случае углы падения и отражения.
Закон отражения света:
Отраженный луч лежит в плоскости падения, а угол падения равен углу отражения.
Если мысленно изменить направление движения луча на противоположное, то луч, идущий по пути отраженного луча, отражается и идет по пути падающего луча. Это свойство называют обратимостью световых лучей при зеркальном отражении. Заметим, что при диффузном отражении такой обратимости нет.
Модель наглядно демонстрирует построение изображения предмета в плоском зеркале.
Зеркало, поверхность которого представляет собой плоскость, называют плоским зеркалом.
Если смотреть на плоское зеркало и предмет, находящийся перед зеркалом, то кажется, что за зеркалом находится еще один такой же предмет.Предмет, который, как нам кажется, мы видим за зеркалом, называется изображением предмета-оригинала. Мы видим предмет там, где его на самом деле нет. Поэтому изображение в зеркале называют мнимым.
Используя закон отражения, построим изображение предмета в плоском зеркале. Если источник света (свеча) протяженный, построим изображение двух крайних точек A и B.Для построения изображения A' точки A можно использовать любые два луча, например 1 и 2. Отраженные лучи 1 и 2 выводят из точек на поверхности зеркала и не пересекаются, но их продолжения пересекаются в точке A'. Аналогично можно построить изображение B' точки B.
Итак, для построения (мнимого) изображения точки A достаточно взять два луча, направленных к зеркалу, и построить их отраженные лучи. Тогда пересечение A' продолжений отраженных лучей и будет мнимым изображением точки A. Удобно один из лучей направить перпендикулярно зеркалу. Для построения мнимого изображения всего предмета нужно построить изображения его основных точек.
Модель наглядно демонстрирует законы преломления и отражения света.
Изменение направления распространения света при переходе его через границу раздела двух сред называется преломлением.
Скорость света в прозрачных средах всегда меньше, чем в вакууме. Отношение скорости света в вакууме к скорости света в данной среде называется показателем преломления n этой среды. Показатели преломления воды n = 1,33; стекла n= 1,46 -1,58; алмаза n= 2,42. Говорят, что n характеризует оптическую плотность среды, чем больше n, тем больше оптическая плотность. Показатель преломления среды зависит от цвета распространяющегося света. Этим, например, объясняется появление радуги.
Когда луч света падает на границу раздела двух прозрачных сред (падающий луч), в каждой среде образуется новый луч. Луч, идущий в первой среде называется отраженным, а луч во второй среде - преломленным.
Угол между перпендикуляром к границе раздела (в точке падения луча) и одним из этих трех лучей называется углом падения, углом отражения и углом преломления, соответственно.Преломление света объясняется изменением скорости распространения света при его переходе из одной среды в другую. Из двух сред та, в которой скорость света меньше, называется оптически более плотной, а та, в которой скорость света больше, - оптически менее плотной. Способность преломлять лучи на поверхности между разными средами различна. Чем значительнее отличаются скорости света в двух средах, тем сильнее преломляются лучи на границе между ними.
Законы преломления и отражения1. Падающий, отраженный, преломленный лучи и перпендикуляр в точке падения лежат в одной плоскости.2. Угол отражения равен углу падения.3. Угол преломления меньше угла падения при переходе из оптически менее плотной среды в оптически более плотную (преломленный луч прижимается к нормали). Угол преломления больше угла падения при переходе из оптически более плотной среды в оптически менее плотную (преломленный луч отходит от нормали).4. Угол преломления зависит от угла падения и от отношения коэффициентов преломления обеих сред.
Модель наглядно демонстрирует соотношение между углами падения, преломления и отражения света.
Изменение направления распространения света при переходе его через границу раздела двух сред называется преломлением.
Скорость света в прозрачных средах всегда меньше, чем в вакууме. Отношение скорости света в вакууме к скорости света в данной среде называется показателем преломления n этой среды. Показатели преломления воды n = 1,33; стекла n= 1,46 -1,58; алмаза n= 2,42. Говорят, что n характеризует оптическую плотность среды, чем больше n, тем больше оптическая плотность. Показатель преломления среды зависит от цвета распространяющегося света. Этим, например, объясняется появление радуги.
Когда луч света падает на границу раздела двух прозрачных сред (падающий луч), в каждой среде образуется новый луч. Луч, идущий в первой среде называется отраженным, а луч во второй среде - преломленным.
Угол между перпендикуляром к границе раздела (в точке падения луча) и одним из этих трех лучей называется углом падения, углом отражения и углом преломления, соответственно.Преломление света объясняется изменением скорости распространения света при его переходе из одной среды в другую. Из двух сред та, в которой скорость света меньше, называется оптически более плотной, а та, в которой скорость света больше, - оптически менее плотной. Способность преломлять лучи на поверхности между разными средами различна. Чем значительнее отличаются скорости света в двух средах, тем сильнее преломляются лучи на границе между ними.
Законы преломления и отражения1. Падающий, отраженный, преломленный лучи и перпендикуляр в точке падения лежат в одной плоскости.2. Угол отражения равен углу падения.3. Угол преломления меньше угла падения при переходе из оптически менее плотной среды в оптически более плотную (преломленный луч прижимается к нормали). Угол преломления больше угла падения при переходе из оптически более плотной среды в оптически менее плотную (преломленный луч отходит от нормали).4. Угол преломления зависит от угла падения и от отношения коэффициентов преломления обеих сред.
Модель наглядно демонстрирует как световой луч, проходит несколько сред с различными коэффициентами преломления.
Не все среды однородны и пропускают свет так же хорошо, как воздух, стекло или чистая вода. Есть такие среды, которые плохо пропускают свет. Причиной этого может быть оптическая неоднородность среды.
Простейшим примером неоднородной среды служит среда, составленная из нескольких однородных, хорошо пропускающих свет сред, причём границы раздела сред являются плоскими. При рассмотрении распространения луча света в такой среде можно считать, что луч последовательно проходит (отражаясь и преломляясь) встречающиеся на его пути плоские границы раздела.
Модель показывает ход светового луча, проходящего несколько сред с различными коэффициентами преломления.
Модель наглядно демонстрирует прохождение через призму луча света. Луч проходит две плоскости раздела сред и направление вышедшего из призмы луча зависит от угла падения и угла между граничными поверхностями призмы.
При прохождении через призму луч света проходит две плоскости раздела сред. Направление вышедшего из призмы луча зависит от угла падения и угла между граничными поверхностями призмы. Показатель преломления среды равен отношению скорости света в вакууме к скорости света в этой среде. Следовательно, скорость света в оптически более плотных средах меньше, чем в оптически менее плотных.
Линзы используются для преобразования пучков света в оптических приборах. Модель наглядно демонстрирует основные свойства собирающих и рассеивающих линз: главная оптическая ось, фокальная плоскость, фокус.
Для преобразования пучков света в оптических приборах используются линзы. Линза представляет собой прозрачное тело, ограниченное двумя криволинейными (чаще всего сферическими) поверхностями. Материалом для линз обычно служит оптическое или органическое стекло. В зависимости от комбинации ограничивающих поверхностей линзы бывают двояковыпуклыми, двояковогнутыми, плосковыпуклыми и т.д. Различают выпуклые линзы, у которых середина толще, чем края, и вогнутые линзы, у которых середина тоньше, чем края.
Ход лучей света в выпуклых и вогнутых линзах различен. Выпуклые стеклянные линзы, находящиеся в воздухе, преобразуют параллельный пучок световых лучей в сходящийся;поэтому их называют также собирающими}. Вогнутые стеклянные линзы при этом создают расходящийся пучок света, поэтому их называют рассеивающими}.
Как линза преломляет падающие на нее лучи?
Только тонкие линзы обладают простыми свойствами, и в дальнейшем все линзы предполагаются тонкими. Свойства тонкой линзы зависят от радиусов ограничивающих ее сферических поверхностей. Для построения преломленных линзой лучей света вводятся следующие геометрические элементы.Главной оптической осью линзы называется прямая, проходящая через центры ограничивающих линзу сферических поверхностей.
Оптический центр линзы - точка пересечения линзы с главной оптической осью. Важно, что линза тонкая. Луч, проходящий через оптический центр линзы не изменяет своего направления.
Оптическая ось - прямая, проходящая через оптический центр.Фокус - точка, в которой пересекаются преломленные линзой лучи (или их продолжения). Главные фокусы линзы - фокусы, лежащие на главной оптической оси.Фокальная плоскость - плоскость, на которой лежат фокусы линзы. Их две, с одной стороны линзы и с другой.
Модель наглядно демонстрирует различие между двумя линзами различной оптической силы.
Тонкая линза характеризуется своим фокусным расстоянием F, которое иногда для удобства можно считать положительным или отрицательным для собирающей или рассеивающей линз соответственно. Реальные линзы характеризуются также своим диаметром и другими необходимыми параметрами. Офтальмологи характеризуют линзу не фокусным расстоянием, а обратной к фокусному расстоянию величиной. Она называется оптической силой (D)
где фокусное расстояние (в метрах) берется со знаком "+" для собирающих линз и со знаком "-" для рассеивающих. Оптическая сила измеряется в диоптриях (сокращенно дптр ) или в обратных метрах: 1 дптр = 1 м-¹. Итак, оптическая сила собирающей линзы положительна, а рассеивающей - отрицательна. Например, линза с фокусным расстоянием 0,5 м имеет оптическую силу D = 1/0,5 = 2 дптр.
Модель наглядно демонстрирует построение изображения в собирающей и рассеивающей линзе.
Существуют простые правила построения луча, преломленного тонкой линзой, если известны главная оптическая ось и главные фокусы линзы.
Собирающая линза
Направим на линзу параллельно главной оптической оси пучок света. Предположим, что, после преломления в линзе, лучи пучка пересекают главную оптическую ось в одной точке F .Линза собирает преломленные лучи, поэтому такие линзы называются собирающими. Например, двояковыпуклые линзы являются собирающими. Точка F, в которой пересекаются преломленные линзой лучи, падающие параллельно оптической оси, называется главным фокусом линзы . У собирающей линзы фокус действительный. Т. к. параллельные лучи можно пустить и с одной, и с другой стороны линзы, то и главных фокусов у линзы два. Оба лежат на главной оптической оси. Лучи, идущие под углом к главной оптической оси, линза собирает в точке F1. Эта точка находится в плоскости AA1 , проходящей через главный фокус перпендикулярно главной оптической оси. Эта плоскость AA1 называется фокальной плоскостью, а точка F1 в отличие от главного фокуса называется просто фокусом. Расстояние от оптического центра до главного фокуса называется фокусным расстоянием. Его также принято обозначать буквой F .
Проделайте следующие опыты.
1. Свеча расположена далеко от линзы d > 2F . Где расположено изображение удаленной свечи? Какое оно?
2. Переместим свечу ближе к точка 2F . Как изменилось изображение свечи?
3. Поставим свечу на расстоянии до линзы d = 2F . Какое изображение свечи дала линза? Где оно расположено?
4. Расположим свечу на расстоянии d от линзы, чтобы было F < d < 2F . Какое изображение свечи дала линза? Сравните этот случай и случай 2.
5. Поместим свечу в фокус линзы d = F . Как идут преломленные линзой световые лучи? Где они пересекутся? Сравните результат с результатом в случае 1.
6. Поместим свечу между оптическим центром линзы и ее фокусом d < F . Каким является изображение свечи сейчас? Где оно находится? Пересекаются ли вышедшие из линзы лучи?
Итак, свойства изображения зависят от положения предмета:
Если предмет находится за двойным фокусом собирающей линзы, то его изображение является действительным, уменьшенным, обратным (перевернутым).
Если предмет находится между фокусом и двойным фокусом собирающей линзы, то его изображение является действительным, увеличенным, обратным (перевернутым).
Если предмет находится между собирающей линзой и ее фокусом, то его изображение является мнимым, увеличенным, прямым (неперевернутым).
Рассеивающая линза
Направим на линзу параллельно главной оптической оси пучок света. Видно, что после преломления в линзе лучи пучка расходятся, причем их продолжения пересекаютсяв одной точке F лежащей на главной оптической оси. Линза рассеивает преломленные лучи, поэтому такие линзы называются рассеивающими . Точка F , в которой пересекаются продолжения преломленных линзой лучей, падающих параллельно оптической оси, называется главным фокусом линзы . Преломленные в рассеивающей линзе лучи не пересекают фокус, поэтому его называют мнимым. Фокусное расстояние рассеивающей линзы считается отрицательным.
Проделайте следующие опыты.
1. Расположим свечу на расстоянии d от линзы. Пересекаются ли вышедшие из линзы световые лучи? Каким является изображение предмета? Где оно находится?
2. Изменим расстояние d от свечи до линзы. Как меняется изображение свечи?
Итак, рассеивающая линза при всех положениях предмета дает мнимое, уменьшенное и прямое изображение.
Модель наглядно демонстрирует принцип действия простейших оптических приборов: фотоаппарата, проекционного аппарата и лупы.
Фотоаппарат
Фотоаппарат служит для получения изображения на фотопленке или матрице, преобразующей изображение в цифровой сигнал (цифровое отображение).
Простейший объектив - это собирающая линза, но обычно он представляет собой сложную систему линз, подобранных так, чтобы уменьшить искажения изображения. Объектив создает на пленке четкое действительное, уменьшенное, перевернутое изображение. Расстояние между объективом и пленкой можно изменять. Количество света, проходящего через объектив, регулируется диафрагмой (это непрозрачная перегородка с круглым отверстием, диаметр которого можно изменять). Чтобы зафиксировать изображение на фотопленке необходимо воздействие лучей на пленку в течении определенного времени, зависящего от яркости изображения и чувствительности фотопленки. При нажатии на кнопку спуска затвора он открывается, и свет попадает на фотопленку. Чем ярче фотографируемый предмет, тем меньше выдержка. Продолжительность выдержки варьируется от нескольких секунд, до тысячных долей секунды. Для освещения близких предметов используется лампа-вспышка. В современных аппаратах электронное устройство автоматически регулирует расстояние между объективом и пленкой, положение диафрагмы и выдержку с учетом чувствительности пленки и освещенности объекта.
Проекционный аппарат
Проекционный аппарат служит для получения увеличенных изображений на экране (с пленки, бумаги, электронно-лучевой трубки).
Простейший объектив проекционного аппарата - это собирающая линза, вогнутое зеркало-рефлектор отражает свет в нужном направлении, конденсатор концентрирует световую энергию на оригинале. Изображение-оригинал располагается за фокусным расстоянием объектива, поэтому объектив дает действительное перевернутое изображение. Увеличение тем больше, чем дальше находится экран.
Лупа
Лупа - собирающая линза с небольшим фокусным расстоянием. Применяется для рассматривания мелких объектов. Размер изображения на сетчатке глаза определяет, насколько детально виден предмет, и зависит от угла, под которым он виден. Чем больше угол, тем лучше видны детали предмета.
Поэтому, чем ближе предмет к глазу, тем больше угол, тем лучше видны мелкие части. Но глаз не дает резкого изображения слишком близких предметов (ближе в среднем 25 см).
Лупа позволяет глазу четко видеть очень близкие предметы. Действительно, для предмета, помещенного вблизи фокуса, но перед ним, линза дает мнимое увеличенное изображение,находящееся на расстоянии наилучшего зрения (это 25 см) для глаза. Поэтому лупа дает увеличение изображения предмета в 25/F раза, где F - фокусное расстояние лупы в сантиметрах. Например, лупа с фокусным расстоянием 2,5 см увеличивает изображение в 10 раз. Для увеличения в десятки и сотни раз используются микроскопы, которые, как и лупа,создают мнимое увеличенное изображение, находящееся на расстоянии наилучшего зрения от глаза.
Модель наглядно демонстрирует строение глаза и принцип его действия.
Мозг и глаза позволяют нам видеть, ориентироваться в пространстве, создавая пространственные образы окружающих нас предметов. Если луч света попадает в глаз, мы видим точку, из которой он вышел. Если мы видим предмет, то это означает, что в глаз попадает свет от каждой точки предмета. Наш мозг воспринимает все лучи, попадающие в наши глаза, как распространяющиеся прямолинейно. В тех случаях, когда свет не распространяется прямолинейно, возникают иллюзии, мнимые изображения.
Рассмотрим глазное яблоко, разрез которого показан на рисунке. Наружная оболочка глаза, склера, сформирована из плотных соединительных волокон. Склера защищает глаз и обеспечивает его жесткость. В передней части склера переходит в прозрачную роговицу. Роговица - оптически наиболее плотная среда глаза, она пропускает свет. За роговицей находится радужная оболочка, содержащая пигмент, определяющий цвет глаза. В центре радужной оболочки находится зрачок, который кажется черным, потому, что из глаза выходит очень мало света. Зрачок, сужаясь или расширяясь, изменяет количество световой энергии, попадающей в глаз (аналогично диафрагме в фотоаппарате). За радужной оболочкой находится прозрачное эластичное тело - хрусталик, напоминающий по форме двояковыпуклую линзу. С помощью мышцы, способной натягиваться и расслабляться, хрусталик крепится к краям глаза. Натягиваясь, мышца увеличивает кривизну хрусталика и, следовательно, его фокусное расстояние, а расслабляясь - уменьшает его. Полость между роговицей и хрусталиком заполнена прозрачной жидкостью. Почти вся область глаза за хрусталиком заполнена стекловидным телом, студенистой, бесцветной массой. Роговица, прозрачная жидкость, хрусталик и стекловидное тело - все вместе составляют оптическую систему глаза.
Итак, глаз человека состоит из глазного яблока, соединенного зрительным нервом с головным мозгом, и некоторых вспомогательных частей.
Внутренняя оболочка глаза, сетчатка, содержит слои зрительных клеток (аналог пленки в фотоаппарате), преобразующих попавшую в глаз световую энергию в нервные импульсы - электрические сигналы, которые по нервным волокнам передаются в мозг, где и формируется зрительный образ.
Итак, грубо оптическая система глаза аналогична системе фотоаппарата. Она состоит из объектива и поверхности, на которой должно быть сфокусировано изображение рассматриваемого предмета. Для четкого восприятия объекта его изображение должно попасть на сетчатку, иначе глаз видит предмет расплывчатым, нерезким. Фокусировка достигается изменением фокусного расстояния оптической системы глаза.
Когда мы рассматриваем далекие предметы мышцы глаза расслабляются, делая хрусталик тоньше. Если мы смотрим на близкие предметы мышцы глаза напрягаются, кривизна хрусталика увеличивается, его фокусное расстояние уменьшается. Считается, что нормальный (здоровый) глаз дает резкое изображение объектов, находящихся на расстоянии от 25 см до бесконечности.
Наименьшее расстояние между глазом и предметом, на котором глаз еще дает резкое изображение, называется расстоянием наилучшего зрения. Считается, что оно равно 25 см, но у разных людей оно различно и обычно меняется с возрастом.
Модель наглядно демонстрирует причины двух распространенных дефектов зрения – близорукости и дальнозоркости.
Есть два наиболее распространенных дефекта зрения - близорукость и дальнозоркость.БлизорукостьДля получения резкого изображения предметов, находящихся на разных расстояниях, кривизна поверхности хрусталика изменяется так, чтобы изображение предмета попало на сетчатку. Иногда хрусталик не может перестроиться, чтобы дать резкое изображение удаленных предметов Значит расстояние между хрусталиком и сетчаткой больше, чем наименьшее возможное фокусное расстояние хрусталика. В этом случае изображение удаленного предмета (начиная с какого-то расстояния) образуется в фокальной плоскости перед сетчаткой. Глаз будет видеть удаленные предметы не резко (расплывчато), но изображение близких предметов глаз может поместить на сетчатку. Такой дефект зрения называется близорукостью .
Как исправить близорукость? Чтобы исправить близорукость используют очки с рассеивающими стеклами-линзами. Рассеивающая линза делает параллельный пучок света немного расходящимся.Теперь, после преломления в хрусталике, пучок света может быть сфокусирован на сетчатке.
Дальнозоркость
Оптическая система нормального глаза дает изображение предмета на сетчатке. Если расстояние между хрусталиком и сетчаткой меньше, чем у нормального глаза, или сам хрусталик глаза слишком вытянут, тогда изображение близкого предмета будет располагаться за сетчаткой. Глаз при этом плохо видит близкие предметы, а удаленные - хорошо. Такой дефект зрения называется дальнозоркостью .
Как исправить дальнозоркость? Чтобы исправить дальнозоркость используют очки с собирающими (выпуклыми) стеклами-линзами. После преломления в собирающей линзе пучок параллельных лучей становится сходящимся и может быть сфокусирован на сетчатке.
