Глаз и зрение - Оптические явления

Физический словарик

Аккомодация (от лат. accomodatio - приспособление, приноровление) - в частности, приспособление глаза к ясному видению изменением преломляющей силы его хрусталика.

Окуляр (от лат. ocularis - глазной) - обращенная к глазу часть оптического прибора, состоящая из двух или более линз.

Оптика (от греч. optike - наука о зрении) - 1) раздел физики, изучающий процессы излучения света, его распространение в разных средах и взаимодействие света с веществом; 2) собирательное название оптических приборов и систем.

Интересные факты

Поле зрения неподвижного глаза около 160° по горизонтали и около 130° по вертикали.

Сетчатка, на которой формируется изображение объекта, содержит около 130 млн. светочувствительных клеток (125 млн. палочек и 5-7 млн. колбочек), преобразующих падающее световое излучение в электромагнитные импульсы.

Колбочки работают при дневном освещении и обеспечивают центральное цветное зрение. Палочковый аппарат обладает меньшей остротой зрения, но зато большей чувствительностью.

Средние оптические константы глаз здорового человека

Диаметр глазного яблока у взрослого, мм Диаметр глазного яблока у новорожденного, мм Объем глазного яблока, см3 Масса глазного яблока, г Число палочек в сетчатке глаза Число колбочек в сетчатке глаза Показатель преломления роговицы Показатель преломления водянистой влаги и стекловидного тела Показатель преломления вещества хрусталика Оптическая сила роговицы, дптр Фокусное расстояние хрусталика, мм Фокусное расстояние (переднее) полной системы глаза, мм Фокусное расстояние (заднее) полной системы глаза, мм Оптическая сила полной системы глаза, дптр Диаметр зрачка при очень больших яркостях, мм Диаметр зрачка при очень малых яркостях, мм

23-24 ≈ 16 6,5 15 ≈ 7 · 106 ≈ 10 · 108 1,38 1,34 1,44 40 69,9 17,06 22,78 58,64 ≤ 2 6-8

Качественные задачи и вопросы

1. Как называется способность глаза видеть как на близком, так и на далеком расстояниях? (Аккомодация.)

2. Каков предел этой способности глаза? (Предел аккомодации наступает на расстоянии 12 см от глаза.)

3. Каково расстояние наилучшего видения, при котором детали предмета можно рассматривать без напряжения? (Для нормального глаза примерно 25 см.)

4. Какие недостатки зрения вы знаете? (Близорукость и дальнозоркость.)

5. Какие линзы используют, изготовляя очки для близоруких? (Рассеивающие линзы.)

6. Какие линзы используют, изготовляя очки для дальнозорких? (Собирающие линзы.)

1. В «Оптике» над очками таблички: +2 дптр, -4 дптр, -0,5 дптр, + 1 дптр, +5 дптр, -2,5 дптр. Для каких людей предназначены эти очки? Вычислите их фокусные расстояния. (Очки с положительными диоптриями — с собирающими линзами - для дальнозорких людей; с отрицательными — рассеивающими линзами — для близоруких.

Фокусные расстояния линз этих очков равны соответственно 0,5; -0,25; -2; 1; 0,2; -0,4 м.)

Задачи для любителей литературы

1. «Наконец вылетели на площадку, где, как поняла Маргарита, ее во тьме встречал Коровьев с лампадкой. Теперь на этой площадке глаза слепли от света, льющегося из хрустальных виноградных гроздьев» (М. А. Булгаков. Мастер и Маргарита).

Как менялся диаметр зрачка у Маргариты в этом случае? (Уменьшался. В темной комнате зрачок большой, а на освещенной площадке - маленький.)

По загадкам

2. Сидит Пахом на коне верхом,

Книги читает, а грамоты не знает. (Очки.)

А для чего человек носит разнообразные очки? (В солнечный день человек надевает темные очки (светозащитные), чтобы уменьшить световой поток, падающий на сетчатку глаза. Рыбаки надевают поляризационные очки, чтобы при рыбалке на глаза не действовали отблески от воды. А вот для чтения книг многие люди, у которых имеются недостатки зрения — близорукость и дальнозоркость, — надевают очки с линзами: рассеивающими — при близорукости, собирающими - при дальнозоркости.)

3. Два соседа - непоседы.

День - на работе,

Ночь - на отдыхе. (Глаза.)

Расскажите об устройстве глаза. Как изменилась бы картина мира, если бы у нас был только один глаз? (Глаз человека имеет почти шарообразную форму, он защищен плотной оболочкой - склерой. Передняя часть склеры -роговая оболочка (роговица), за ней - радужная оболочка. Между роговицей и радужной оболочкой - водянистая жидкость. В радужной оболочке есть отверстие - зрачок, за ним находится прозрачное тело, по форме похожее на двояковыпуклую линзу - хрусталик, который окружен мышцами. За хрусталиком расположено стекловидное тело. Задняя часть склеры покрыта сетчаткой, которая состоит из нервных окончаний.

Благодаря зрению двумя глазами мы видим предмет объемным, не плоским.)

Интересные факты

1. Кошка перед телевизором совсем не редкость. Особенно хоккей любит смотреть и ловить... то шайбу, то игрока. Кошка хорошо различает цвет только при одном условии. Размер созерцаемого должен быть как можно больше - когда угол зрения превысит 45°, а для этого надо сесть поближе к телевизору.

2. Цветовое зрение у быков, как и у большинства млекопитающих, развито слабо. Бык практически не различает цветов, и ему все равно, красная, зеленая или синяя тряпка будет в руках у тореадора. В возбуждение быка приводит не цвет, а вид полощущейся на ветру материи и движения самого тореадора.

3. Наш глаз весит всего 7-8 г, его диаметр 2,5 см. Он четко различает предметы на расстоянии 60 м, может ночью разглядеть источник света, удаленный на 27 км. Чтобы видеть четкие очертания предмета, он должен находиться на расстоянии 7-40 см (ближе они расплываются); это минимальное расстояние зависит от возраста: в 10 лет - 7 см, в 20 лет - 15 см, в 50 лет - 40 см. Такое увеличение обусловлено развивающейся с возрастом дальнозоркостью. При хороших условиях видения и освещения глаза могут различать до 10 млн. оттенков цвета.