Для получение четкого изображения на сетчатке глаза при переводе

Физика
8 класс

Глаз иногда называют живым фотоаппаратом, так как оптическая система глаза, дающая изображение, сходна с объективом фотоаппарата, но она значительно сложнее.

Глаз человека (и многих животных) имеет почти шарообразную форму (рис. 163), он защищен плотной оболочкой, называемой склерой. Передняя часть склеры — роговая оболочка 1 прозрачна. За роговой оболочкой (роговицей) расположена радужная оболочка 2, которая у разных людей может иметь разный цвет. Между роговицей и радужной оболочкой находится водянистая жидкость.

Рис. 163. Глаз человека

В радужной оболочке есть отверстие — зрачок 3, диаметр которого в зависимости от освещения может изменяться примерно от 2 до 8 мм. Меняется он потому, что радужная оболочка способна раздвигаться. За зрачком расположено прозрачное тело, по форме похожее на собирающую линзу, — это хрусталик 4, он окружён мышцами 5, прикрепляющими его к склере.

За хрусталиком расположено стекловидное тело 6. Оно прозрачно и заполняет всю остальную часть глаза. Задняя часть склеры — глазное дно — покрыто сетчатой оболочкой 7 (сетчаткой). Сетчатка состоит из тончайших волокон, которые, как ворсинки, устилают глазное дно. Они представляют собой разветвлённые окончания зрительного нерва, чувствительные к свету.

Как получается и воспринимается глазом изображение?

Свет, падающий в глаз, преломляется на передней поверхности глаза, в роговице, хрусталике и стекловидном теле (т. е. в оптической системе глаза), благодаря чему на сетчатке образуется действительное, уменьшенное, перевёрнутое изображение рассматриваемых предметов (рис. 164).

Рис. 164. Формирование изображения на сетчатке глаза

Свет, падая на окончания зрительного нерва, из которых состоит сетчатка, раздражает эти окончания. Раздражения по нервным волокнам передаются в мозг, и человек получает зрительное впечатление, видит предметы. Процесс зрения корректируется мозгом, поэтому предмет мы воспринимаем прямым.

А каким образом создаётся на сетчатке чёткое изображение, когда мы переводим взгляд с удалённого предмета на близкий или наоборот?

В оптической системе глаза в результате его эволюции выработалось замечательное свойство, обеспечивающее получение изображения на сетчатке при разных положениях предмета. Что же это за свойство?

Кривизна хрусталика, а значит, и его оптическая сила могут изменяться. Когда мы смотрим на дальние предметы, то кривизна хрусталика сравнительно невелика, потому что мышцы, окружающие его, расслаблены. При переводе взгляда на близлежащие предметы мышцы сжимают хрусталик, его кривизна, а следовательно, и оптическая сила увеличиваются.

Способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на далёком расстоянии называется аккомодацией глаза (в пер. с лат. «приспособление»). Предел аккомодации наступает, когда предмет находится на расстоянии 12 см от глаза. Расстояние наилучшего видения (это расстояние, при котором детали предмета можно рассматривать без напряжения) для нормального глаза равно 25 см. Это следует учитывать, когда пишете, читаете, шьёте и т. п.

Какое преимущество даёт зрение двумя глазами?

Во-первых, мы видим большее пространство, т. е. увеличивается поле зрения. Во-вторых, зрение двумя глазами позволяет различать, какой предмет находится ближе и какой — дальше от нас. Дело в том, что на сетчатках правого и левого глаза получаются отличные друг от друга изображения, мы как бы видим предметы слева и справа. Чем ближе предмет, тем заметнее это различие, оно и создаёт впечатление разницы в расстояниях, хотя, конечно, изображения сливаются в нашем сознании в одно. Благодаря зрению двумя глазами мы видим предмет объёмным, не плоским.

Вопросы

1. Как получается и воспринимается изображение глазом?
2. Как создаётся чёткое изображение на сетчатке, когда переводят взгляд с удалённого предмета на близкий?
3. Какое преимущество даёт зрение двумя глазами?

Задание

1. Используя дополнительную литературу и Интернет, начертите схему построения изображения в фотоаппарате.
2. Подготовьте презентацию о современных фотоаппаратах и их использовании в быту и технике.

Это любопытно…

Близорукость и дальнозоркость. Очки

Благодаря аккомодации изображение рассматриваемых предметов получается как раз на сетчатке глаза. Это выполняется, если глаз нормальный.

Глаз называется нормальным, если он в ненапряжённом состоянии собирает параллельные лучи в точке, лежащей на сетчатке (рис. 165, а). Наиболее распространены два недостатка глаза — близорукость и дальнозоркость.

Близоруким называется такой глаз, у которого фокус при спокойном состоянии глазной мышцы лежит внутри глаза (рис. 165, б). Близорукость может быть обусловлена большим удалением сетчатки от хрусталика по сравнению с нормальным глазом. Если предмет расположен на расстоянии 25 см от близорукого глаза, то изображение предмета получится не на сетчатке (как у нормального глаза), а ближе к хрусталику, впереди сетчатки. Чтобы изображение оказалось на сетчатке, нужно приблизить предмет к глазу. Поэтому у близорукого глаза расстояние наилучшего видения меньше 25 см.

Рис. 165. Недостатки зрения

Дальнозорким называется глаз, у которого фокус при спокойном состоянии глазной мышцы лежит за сетчаткой (рис. 165, е).

Дальнозоркость может быть обусловлена тем, что сетчатка расположена ближе к хрусталику по сравнению с нормальным глазом. Изображение предмета получается за сетчаткой такого глаза. Если предмет удалить от глаза, то изображение попадает на сетчатку, отсюда и название этого недостатка — дальнозоркость.

Разница в расположении сетчатки даже в пределах одного миллиметра уже может приводить к заметной близорукости или дальнозоркости.

Люди, имевшие в молодости нормальное зрение, в пожилом возрасте становятся дальнозоркими. Это объясняется тем, что мышцы, сжимающие хрусталик, ослабевают и способность аккомодации уменьшается. Происходит это и из-за уплотнения хрусталика, теряющего способность сжиматься. Поэтому изображение получается за сетчаткой.

Близорукость и дальнозоркость устраняются применением линз. Изобретение очков явилось великим благом для людей, имеющих недостатки зрения.

Какие же линзы следует применять для устранения этих недостатков зрения?

У близорукого глаза изображение получается внутри глаза впереди сетчатки. Чтобы оно передвинулось на сетчатку, нужно уменьшить оптическую силу преломляющей системы глаза. Для этого применяют рассеивающую линзу (рис. 166, а).

Рис. 166. Коррекция недостатков зрения с помощью линз

Оптическую силу системы дальнозоркого глаза нужно, наоборот, усилить, чтобы изображение попало на сетчатку. Для этого используют собирающую линзу (рис. 166,6).

Итак, для исправления близорукости применяют очки с вогнутыми, рассеивающими линзами. Если, например, человек носит очки, оптическая сила которых равна -0,5 дптр (или -2 дптр, -3,5 дптр), то, значит, он близорукий.

В очках для дальнозорких глаз используют выпуклые, собирающие линзы. Такие очки могут иметь, например, оптическую силу +0,5 дптр, +3 дптр, +4,25 дптр.

Контрольная работа по физике Световые явления для учащихся 8 класса с ответами. Тест включает в себя 4 варианта, в каждом по 8 заданий.

1 вариант

1. Примером явления, доказывающего прямолинейное распространение света, может быть

1) образование следа в небе от реактивного самолёта
2) существование тени от дерева
3) мираж над пустыней
4) неизменное положение Полярной звезды на небе

2. Луч света падает на плоское зеркало. Угол отражения равен 24°. Угол между падающим лучом и зеркалом

1) 12°
2) 102°
3) 24°
4) 66°

3. Человек, находившийся на расстоянии 4 м от плоского зеркала, переместился и оказался от зеркала на рас­стоянии 3 м. На сколько изменилось расстояние между человеком и его изображением?

1) 6 м
2) 4 м
3) 2 м
4) 1 м

4. Если предмет находится от собирающей линзы на рас­стоянии больше двойного фокусного расстояния, то его изображение является

1) действительным, перевёрнутым и увеличенным
2) действительным, прямым и увеличенным
3) мнимым, перевёрнутым и уменьшенным
4) действительным, перевёрнутым и уменьшенным

5. Человек носит очки, фокусное расстояние которых рав­но 50 см. Оптическая сила линз этих очков равна

1) D = 2 дптр
2) D = -2 дптр
3) D = 0,02 дптр
4) D = -0,02 дптр

6. Для получения чёткого изображения на сетчатке глаза при переводе взгляда с удалённых предметов на близкие изменяется

1) форма хрусталика
2) размер зрачка
3) форма глазного яблока
4) форма глазного дна

7. Установите соответствие между источниками света и их природой. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

Источник света

А) Молния
Б) Светлячки
В) Комета

Их природа

1) Тепловые
2) Отражающие свет
3) Газоразрядные
4) Люминесцентные

8. Постройте изображение светящейся точки после прохождения системы линз.

2 вариант

1. Тень на экране от предмета, освещённого точечным ис­точником света, имеет размеры в 3 раза больше, чем сам предмет. Расстояние от источника света до предмета равно 1 м. Определите расстояние от источника света до экрана.

1) 1 м
2) 2 м
3) 3 м
4) 4 м

2. Луч света падает на плоское зеркало. Угол падения уменьшили на 5°. Угол между плоским зеркалом и отражённым лучом

1) увеличился на 10°
2) увеличился на 5°
3) уменьшился на 10°
4) уменьшился на 5°

3. Человек удаляется от плоского зеркала. Его изображение в зеркале

1) остаётся на месте
2) приближается к зеркалу
3) удаляется от зеркала
4) становится нерезким

4. Каким будет изображение предмета в собирающей лин­зе, если предмет находится между фокусом и двойным фокусом линзы?

1) Действительным, перевёрнутым и увеличенным
2) Действительным, прямым и увеличенным
3) Мнимым, перевёрнутым и уменьшенным
4) Действительным, перевёрнутым и уменьшенным

5. Чему равна оптическая сила рассеивающей линзы, если её фокусное расстояние равно (-10 см)?

1) -0,1 дптр
2) +0,1 дптр
3) -10 дптр
4) +10 дптр

6. Мальчик носит очки с рассевающими линзами. Какой у него дефект зрения?

1) Дальнозоркость
2) Дальтонизм
3) Близорукость
4) Астигматизм

7. У становите соответствие между оптическими приборами и основными физическими явлениями, лежащими в ос­нове принципа их действия. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

Прибор

А) Перископ
Б) Проектор
В) Фотоаппарат

Физическое явление

1) Прямолинейное распространение света
2) Отражение света
3) Преломление света
4)Рассеяние света

8. Постройте изображение светящейся точки после прохождения системы линз.

3 вариант

1. Предмет, освещённый маленькой лампочкой, отбрасы­вает тень на стену. Высота предмета 0,07 м, высота его тени 0,7 м. Расстояние от лампочки до предмета мень­ше, чем от лампочки до стены, в

1) 7 раз
2) 9 раз
3) 10 раз
4) 11 раз

2. Луч света падает на плоское зеркало. Угол отражения равен 35°. Угол между падающим и отражённым лучами равен

1) 40°
2) 50°
3) 70°
4) 115°

3. Человек подошёл к зеркалу на расстояние 1,2 м. На ка­ком расстоянии от человека находится его изображение?

1) 0,6 м
2) 1,2 м
3) 2,4 м
4) 4,8 м

4. Каким будет изображение предмета в собирающей лин­зе, если предмет находится между фокусом и оптиче­ским центром линзы?

1) Действительным, перевёрнутым и увеличенным
2) Мнимым, прямым и увеличенным
3) Мнимым, перевёрнутым и уменьшенным
4) Действительным, перевёрнутым и уменьшенным

5. Человек носит очки, оптическая сила которых D = -4 дптр. Фокусное расстояние линз этих очков равно

1) F = 4 м
2) F = -4 м
3) F = 0,25 м
4) F = -0,25 м

6. Человек с нормальным зрением рассматривает предмет невооружённым глазом. На сетчатке глаза изображение предметов получается

1) увеличенным прямым
2) увеличенным перевёрнутым
3) уменьшенным прямым
4) уменьшенным перевёрнутым

7. Установите соответствие между источниками света и их природой. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

Источник света

А) Солнце
Б) Лампы дневного света
В) Планета

Их природа

1) Тепловые
2) Отражающие свет
3) Газоразрядные
4) Люминесцентные

8. Постройте изображение светящейся точки после прохождения системы линз.

4 вариант

1. Непрозрачный круг освещается точечным источником света и отбрасывает круглую тень на экран. Определите диаметр тени, если диаметр круга 0,1 м. Расстояние от источника света до круга в 3 раза меньше, чем расстоя­ние до экрана.

1) 0,03 м
2) 0,1 м
3) 0,03 м
4) 3 м

2. Луч света падает на плоское зеркало. Угол между па­дающим лучом и зеркалом равен 20°. Угол между па­дающим и отражённым лучами

1) 50°
2) 100°
3) 40°
4) 140°

3. Если расстояние от плоского зеркала до предмета равно 10 см, то расстояние от этого предмета до его изображе­ния в зеркале равно

1) 5 см
2) 10 см
3) 20 см
4) 30 см

4. Каким будет изображение предмета в собирающей линзе, если предмет находится в фокусе собирающей линзы?

1) Действительным, перевёрнутым и увеличенным
2) Действительным, прямым и увеличенным
3) Изображения не будет
4) Действительным, перевёрнутым и уменьшенным

5. При проведении эксперимента ученик использовал две линзы. Фокусное расстояние первой линзы 50 см, фо­кусное расстояние второй линзы 100 см. Оптическая сила первой линзы

1) равна оптической силе второй линзы
2) в 2 раза меньше оптической силы второй линзы
3) в 2 раза больше оптической силы второй линзы
4) нельзя дать точный ответ, так как неизвестна форма линз

6. Окулист обнаружил у мальчика близорукость. Какие очки пропишет доктор?

1) С рассеивающими линзами
2) С собирающими линзами
3) Нельзя дать однозначного ответа
4) С тёмными стеклами

7. Установите соответствие между оптическими приборами и основными физическими явлениями, лежащими в ос­нове принципа их действия. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

Прибор

А) Очки
В) Микроскоп
В) Перископ

Физическое явление

1) Прямолинейное распространение света
2) Отражение света
3) Преломление света
4) Рассеяние света

8. Постройте изображение светящейся точки после прохождения системы линз.

Ответы на контрольную работу по физике Электромагнитные явления
1 вариант
1-2
2-4
3-3
4-4
5-1
6-1
7-342
2 вариант
1-3
2-2
3-3
4-1
5-3
6-3
7-233
3 вариант
1-3
2-3
3-3
4-2
5-4
6-4
7-132
4 вариант
1-3
2-4
3-3
4-3
5-3
6-1
7-332