Фізика (поглиблений рівень). 9 клас. Засєкіна

§ 21. Око як оптичний прилад Зір і бачення. Вади зору та їх корекція. Окуляри

Ви дізнаєтесь

• Чому око вважають оптичним приладом

Пригадайте

• Що вивчали на уроках біології про око людини

Зір і бачення. За підрахунками вчених, близько 90 % усієї інформації про зовнішній світ людина отримує завдяки зору. Зір забезпечує сприйняття кольору й форми різноманітних предметів, відстані до них, їхнього взаємного розташування у просторі та рухів.

У цьому параграфі з’ясуємо, чому око людини можна вважати оптичним приладом. Щоб краще засвоїти матеріал, варто пригадати відомості з курсу біології 8-го класу про зорову сенсорну систему.

Розглянемо малюнок 155, на якому зображено будову ока людини.

Мал. 155. Будова ока людини

Оптичні властивості ока можна порівняти з фотоапаратом, а процеси, що відбуваються в сітківці — з фотолабораторією.

Світло, що потрапляє в око, проходить крізь рогівку, водянисту рідину, кришталик і склисте тіло, які по суті являють собою оптичну систему ока. Діючи як збиральна двоопукла лінза, оптична система ока заломлює світло, і на сітківці ока утворюється дійсне, зменшене, перевернуте зображення предметів (мал. 156, с. 100).

Фокусною відстанню ока називається відстань від центра кришталика до сітківки. У більшості людей вона становить 17 мм. Тоді оптична сила ока: D = 1/0,017 = 59 дптр.

Мал. 156. Зображення, що утворюється на сітківці ока

Світло, що утворює зображення, є подразником зорового нерва. За допомогою нервових волокон подразнення передаються в мозок. Мозок «перевертає» зображення, тому предмети сприймаються як прямі.

Людина може одночасно розглядати предмети за допомогою двох очей, тобто має бінокулярний зір (більшість тварин дивляться кожним оком окремо). Завдяки бінокулярному зору ми бачимо предмети об’ємними, можемо оцінювати, які предмети розташовані далі, а які — ближче до нас.

Ми бачимо предмети чіткими, хоч вони можуть перебувати на різних відстанях. Завдяки спеціальним м’язам змінюється фокусна відстань оптичної системи ока, що й дає можливість чітко бачити предмети, які перебувають на різних відстанях. Цю властивість ока називають акомодацією (від латинського слова, що означає пристосування).

Відстань найкращого бачення для нормального ока — близько 25 см, при цьому око не напружується й не так швидко стомлюється.

Завдяки зіниці можна регулювати інтенсивність світлового потоку, що потрапляє на сітківку. Зіниця звужується в разі посилення інтенсивності світла й розширюється в разі ослаблення. Здатність ока пристосовуватись до різної яскравості предметів називається адаптацією.

Для людського ока притаманне таке явище, як інерція зору. Зорові відчуття не зникають відразу після припинення дії подразника, а зберігаються у свідомості людини ще приблизно 0,1 с.

Зорову інерцію широко використовують в анімаційному кіно. Картинки на екрані дуже швидко (24 кадри за секунду) змінюють одна одну, під час їхньої зміни екран не освітлюється, але глядач цього не помічає — він просто бачить неперервну зміну кадрів.

Вади зору. Окуляри. Чітке зображення предметів має одержуватись на сітківці ока (мал. 157). Але через різні причини оптична система ока може дещо змінитися — зменшується або збільшується її фокусна відстань, що призводить до виникнення короткозорості чи далекозорості.

Короткозорість — вада зору, у разі якої фокус оптичної системи ока розташований перед сітківкою.

Відстань найкращого зору в разі короткозорості менша від 25 см. Зображення на сітківці від віддалених предметів утворюється нечітким. Саме тому короткозора людина, щоб роздивитися предмет у руках, підносить його близько до очей. Короткозорість коригується носінням окулярів з розсіювальними лінзами, завдяки чому фокусна відстань ока зростає.

Мал. 157 Отримання зображення: а — нормальне (здорове око); б — перед сітківкою (короткозорість); в — за сітківкою (далекозорість)

Далекозорість — це вада зору, у разі якої фокус оптичної системи ока розташований за сітківкою.

Відстань найкращого зору в разі далекозорості більша за 25 см, тому, роздивляючись предмет, людина відсуває його від очей. Далекозорість коригується носінням окулярів зі збиральними лінзами.

ФОРМУЄМО КОМПЕТЕНТНІСТЬ

Я поміркую й зможу пояснити

• 1. Опишіть будову ока та призначення його окремих елементів.
• 2. Які характеристики має зображення, що виникає на сітківці ока?
• 3. Чому при різних відстанях від ока предметів їхні зображення на сітківці одержуються чіткими?
• 4. Які вади зору ви знаєте, чим вони пояснюються? Як ці недоліки усуваються?