В каком случае хрусталик глаза слабее преломляет световые лучи − при чтении книги или во время просмотра футбольного матча на стадионе?
При чтении книги. Если человек смотрит на довольно удаленные предметы, в глаз попадают параллельные лучи − в этом случае глаз наиболее расслаблен. Чем ближе расположен предмет, тем сильнее напрягается глаз. Наименьшее расстояние, на котором глаз видит предмет, практически не напрягаясь, называют расстоянием наилучшего зрения. Для людей с нормальным зрением это расстояние равно приблизительно 25 см. Именно на таком расстоянии человек с хорошим зрением читает книгу.
Для решения этой задачи нужно понимать, как работает хрусталик глаза, что такое преломление света, и какие особенности зрительной работы связаны с наблюдением близких и далеких объектов.
Преломление света в глазу:
Хрусталик является одной из ключевых оптических частей глаза. Его главная функция − преломление световых лучей, чтобы они фокусировались на сетчатке и создавали четкое изображение. Хрусталик способен изменять свою кривизну благодаря работе цилиарной мышцы, что позволяет человеку видеть как близкие, так и удаленные предметы. Этот процесс называется аккомодацией.
Аккомодация:
Аккомодация — это процесс изменения оптической силы хрусталика. Когда человек смотрит на близкие объекты, цилиарная мышца сокращается, вызывая увеличение кривизны хрусталика, чтобы световые лучи могли сфокусироваться на сетчатке. При наблюдении за удаленными объектами цилиарная мышца расслабляется, и хрусталик становится более плоским, уменьшая свою оптическую силу.
Физика преломления света:
Преломление света описывается законом Снеллиуса. Когда свет проходит через оптические среды с разной плотностью (например, воздух и хрусталик), его скорость и направление изменяются. В случае глаза хрусталик преломляет свет таким образом, чтобы он сфокусировался на сетчатке. Чем больше кривизна хрусталика, тем сильнее он преломляет свет.
Оптическая сила хрусталика:
Оптическая сила линзы (в том числе хрусталика) измеряется в диоптриях (D). Чем больше кривизна линзы, тем выше её оптическая сила. Увеличение кривизны хрусталика происходит при наблюдении за близкими объектами, так как для их четкого восприятия требуется большее преломление световых лучей.
Зрительная работа при чтении книги:
При чтении книги глаза работают с близким объектом. Это требует высокой степени аккомодации, то есть хрусталик становится более выпуклым, увеличивая свою оптическую силу. Световые лучи, исходящие от близкого предмета, имеют большую расходимость, и для их фокусировки требуется сильное преломление.
Зрительная работа при просмотре футбольного матча на стадионе:
При наблюдении за удаленными объектами, такими как поле и игроки, аккомодация минимальна. Хрусталик становится более плоским, его оптическая сила уменьшается, и световые лучи преломляются слабее, так как они практически параллельны при попадании в глаз.
Вывод для теоретического анализа задачи:
Для правильного решения задачи необходимо учесть, что степень преломления световых лучей зависит от кривизны хрусталика. Кривизна хрусталика, в свою очередь, изменяется в зависимости от расстояния до объекта наблюдения. При чтении книги хрусталик сильнее преломляет свет, а при просмотре футбольного матча на стадионе — слабее.
Пожауйста, оцените решение
