Geometrik optika qonunlari

2.4. Ko'z optik tizim sifatida

Odamning ko'rish organi - bu ko'zlar, ko'p jihatdan juda mukammal optik tizimni ifodalaydi.

Umuman olganda, odamning ko'zi diametri 2,5 sm ga teng sharsimon jism bo'lib, uni ko'z qorachig'i deb atashadi (10-rasm). Ko'zning noaniq va kuchli tashqi qobig'i sklera, shaffof va yanada konveks old qismi esa shox parda deb ataladi. Skleraning ichki qismida ko'zni oziqlantiruvchi qon tomirlari bo'lgan choroid bilan qoplangan. Kornoid shox parda ustiga, turli odamlarda notekis rangga ega bo'lgan irisga o'tadi, u shox pardadan aniq, suvli massaga ega kameradan ajralib chiqadi.

Irisning diametri o'zgarishi mumkin bo'lgan o'quvchi deb ataladigan yumaloq teshik bor. Shunday qilib, iris yorug'likning ko'zga kirishini tartibga soluvchi diafragmaning rolini o'ynaydi.

Yorqin nurda o'quvchi pasayadi, kam nurda esa ko'payadi. Ko'zoynakning orqa tomonida ko'zning ichki qismida linzalar joylashgan bo'lib, ular 1,4 ga teng refraktsion indeksga ega bo'lgan shaffof moddaning bikonveks ob'ektividir. Ob'ektiv halqali mushak bilan chegaralangan bo'lib, uning yuzalarining egriligini va shuning uchun uning optik kuchini o'zgartirishi mumkin.

Ko'zning ichki qismidagi qon tomir membranasi fotosensitiv asabning shoxlari bilan qoplangan, ayniqsa qorinchaning qarshisida qalin. Ushbu shoxchalar ko'zning optik tizimi tomonidan yaratilgan ob'ektlarning haqiqiy tasvirini yaratadigan retikulyar niqobni hosil qiladi. Retina va linzalar orasidagi bo'shliq jelatinli tuzilishga ega shaffof vitreus tanasi bilan to'ldiriladi. Retinada joylashgan narsalarning tasviri teskari tomonga buriladi. Ammo fotosensitiv asabdan signallarni qabul qiluvchi miyaning faoliyati bizga barcha ob'ektlarni tabiiy holatda ko'rish imkoniyatini beradi.

Ko'zning dairesel mushaklari bo'shashganda, ko'zning to'r pardasida uzoqroq narsalarning tasviri olinadi. Umuman olganda, ko'zning asbobi shunday bo'ladiki, odam ko'zni 6 m dan uzoqroq masofada joylashgan kuchlanishsiz narsalarni ko'rishi mumkin. Ushbu holatda yaqinroq narsalarning tasviri retinaning orqasida olinadi. Bunday ob'ektning aniq tasvirini olish uchun, halqa mushaklari ob'ektivni retinada ushlab turmaguncha linzalarni tobora ko'proq siqib chiqaradi va keyin ob'ektivni siqilgan holatda ushlab turadi.

Shunday qilib, inson ko'ziga "diqqatni jalb qilish" halqa mushaklari yordamida optikaning kuchini o'zgartirish orqali amalga oshiriladi.

Ko'zning optik tizimining undan har xil masofada joylashgan narsalarning aniq tasvirlarini yaratish qobiliyati turar joy deb nomlanadi (lotincha "turar joy" - qurilma). Juda uzoq ob'ektlarni ko'rayotganda, parallel nurlar ko'zga tushadi. Bunday holda, ko'z abadiylikka moslashtiriladi, deyiladi.

Ko'zning joylashishi cheksiz emas. Halqa mushaklari yordamida ko'zning optik kuchi 12 diopterdan oshmasligi mumkin. Yaqin ob'ektlarni uzoq muddatli tekshirish bilan ko'z charchaydi va halqum mushaklari bo'shashishni boshlaydi va ob'ektning tasviri xiralashadi.

Biror kishining ko'zlari nafaqat yorug'likda, balki ob'ektlarni ham yaxshi ko'rishga imkon beradi. Ko'zning retinada fotosensitiv asab uchlarini turli darajadagi tirnash xususiyati darajasiga moslash qobiliyati, ya'ni. kuzatilayotgan ob'ektlarning yorqinligining turli darajalariga moslashish deyiladi.

Ko'zning vizual o'qining ma'lum bir nuqtada pasayishiga konvergensiya deyiladi. Ob'ektlar odamdan juda katta masofada joylashgan bo'lsa, so'ngra suvni bir ob'ektdan ikkinchisiga ko'zning o'qlari orasiga o'tkazishda u deyarli o'zgarmaydi va odam ob'ektning o'rnini to'g'ri aniqlash qobiliyatini yo'qotadi. Narsalar juda uzoq bo'lganida, ko'zlarning o'qlari parallel bo'lib, odam hatto u qarab turgan narsaning harakatlanayotganini yoki yo'qligini aniqlay olmaydi. Jismlarning holatini aniqlashda halqa mushaklarining kuchi muhim rol o'ynaydi, ular odamga yaqin joylashgan ob'ektlarni tekshirganda ob'ektivni siqib chiqaradi.

Ko'z yupqa ob'ektiv bo'lmasa-da, unda biron bir nuqta topish mumkin, ya'ni nurlar deyarli sinmasdan o'tadi. optik markaz rolini o'ynaydigan nuqta. Ko'zning optik markazi o'zining orqa yuzasiga yaqin ob'ektiv ichida joylashgan. Ko'zning chuqurligi deb ataladigan optik markazdan retinagacha bo'lgan masofa normal ko'z uchun 15 mm.

Optik markazning holatini bilib, ko'zning to'r pardasida osongina ob'ekt tasvirini qurish mumkin. Rasm har doim haqiqiy, qisqartirilgan va teskari (11-rasm, a). S1S2 ob'ekti O optik markazdan ko'rinadigan burchakka, ko'rish burchagi deyiladi.

Mesh qobig'i bor murakkab tuzilish individual fotosensitiv elementlardan iborat. Shu sababli, ob'ektning ikkita nuqtasi bir-biriga shu qadar yaqin joylashganki, ularning retinada tasviri bir xil elementga tushadi va ko'z bir nuqta sifatida qabul qilinadi. Ikkita yorug 'nuqta yoki oq fonda ikkita qora nuqta ko'z tomonidan alohida alohida qabul qilinadigan minimal ko'rish burchagi taxminan bir daqiqani tashkil qiladi. "Ko'z 1 dan kam burchak ostida ko'radigan ob'ekt tafsilotlarini tan olmaydi". Bu burchakning ko'rinadigan burchagi, uning uzunligi ko'zdan 34 sm masofada 1 sm. Yomon yorug'lik sharoitida (tush paytida) minimal aniqlik burchagi ko'tarilib, 1є ga yetishi mumkin.

Biror narsani ko'zga yaqinlashtirsak, biz ko'rish burchagini oshiramiz va shu sababli kichik tafsilotlarni yaxshiroq ajratish imkoniyatiga ega bo'lamiz. Biroq, biz uni ko'zga yaqinlashtira olmaymiz, chunki ko'zni sig'dirish qobiliyati cheklangan.

Oddiy ko'z uchun ob'ektni ko'rish uchun eng maqbul bo'lgan narsa, taxminan 25 sm masofada joylashgan bo'lib, unda ko'z juda charchamasdan tafsilotlarni juda yaxshi ajratib turadi. Bu masofa eng yaxshi ko'rish masofasi deyiladi. miyopik ko'z uchun bu masofa biroz kamroq. shu sababli, oddiy ko'rish yoki ko'rish qobiliyatiga ega odamlarga qaraganda, masalani ko'zga yaqinroq tutadigan qisqa ko'zli odamlar, buni keng nuqtai nazardan ko'rib, mayda tafsilotlarni yaxshiroq ajratib olishlari mumkin.

Ko'rish burchagining sezilarli o'sishiga optik asboblar yordamida erishiladi. Ularning maqsadi bo'yicha ko'zni quritadigan optik asboblarni quyidagi katta guruhlarga bo'lish mumkin.

1. Juda kichik narsalarni ko'rishga mo'ljallangan qurilmalar (kattalashtiruvchi, mikroskop). Ushbu qurilmalar, ehtimol, ko'rib chiqilayotgan ob'ektlarni "ko'paytiradi".

2. Uzoq ob'ektlarni ko'rishga mo'ljallangan qurilmalar (teleskop, durbin, teleskop va boshqalar). ushbu qurilmalar ko'rib chiqilayotgan ob'ektlarni "yaqinlashtiradi".

Optik moslamadan foydalanganda ko'rish burchagining oshishi tufayli ko'zning retinasidagi ob'ektning o'lchamlari yalang'och ko'zdagi rasmga nisbatan oshadi va shuning uchun tafsilotlarni tanib olish qobiliyati oshadi. Qurollangan ko'zning b "uzunligi" ko'zning retinasida b uzunligining yalang'och ko'z uchun tasvir uzunligiga nisbati (11-rasm, b) optik asbobning kattalashishi deb nomlanadi.

Anjirdan foydalanish 11b-da ko'rishimiz mumkinki, N ning ko'payishi ham ko'rish burchagi nisbati bilan tengdir? "Ob'ektni asbob orqali ko'rayotganda ko'rish burchagiga? Yalang'och ko'z uchun, shundaymi?" va? katta emas.