هدف آزمایش
- بررسی کار عدسی چشم.
- معایب چشم و طرز تعیین همگرایی عدسی عینک.
وسایل مورد نیاز
- عدسی همگرا به فاصله کانونی چند سانتیمتر (مدل عدسی چشم) ، یک عدد
- چند عدسی همگرا به عنوان عینک
- چند عدسی واگرا به عنوان عینک
- صفحه تصویر (صفحه نیمه شفاف) ، یک عدد
- پایه ، یک عدد
- شمع ، یک عدد
- خط کش میلیمتری ، یک عدد
تئوری آزمایش
ساختمان چشم تقریبا به شکل کره است. قسمت خارجی کره چشم از غشای سفید رنگ و سختی پوشیده شده و درون آن از مایعهای شفافی پر شده است. در جلوی کره چشم پرده شفاف
قرنیه و بعد از قرنیه قسمت رنگین چشم قرار دارد، که در وسط آن سوراخ (دیافراگم)
مردمک است. قطر سوراخ مردمک (دیافراگم) بسته به میزان نور ، توسط قسمت رنگین چشم کوچک و بزرگ می‌شود و در واقع مقدار نوری را که وارد چشم می‌شود کنترل و تنظیم می‌نماید.
تطابق چشم
چشم طبیعی همواره طوری خود را تطبیق می‌دهد که اشیای دور و نزدیک را واضح ببیند. این عمل را
تطابق گویند. عمل تطابق به کمک ماهیچه‌هایی به نام
ماهیچه‌های مژگانی صورت می‌گیرد. این ماهیچه‌ها سبب می‌شوند که ضخامت عدسی چشم و در نتیجه فاصله کانونی آن تغییر کند. برای دیدن اشیا نزدیک ، ضخامت عدسی کم و فاصله کانونی آن زیاد می‌شود. ولی در هر حال این تغییرات در چشم طبیعی طوری صورت می‌گیرد که تصویر واضحی از اشیا ، چه دور و چه نزدیک بر روی
پرده شبکیه تشکیل شود.
معایب دید و اصلاح آنهابا عینک
چشم طبیعی با عمل تطابق می‌تواند اشیا را از فاصله خیلی دور یا به اصطلاح از بینهایت فیزیکی (دورترین فاصله دید) تا فاصله 25 سانتیمتری (نزدیکترین فاصله دید) ، بطور وضوح ببینید. ولی چشم بعضی از اشخاص احتمالا به علت کوچک بودن یا بزرگ بودن کره چشم به حالت طبیعی نمی‌تواند بین این دو حد تطابق کند. در نتیجه معمولا دو عیب
دوربینی و
نزدیک بینی در چشم پیدا می‌شود.
اینک شخص دوربینی را در نظر بگیریم که اشیا را می‌تواند ببیند، ولی نزدیکترین فاصله دید او از 25 سانتیمتر بیشتر است. بنابراین ،
در چشم شخص دور بین تصویر اشیا نزدیک پشت پرده شبکیه تشکیل می‌شود. و عدسی چشم نمی‌تواند با عمل تطابق تصویر آنها را روی این پرده بیندازد. در نتیجه این اشیا تار دیده می‌شوند.
برای اصلاح این عیب باید عدسی چشم را با یک عدسی همگرا ، که معمولا به صورت عینک بکار می‌رود تقویت کرد تا پرتوهای گسیل شده از شی را پیش از رسیدن به چشم طوری بهم نزدیک کند که پس از گذشتن از عدسی چشم ، درست بر روی پرده شبکیه تصویر شی را تشکیل دهند. در این صورت چنین به نظر می‌رسد که پرتوها از نزدیکترین نقطه دید چشم ، به سوی آن گسیل می‌شوند.
در حالت نزدیک بینی ، کره چشم احتمالا بزرگتر از حالت طبیعی است.
درچشم افراد نزدیک بین تصویر اشیایی که در فاصله خیلی دور از چشم قرار دارند، جلوی پرده شبکیه تشکیل می‌شود.برای اصلاح عیب نزدیک بینی و دیدن اشیای دور از عدسیهای واگرا ، معمولا به صورت عینک ، استفاده می‌شود. این عدسیها پرتوهای موازی گسیل شده از اشیای دور را پیش از ورود به چشم از هم دور می‌کنند، بطوری که پس از عبور از عدسی چشم ، تصویر این اشیا درست روی پرده شبکیه تشکیل می‌شود.
نمره عینک
نمره عینک در واقع همگرایی عدسی است که به f
-1 (یعنی عکس فاصله کانونی) نشان داده می‌شود. به شرط آن که f بر حسب متر منظور شود. در این صورت f
-1 بر حسب "
دیوپتری" بیان می‌شود. نمره عینکهای همگرا با علامت مثبت و نمره عینکهای واگرا با علامت منفی منظور می‌گردد. مثلا نمره عینک شخص (2-) باشد، بدین معنی است که همگرایی آن (2-) دیوپتری (دیوپتری 2- = f
-1) و f=-m/2 یا 50 سانتیمتر است. بنابراین بزرگترین فاصله دید این شخص 50 سانتیمتر است.
روش آزمایش
بوسیله یک عدسی محدب و یک صفحه تصویر مدلی از چشم ساخته ، تصویر جسمی مانند یک شمع روشن را روی صفحه تصویر می‌اندازند. فاصله صفحه تصویر را از عدسی کم کرده (
چشم دوربین) تا از وضوح تصویر کاسته شود و با کمک یک عدسی همگرا مجددا تصویر واضحی تشکیل می‌دهند. این عدسی در حکم عینک است. در مرحله بعد فاصله صفحه تصویر را از عدسی زیاد کرده (
چشم نزدیک بین) تا از وضوح تصویر کاسته شود، مجددا به کمک یک عدسی واگرا تصویر واضحی تشکیل می‌دهند.
دستور کار
- بوسیله عدسی همگرا به فاصله کانونی چند سانتیمتر تصویر جسم روشن نسبتا دور را روی صفحه نیمه شفاف تشکیل دهید (این صفحه که در کانون عدسی قرار دارد، کار شبکیه را انجام می‌دهد).
- جسم را کمی جلوتر بیاورید، باید عدسی را جابجا کرد تا عمل تطابق انجام شود و تصویر واضحی مجددا روی صفحه تشکیل گردد. (چشم انسان با تغییر همگرایی عدسی عمل تطابق را انجام می‌دهد).
- در حالیکه تصویر جسم نسبتا دور ، روی صفحه تشکیل شده است، فاصله صفحه نیمه شفاف تا عدسی را از فاصله کانونی زیادتر کنید، وضوح تصویر از بین می‌رود (عیب نزدیک بینی).
- عدسی واگرایی را ضمیمه عدسی اول کنید تا مجددا تصویر واضحی بر روی صفحه تشکیل شود. همگرایی این عدسی واگرا را حساب کنید (نمره عینک).
- عدسی واگرا را برداشته، فاصله صفحه نیمه شفاف از عدسی را از فاصله کانونی کمتر کنید، در این حالت هم تصویر بطور واضح دیده نمی‌شود (عیب دوربینی).
- عدسی همگرایی را ضمیمه عدسی اول کنید تا مجددا تصویری واضح بر روی صفحه تشکیل شود. همگرایی این عدسی را حساب کنید (نمره عینک)؟
پرسش
- در اشخاص مسن ، بواسطه فرسوده شدن ماهیچه‌های اطراف عدسی ، چشم نمی‌تواند همگرایی عدسی را زیاد کند و مبتلا به پیرچشمی می‌شود، برای اصلاح دید این افراد چه باید کرد؟
- شباهتهای چشم انسان و دوربین عکاسی را شرح دهید.
همچنین ببینید
