|
гл. 2). В предыдущей главе это уравнение было использовано в связи с зеркалами, но для линз оно тоже справедливо. Фактически его так часто используют для линз (а не для зеркал), что его называют формулой линзы. (И у линз, и у зеркал мнимый фокус выражается в отрицательном значении f и соответственно 1/f, а мнимое изображение — в отрицательном значении D<sub>1</sub> и соответственно 1/D<sub>1. </sub>А вот D<sub>0</sub> и соответственно 1/D<sub>0</sub> всегда положительны.)
Давайте приведем формулу в следующий вид:
Если объект находится на бесконечном расстоянии, то 1/D<sub>0</sub> = 0 и 1/D<sub>1</sub> = 1/f, значит, D<sub>1</sub> = f. Следовательно, изображение формируется в фокусе. Но предположим, что суммарное фокусное расстояние роговицы и хрусталика — около 1,65 сантиметра (примерно таким оно и является), а объект, на который мы смотрим, находится от нас в 50 м (или 5000 см). В таком случае 1/D<sub>1</sub> = 1/1,65 – 1/5000 и D<sub>1</sub> = 1,6502. Изображение формируется на 0,0002 см позади фокуса; это расхождение достаточно мало, чтобы не обращать на него внимания. Поэтому для глаза расстояние в 50 м можно считать бесконечным. Но что, если предмет находится в 30 см — на расстоянии чтения? Тогда 1/D<sub>1</sub> = 1/1,65 – 1/30 и D<sub>1</sub> = 1,68. Изображение формируется на 0,03 см позади фокуса, и для глаза это уже серьезное расхождение. Свет будет достигать сетчатки (находящейся на фокусном расстоянии) раньше, чем сфокусируются лучи света. Соответственно изображение будет размытым, а зрение — нечетким. Чтобы этого не произошло, хрусталик меняет свою форму с помощью небольшой мышцы. Он может становиться толще и таким образом сильнее собирать свет. Фокусное расстояние укорачивается. Изображение, также формируясь позади нового, более короткого фокусного расстояния, попадает на сетчатку. Этот процесс называется приспособлением или аккомодацией. По мере того как предмет приближается к глазу, хрусталику приходится все сильнее и сильнее выпячиваться, чтобы правильно преломлять свет. В конце концов он уже не может больше расширяться, и расстояние, на котором аккомодация подходит к пределу, называется крайней точкой. Предметы, находящиеся к глазу ближе крайней точки, кажутся размытыми, потому что их изображение не может нормально сформироваться на сетчатке. Способность к аккомодации уменьшается с возрастом, и тогда крайняя точка отдаляется. Ребенок с нормальным зрением может четко видеть предметы на расстоянии 10 см; молодой человек — на расстоянии 25 см, а старик может не разбирать ничего, что находится ближе 40 см. Другими словами, чем старше становится человек, тем дальше от глаз ему приходится держать телефонную книгу. Это отдаление крайней точки с возрастом называется пресбиопией (от греческого слова, означающего «зрение старика») или старческой дальнозоркостью. Может случиться так, что глазное яблоко у человека окажется глубже суммарного фокусного расстояния роговицы и хрусталика. В этом случае фокус, в котором формируются изображения далеких предметов, находится не на сетчатке (которая расположена слишком глубоко), а перед ней. К тому моменту, когда свет достигает сетчатки, его лучи уже несколько расходятся, и зрение замутняется. По мере приближения предметов изображение формируется на расстояниях, превышающих фокусное, и вот они уже попадают на сетчатку. Люди с таким зрением ясно видят близкие предметы, но плохо — удаленные; их называют близорукими. Официально это заболевание именуется миопией, по причинам, изложенным ниже (п. «Камеры»). Если глазное яблоко слишком неглубокое, то происходит обратное. Фокусное расстояние получается больше глубины глазного яблока, и световые лучи, исходящие от удаленных объектов, попадают на сетчатку, сойдясь не до конца. |
