2.18. Глаз как оптическая система. Оптические приборы

Теоретическая справка

Теоретическую справку смотри на странице «Линза. Фокусное расстояние линзы»

Решение заданий Открытого банка заданий ФИПИ

1. Человек переводит взгляд со страницы книги на облака за окном. Как при этом меняются расстояние от зрачка до сетчатки глаза и оптическая сила хрусталика глаза человека? Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:  

1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Расстояние от зрачка до сетчатки Оптическая сила
   

Нажмите, чтобы увидеть решение

При переводе взгляда с близкого предмета на более далекие – облака, кривизна хрусталика глаза уменьшается, так как для четкого рассмотрения далеких предметов необходимо увеличить фокусное расстояние глаза. При этом оптическая сила хрусталика должна уменьшиться. Зрачок играет роль глазной диафрагмы, он расширяется или сужается в зависимости от количества света, падающего на глаз. Непосредственно за зрачком располагается прозрачный хрусталик, имеющий форму двояковыпуклой линзы. В глазу расстояние от центра хрусталика до сетчатки (т. е. до изображения) является неизменным и составляет 17 мм. Поскольку кривизна хрусталика уменьшилась, то зрачок должен приблизиться к сетчатке.

Ответ: 22

[свернуть]

2. Аккомодация глаза рыбы основана на том, что хрусталик глаза имеет способность перемещаться вперёд-назад относительно глазного дна. Куда смещается хрусталик (по направлению к предмету или по направлению к глазному дну) в случае, когда рыба приближается к рассматриваемому предмету? Ответ поясните.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Ответ: хрусталик должен сместиться дальше от сетчатки.

Пояснение. В расслабленном состоянии глаз рыбы «настроен» на близкое видение. На рисунке показана оптическая схема расположения хрусталика (пунктирной линией) при приближении предмета к рыбе (рис. А) и при удалении предмета от рыбы (рис. Б). Отсюда видно, что чем ближе предмет к рыбе, тем дальше хрусталик от сетчатки. 

[свернуть]

3. Человек, рассматривая предмет, приближает его к глазам. Изменяется ли при этом кривизна хрусталика (если изменяется, то как)? Ответ поясните.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Ответ: Кривизна хрусталика изменяется.

Пояснение. Хрусталик играет роль собирающей линзы, а сетчатка глаза — роль экрана, на котором получается изображение предмета. При приближении предмета к собирающей линзе (для расстояний, больших фокусного) действительное изображение предмета удаляется от линзы. Чтобы положение сфокусированного изображения приближенного предмета относительно центра линзы (хрусталика) не изменилось, необходимо изменить оптическую силу хрусталика. Это достигается за счет изменения кривизны хрусталика.

[свернуть]

4. Изображение предметов на сетчатке глаза человека является

1) мнимым уменьшенным
2) действительным уменьшенным
3) мнимым перевёрнутым
4) действительным прямым

Нажмите, чтобы увидеть решение

Изображение разглядываемого предмета на сетчатке — действительное, перевёрнутое и уменьшенное. Предметы, рассматриваемые глазом без напряжения, расположены за двойным фокусом системы роговица-хрусталик. Изображение является действительным: на сетчатке должны пересекаться сами лучи (а не их продолжения), концентрируя световую энергию и вызывая раздражения палочек и колбочек. Изображение является уменьшенным: диаметр глаза равен примерно 25 мм, а поле нашего зрения попадают предметы куда большего размера. Естественно, глаз отображает их на сетчатке в уменьшенном виде.

Ответ: 2

[свернуть]

5. При попадании света в глаз он преломляется

1) только в хрусталике
2) только в роговице
3) только в стекловидном теле
4) и в хрусталике, и в роговице, и в стекловидном теле

Нажмите, чтобы увидеть решение

Прежде чем попасть на сетчатку, световые лучи последовательно проходят через роговицу, жидкость передней камеры глаза, хрусталик и стекловидное тело, вместе образующие оптическую систему глаза. На каждом из этапов этого пути свет преломляется.

Ответ: 4

[свернуть]

6. Какая из представленных на рисунке схем хода параллельного пучка лучей соответствует случаю близорукого глаза?

Нажмите, чтобы увидеть решение

Чтобы исправить дефект близорукости, нужно «отдалить» изображение предметов от глаза, чтобы хрусталик не вытягивался слишком сильно. Это достигается с помощью двояковыпуклой линзы, показанной на рисунке 2.

Ответ: 2

[свернуть]

7. На рисунке приведена схема хода лучей внутри глаза. Какому дефекту зрения (дальнозоркости или близорукости) соответствует показанный ход лучей и какие линзы нужны для очков в этом случае?

1) близорукости, для очков требуется собирающая линза
2) близорукости, для очков требуется рассеивающая линза
3) дальнозоркости, для очков требуется собирающая линза
4) дальнозоркости, для очков требуется рассеивающая линза

Нажмите, чтобы увидеть решение

Из рисунка видно, что изображение фокусируется не на сетчатке, а за ней, следовательно, далекие предметы человек будет видеть лучше чем близкие. Для очков требуется собирающая линза.

Ответ: 3

[свернуть]

8. Для получения четкого (сфокусированного) изображения на сетчатке глаза при переводе взгляда с удаленных предметов на близкие изменяется

1) диаметр зрачка
2) форма хрусталика
3) соотношение палочек и колбочек на сетчатке
4) глубина глазного яблока

Нажмите, чтобы увидеть решение

При переводе взгляда с далекого предмета на более близкий, изменяется кривизна (форма) хрусталика глаза уменьшается.

Ответ: 2

[свернуть]

9. Установите соответствие между техническими устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе их работы.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
А) очки

Б) зеркальный перископ

1) отражение света
2) преломление света
3) поглощение света
4) разложение света в спектр

Нажмите, чтобы увидеть решение

А) очки — преломление света;

Б) зеркальный перископ — отражение света.

Ответ: 21

[свернуть]

Скачать файл с заданиями открытого банка ФИПИ Глаз как оптическая система. Оптические приборы (3034 Загрузки )