Задания для самостоятельной работы. 1. Оптическая сила линзы составляет 5 дптр

1. Оптическая сила линзы составляет 5 дптр. Чему равно фокусное расстояние линзы? Ответ выразить в см.

Ответ: 50см.

2.Предмет находится на расстоянии 10 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 6 см. Определите вид изображения, увеличение и его местоположение. Сделайте расчет и постройте изображение.

Ответ: Изображение действительное, увеличенное (Г = 1,5), перевернутое, расположено на расстоянии 15 см за линзой.

3. Определить оптическую силу для объектива, состоящего из линз

f₁ = +50 см и f₂ = -1 м.

Ответ: D = +3 дптр

4. Постройте изображения собирающей и рассеивающей в линзах предмета находящего за фокусным расстоянием. Расстояние от предмета до линзы 4см, а расстояние от линзы до изображения 5см.

Глаз и его функция. Основные понятия и формулы.

1. Аккомодация - способность глаза четко видеть предметы, находящиеся от него на различных расстояниях. Условие образования четкого изображения предмета на сетчатке (формула тонкой линзы):

3.Бинокулярное зрение –способность мозга к формированию единого трехмерного образа из двух изображения предмета.

4.Угол зрения () – угол между лучами, идущих от крайних точек через узловую точку (оптический центр глаза).

5.Угловой предел разрешения - наименьший угол зрения, при котором человеческий глаз еще различает две точки предмета раздельно.

6.Вычисления размера изображения на сетчатке глаза:

7.Вычисления размера изображения на сетчатке через размеры предмета (В):

8.Разрещающая способность глаза – величина, характерезующая способность глаза давать раздельное изображения двух близких друг к другу точек объекта.

9.Линейный предел разрешения (Z) - наименьшее расстояние между двумя точками предмета, рассматриваемого с расстояния наилучшего зрения (для данного глаза), при котором они различимы раздельно.

9.Связь линейного и углового пределов разрешения: Z = , где

– расстояние наилучшего зрения для данного глаза, β – угловой предел разрешения в радианах.

10.Острота зрения - величина, равная отношению минимального углового размера символа, распознаваемого нормальным глазом, к угловому размеру символа, распознаваемого пациентом: V=

Задачи

Для самостоятельной работы

1.Угловой предел разрешения у некоторого человека с нормальным зрением равен 3'. На каком максимальном расстоянии человек различит небольшие предметы, отстоящие друг от друга на S = 10 см?.

2. Зрение некоторых птиц устроено так, что они могут различать предметы, которые разнесены на минимальный угол 3х10^-4 рад. Какой наименьший по величине предмет птица может разглядеть на земле, пролетая на высоте 100 м?

Решение

Это пример некорректно сформулированной задачи. И ее решение, приводимое в некоторых задачниках, неверное. Разглядеть - не означает рассмотреть в деталях, а означает зафиксировать. Для этого требуется, чтобы яркость предмета была достаточна для раздражения сетчатки. Задача не имеет отношения к разрешающей способности глаза.

Ответ: размер может быть любой при условии, что яркость предмета достаточна для раздражения сетчатки.

3. Объект находится на расстоянии 25 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 10 см. Определите вид и местоположение изображения объекта, и его увеличение. Сделайте аналитический расчет и постройте изображение.

Ответ: Г = 0,67; f = +16,7 см.

4. Объект находится на расстоянии 10 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 15 см. Определите вид и местоположение f изображение объекта и его увеличение. Сделайте аналитический расчет и постройте изображение.

Ответ: f = -30 см; Г = 3,0.

7. На экране получено действительное, увеличенное в 2 раза изображение предмета. Расстояние между линзой и экраном 24 см. Чему равно фокусное расстояние линзы?

Ответ: 8,0 см.

5. На каком расстоянии от таблицы для исследования остроты зрения буквы размером 6 мм будут видны под углом 5`?

Ответ: 4,1 м.

6. На каком расстоянии человек с нормальной остротой зрения перестанет различать детали предметов менее 4,5 мм?

Ответ: 15,5.

7. На сколько диоптрий изменится оптическая сила глаза, если рассматриваемый предмет приблизится к нему с расстояния 2,5 м на расстояние 25 см.

Ответ: 3,6 дптр

Контрольные вопросы по разделу.

1. Каковы строение глаза и оптические свойства глазных сред?

2. Каково назначение оптической системы глаза, какими структурными элементами она обеспечивается? Какова оптическая сила глаза? Что такое приведенный глаз?

3. Каково условие четкого видения предметов? Каков механизм аккомодации глаза? Что такое диапазон аккомодации, от чего он зависит?

4. Каковы основные недостатки рефракции глаза? Как их корректируют?

5. Что такое минимальный угол зрения, острота зрения, предел разрешения глаза?

6. Каково назначение сетчатки глаза? Укажите виды светочувствительных клеток, их количество и распределение по сетчатке.

7. В какой области сетчатки достигается максимальная острота дневного зрения?

8. Опишите строение палочки. Какова роль родопсина и ретиналя? В чем различие палочек и колбочек как светочувствительных клеток сетчатки?

9. Опишите механизм образования фоторецепторного потенциала на мембране палочки или колбочки.

10. Каков путь передачи информации об освещенности палочки в зрительные центры головного мозга?

11. Чем обусловлены различия сумеречного и дневного зрения, в чем они проявляются? Приведите спектры фотобиологического действия палочек и колбочек, кривую видимости глаза при дневном и сумеречном освещении.

12. Что такое адаптация глаза, и каковы основные механизмы ее реализации?

13. Укажите количественную связь между зрительным ощущением и интенсивностью падающего в глаз света.

14. Укажите влияние яркости фона на разностный и дифференциальный пороги зрения.

Микроскопия. Основные понятия и формулы.

Увеличение лупы (Г)- отношение угла зрения , под которым видно изображение предмета в лупе, к углу зрения β, под которым предмет виден «невооруженным» глазом с расстояния наилучшего зрения ( ):

Г = /β = /f

2.Формула для расчета увеличения лупы – Г = /f

3.Увеличение микроскопа (Г) - отношение угла зрения , под которым видно изображение предмета в окуляре, к углу зрения β, под которым предмет виден «невооруженным» глазом с расстояния наилучшего зрения ( ): Г = /β

4. Наименьшее расстояние между двумя точками предмета, при котором они различимы как отдельные объекты (т.е. воспринимаются в микроскопе как две точки).

5.Оптическая длина тубуса ( - расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра.

6.Угловая апертура (u) - угол между крайними лучами светового пучка, входящего в линзу объектива от предмета.

7.Формула для расчета увеличения микроскопа - Г= ,

– фокусные расстояния окуляра и объектива.

8.Формула для предела разрешения микроскопа в воздушной среде

Z=0,5λ/sin(u/2),

где λ – длина волны света, используемого для освещения; Z 0,3 мкм.

9. Предел разрешения микроскопа (Z): Z=0,5λ/sin( /2), или по формуле Абба: , где скорость электронов зависит от ускоряющего напряжения U, А- числовая апертура электронного микроскопа. После преобразования расчетная формула имеет вид:

10. Полезное увеличение микроскопа ( ) - увеличение, при котором предмет, имеющий размер, равный пределу разрешения микроскопа, имеет изображение, размер которого равен пределу разрешения глаза:

, где 500 – 1000.

11.Числовая апертура (А) иммерсионного микроскопа определяется по формуле: А=n , где n – показатель преломления иммерсии.

12.Формула для предела разрешения иммерсионного микроскопа

Z=