II.6. Ochiul uman. Instrumente optice.
Clasificarea instrumentelor optice după felul imaginii formate:
- Instrumente care dau imagini reale, ce pot fi capturate pe un ecran sau film foto.
Ca exemple avem aparatul foto, aparatul de proiecție, retroproiectorul.
- Instrumente care dau imagini virtuale, care nu pot fi prinse pe un ecran sau film foto.
Ca exemple avem lupa, microscopul, luneta, telescopul.
II.6.1. Ochiul uman. Defectele de vedere.
Văzul este cel mai important simț al omului. Cu ajutorul lui putem vedea stările de agregare ale corpurilor, forma lor, dimensiunea lor, culoarea lor, transparența lor etc.
Cum vede omul obiectele din jur ?
În primul rând are nevoie de lumina care se reflectă pe corpurile din jurul nostru.
Lumina reflectată de un obiect intră prin cornee (o membrană transparentă), apoi trece prin umoarea apoasă (un lichid transparent) și traversează irisul (partea colorată a ochiului) prin pupilă (orificiu de culoare neagră).
Când lumina ajunge la cristalin (membrană transparentă elastică) ea se refractă ca printr-o lentilă convergentă, deoarece cristalinul este convex și transparent. Imaginea formată este reală, răsturnată și mai mică decât obiectul.
Imaginea obiectului se formează pe retină (strat de celule fotosensibile) care o transformă imaginea în impulsuri nervoase trimise la creier, prin intermediul nervului optic.
Creierul prelucrează semnalele electrice, îndreaptă imaginea și dă senzația de văz.
👀 Experiment: Un borcan cu apă pe post de ochi.
🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai în prezența unui adult!
🔥 Când lucrezi cu surse de foc ai grijă să ai părul strâns și să nu porți haine cu mâneci largi!
Materiale necesare:
Borcan sferic de sticlă plin cu apă, lumânare, chibrit, carton, cameră slab luminată (semiobscură).
Modul de lucru:
- Poziţionează borcanul cu apă aproape de perete.
- Fă cu vârful unui creion (compas) un orificiu în mijlocul cartonului şi aşază-l pe verticală, sprijinindu-l de borcan.
- Aşază lumânarea aprinsă în faţa cartonului astfel încât flacăra să fie în dreptul orificiului.
Pe perete se formează imaginea lumânării: mai mică decât obiectul, răsturnată şi reală, asemeni celei formată de ochi.
Lumina lumânării este refractată de vasul cu apă asemeni unei lentile convergente(cristalinul ochiului).
Orificiul din carton joacă rolul pupilei care lasă să intre în ochi lumina reflectată de obiecte.
Concluzia experimentului:
Borcanul cu apă este pe post de cristalin, focalizând razele ce îl traversează. Peretele joacă rolul retinei, loc în care se formează imaginea obiectului.
🔦 Observație
Deoarece distanța de la cristalin la retină este fixă, modificarea distanței focale a cristalinului pentru obiecte aflate la diferite distanțe se numește acomodarea ochiului. Ea este datorată elasticității cristalinului și mușchilor oculari și se realizează prin modificarea formei cristalinului (bombare sau alungire) și, implicit, a distanței focale a acestuia.
Acomodarea cristalinului unui ochi normal are două limite:
-
Punctul proximum aflat la o distanță minimă care, pentru un tânăr este la 10-15 cm și pentru adulți cam la 25 cm. Acomodarea ochiului este posibilă până la această distanță minimă (distanță optimă a vederii clare).
-
Punctul remotum este cel mai îndepărtat punct al vederii de la care nu mai este necesară acomodarea, fiind la 6 m spre infinit. De la acest punct ochiul privește neacomodat (relaxat).
Defectele de vedere ale ochiului omenesc sunt :
- Miopia este defectul de vedere când nu se văd clar obiectele îndepărtate. Imaginea obiectelor se formează în fața retinei, ochiul miop fiind prea convergent. Prin urmare miopia se corectează cu lentile divergente (negative).
- Hipermetropia este defectul de vedere când nu se văd clar obiectele apropiate. Imaginea obiectelor se formează în spatele retinei, ochiul hipermetrop fiind prea puțin convergent. Prin urmare hipermetropia se corectează cu lentile convergente (pozitive).
Aplicații
Primii ochelari cu lentile slabe care corectau hipermetropia au apărut după anii 1200. După circa 200 de ani a fost descoperită tehnica fabricării ochelarilor cu lentile concave, astfel a putut fi corectată și miopia.
Majoritatea dintre noi petrecem mult timp în fața unui ecran: la birou, în fața unui computer, urmărind emisiunile la TV sau stând pe rețelele sociale. Toate aceste lucruri sunt resimțite de ochii noștri. Devin uscați, apar durerile de cap sau problemele cu somnul. Pentru a diminua aceste simptome, medicii recomandă folosirea ochelarilor de vedere cu protecție pentru calculator.
Atunci când îți sunt prescriși ochelarii de vedere, purtarea lor trebuie făcută conform sfaturilor medicale, în funcție de afecțiunea oculară. Dacă nu respecți aceste sfaturi sau uiți să porți ochelarii de vedere, riști să-ți expui ochii la un efort în plus sau chiar la agravarea problemelor oculare.
În caz de miopie, hipermetropie, astigmatism sau chiar presbiopie (când ai nevoie doar de ochelari de citit) dacă nu porți ochelari de vedere, provoci încordarea ochilor care duce la dureri de cap, lipsă de focalizare sau vederea dublă. Pe lângă disconfort lipsa purtării ochelarilor de vedere va conduce la o vedere și mai slabă.