Творческое задание, страница 229, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

Близорукий глаз может различать более мелкие детали (например, читать более мелкий шрифт), чем нормальный глаз. Почему? Оказывается, это связано с тем, что близорукий глаз видит близкие предметы под большим углом зрения, чем нормальный глаз.

Интересно, а какая линза — рассеивающая или собирающая — увеличивает освещенность? Оказывается, что только с помощью собирающей линзы можно увеличить освещенность. Именно поэтому в случае дальнозоркости очки увеличивают освещенность зрачка. Подумайте, почему у человека с дально- зоркостью при ношении очков освещенность зрачка выше, чем у человека с нормальным зрением?

Решение

Вопрос заключается в том, почему у человека с дальнозоркостью, носящего очки, освещенность зрачка выше, чем у человека с нормальным зрением. Ответ кроется в типе линз, используемых для коррекции дальнозоркости, и их влиянии на световой поток.

1. Линзы для коррекции дальнозоркости. Дальнозоркость (гиперметропия) — это дефект зрения, при котором фокус изображения удаленных объектов находится за сетчаткой. Для его исправления используют очки с собирающими (выпуклыми) линзами. Эти линзы обладают положительной оптической силой.

2. Принцип работы собирающей линзы. Основное свойство собирающей линзы — это способность собирать параллельные лучи света в одной точке (фокусе). Если говорить в более общем смысле, она концентрирует световой поток, проходящий через нее.

3. Освещенность. Освещенность $\text{E}$ — это физическая величина, равная отношению светового потока $\Phi$, падающего на некоторую поверхность, к площади этой поверхности $\text{S}$: $E = \frac{\Phi}{S}$. В нашем случае, речь идет об освещенности зрачка.

4. Сравнение двух случаев.

• У человека с нормальным зрением (без очков) в глаз попадает только тот свет, который непосредственно направлен в зрачок. Количество света (световой поток $\Phi$) ограничено площадью зрачка.

• У человека с дальнозоркостью в очках собирающая линза, расположенная перед глазом, перехватывает световые лучи с гораздо большей площади, чем площадь самого зрачка. Затем она преломляет эти лучи таким образом, что концентрирует их и направляет в зрачок. В результате в глаз попадает значительно больший световой поток $\Phi'$, чем в глаз без линзы.

Поскольку линза увеличивает световой поток $\Phi$, попадающий на ту же площадь зрачка $\text{S}$, освещенность зрачка $\text{E}$ возрастает. Таким образом, собирающая линза действует как своего рода световой концентратор или лупа, собирающая свет для глаза.

Ответ: Очки для коррекции дальнозоркости используют собирающие линзы. Такая линза собирает свет с площади, превышающей площадь зрачка, и концентрирует этот свет, направляя его в зрачок. Это приводит к увеличению светового потока, попадающего в глаз, и, как следствие, к более высокой освещенности зрачка по сравнению с глазом человека с нормальным зрением, не использующего очки.