Номер 69.34, страница 240 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 69. Линзы. Глава 9. Оптические явления - номер 69.34, страница 240.

69.34 [1616] В каком случае хрусталик глаза делается более выпуклым: если мы смотрим на близкие или далёкие предметы?

В каком случае хрусталик глаза делается более выпуклым: если мы смотрим на близкие или далёкие предметы?

Решение

Хрусталик глаза — это живая двояковыпуклая линза, способная изменять свою кривизну, а следовательно, и свою оптическую силу, чтобы фокусировать изображение объектов, находящихся на разном расстоянии, точно на сетчатку. Этот процесс называется аккомодацией. Расстояние от оптического центра хрусталика до сетчатки в глазу можно считать постоянным.

Связь между расстоянием до объекта $d$, расстоянием до изображения $f$ (в данном случае, до сетчатки) и оптической силой линзы $D$ (или её фокусным расстоянием $F$) описывается формулой тонкой линзы: $D = \frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}$

Рассмотрим два предельных случая:

1. Когда мы смотрим на далёкие предметы. В этом случае расстояние до объекта $d$ очень велико, и его можно считать стремящимся к бесконечности ($d \to \infty$). Тогда величина $\frac{1}{d}$ стремится к нулю, и формула упрощается: $D \approx \frac{1}{f}$. Для фокусировки требуется минимальная оптическая сила. В этом состоянии цилиарные мышцы, которые управляют формой хрусталика, максимально расслаблены. Хрусталик под действием натяжения связок становится наиболее плоским (наименее выпуклым).

2. Когда мы смотрим на близкие предметы. При переводе взгляда на близкий объект расстояние $d$ значительно уменьшается. Поскольку $d$ находится в знаменателе, величина $\frac{1}{d}$ возрастает. Чтобы изображение по-прежнему было чётким, то есть оставалось на сетчатке (величина $f$ постоянна), согласно формуле линзы, оптическая сила $D$ должна увеличиться. Увеличение оптической силы линзы соответствует уменьшению её фокусного расстояния. Это достигается за счет сокращения цилиарных мышц, что приводит к ослаблению натяжения связок хрусталика. В результате хрусталик, благодаря своей эластичности, принимает более сферическую, то есть более выпуклую форму.

Следовательно, для фокусировки на близких объектах глазу необходимо увеличить оптическую силу, для чего хрусталик становится более выпуклым.

Ответ: Хрусталик глаза делается более выпуклым, когда мы смотрим на близкие предметы.