Номер 29.12, страница 150 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 29. Глаз. Оптические приборы - номер 29.12, страница 150.

Условие.

29.12. Хрусталик человеческого глаза может изменять свою кривизну. Для чего это нужно?

Решение.

Хрусталик человеческого глаза представляет собой двояковыпуклую линзу, которая является частью оптической системы глаза. Его основная функция — преломлять световые лучи, идущие от предметов, и фокусировать их на сетчатке, где формируется действительное, уменьшенное и перевернутое изображение.

В отличие от оптических приборов, таких как фотоаппарат, где для наведения резкости изменяется расстояние между объективом и светочувствительным элементом (матрицей или пленкой), в глазу расстояние от хрусталика до сетчатки является постоянной величиной. Поэтому для того, чтобы человек мог одинаково четко видеть как далекие, так и близкие предметы, глазу необходим механизм изменения фокусного расстояния своей оптической системы.

Согласно формуле тонкой линзы, оптическая сила линзы $\text{D}$ связана с расстоянием до предмета $\text{d}$ и расстоянием до изображения $\text{f}$ (в данном случае, до сетчатки):$D = \frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}$где $\text{F}$ — фокусное расстояние.

Поскольку расстояние $\text{f}$ в глазу неизменно, при изменении расстояния до наблюдаемого объекта $\text{d}$ для сохранения четкого изображения на сетчатке должна изменяться оптическая сила $\text{D}$, а значит и фокусное расстояние $\text{F}$ хрусталика.

Оптическая сила линзы напрямую зависит от радиусов кривизны ее поверхностей. Изменяя свою кривизну, хрусталик меняет свою оптическую силу. Этот процесс называется аккомодацией и осуществляется с помощью цилиарной (ресничной) мышцы.

• При взгляде на удаленные предметы ($d \rightarrow \infty$) цилиарная мышца расслаблена. Связки, удерживающие хрусталик, натянуты и делают его более плоским. Кривизна хрусталика минимальна, фокусное расстояние максимально, а оптическая сила — наименьшая.
• При взгляде на близкие предметы цилиарная мышца сокращается, ослабляя натяжение связок. Благодаря своей эластичности хрусталик становится более выпуклым. Его кривизна увеличивается, фокусное расстояние уменьшается, а оптическая сила возрастает, что позволяет сфокусировать расходящиеся лучи от близкого объекта на сетчатке.

Таким образом, способность хрусталика изменять свою кривизну является ключевым механизмом для фокусировки зрения на объектах, расположенных на различных расстояниях.

Ответ: Изменение кривизны хрусталика необходимо для изменения его оптической силы и фокусного расстояния. Это позволяет глазу настраивать фокус для четкого видения предметов, находящихся на разных расстояниях от человека. Этот процесс называется аккомодацией.