Номер 29.30, страница 151 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 29. Глаз. Оптические приборы - номер 29.30, страница 151.

Условие.

29.30. Устройство фотоаппарата напоминает строение глаза, однако «наводка на резкость» фотоаппарата и глаза происходит по-разному. В чем заключается это различие?

Решение.

Решение

И фотоаппарат, и глаз являются оптическими системами, которые строят изображение на светочувствительной поверхности (матрице/пленке у фотоаппарата и сетчатке у глаза). Для получения резкого (сфокусированного) изображения необходимо, чтобы плоскость изображения точно совпадала с этой поверхностью. Связь между расстоянием от объекта до линзы ($\text{d}$), расстоянием от линзы до изображения ($\text{f}$) и фокусным расстоянием линзы ($\text{F}$) описывается формулой тонкой линзы: ${1 \over d} + {1 \over f} = {1 \over F}$.

Чтобы видеть четко предметы на разных расстояниях, то есть при изменении величины $\text{d}$, оптическая система должна подстраиваться так, чтобы изображение все равно попадало на светочувствительную поверхность. Этот процесс подстройки и называется «наводкой на резкость». Принципы этой подстройки у фотоаппарата и глаза различны.

В фотоаппарате фокусное расстояние объектива ($\text{F}$) является постоянной величиной (у объективов с фиксированным фокусным расстоянием). Чтобы сфокусироваться на объектах, находящихся на разном расстоянии ($\text{d}$), в фотоаппарате изменяют расстояние от объектива до светочувствительной матрицы ($\text{f}$). Это достигается путем физического перемещения системы линз внутри объектива ближе или дальше от матрицы.

В человеческом глазу, напротив, расстояние от хрусталика (линзы) до сетчатки ($\text{f}$) является неизменным. Для фокусировки на объектах, расположенных на разных расстояниях ($\text{d}$), глаз меняет фокусное расстояние ($\text{F}$) самого хрусталика. Этот процесс называется аккомодацией. Он осуществляется при помощи специальных цилиарных мышц, которые изменяют кривизну хрусталика: при взгляде на близкие предметы мышцы напрягаются, хрусталик становится более выпуклым, и его фокусное расстояние уменьшается; при взгляде на далекие объекты мышцы расслабляются, хрусталик уплощается, а его фокусное расстояние увеличивается.

Таким образом, ключевое различие состоит в том, какой параметр оптической системы является переменным для осуществления фокусировки.

Ответ: Различие заключается в том, что в фотоаппарате наводка на резкость осуществляется путем изменения расстояния между объективом и светочувствительной поверхностью (матрицей или пленкой) при постоянном фокусном расстоянии объектива. В глазу же, наоборот, фокусировка (аккомодация) происходит за счет изменения фокусного расстояния хрусталика путем изменения его кривизны при постоянном расстоянии от хрусталика до сетчатки.