Номер 3, страница 223 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

3. Почему при разных расстояниях до предмета изображение всегда получается на сетчатке?

Какое изображение формируется на ней?

Предполагается, что вопрос относится к сетчатке глаза. Сетчатка — это светочувствительная внутренняя оболочка глаза, на которой оптическая система глаза (роговица и хрусталик) фокусирует свет. Она преобразует световые сигналы в нервные импульсы, которые затем передаются в мозг.

Оптическая система глаза функционирует как собирающая линза. Согласно законам оптики, изображение, которое такая система формирует на сетчатке, обладает тремя основными характеристиками:

• Действительное: оно создается в месте фактического пересечения световых лучей, а не их мнимых продолжений. Именно поэтому оно может быть спроецировано на поверхность (сетчатку).
• Перевёрнутое: собирающая линза всегда дает перевернутое изображение предмета. Наш мозг затем обрабатывает этот сигнал и «переворачивает» изображение обратно, поэтому мы воспринимаем мир в правильной ориентации.
• Уменьшенное: размеры предметов, которые мы видим, как правило, гораздо больше размеров нашего глазного яблока. Оптическая система глаза уменьшает изображение до таких размеров, чтобы оно могло поместиться на сетчатке.

Таким образом, на сетчатке глаза формируется действительное, перевёрнутое и уменьшенное изображение наблюдаемого предмета.

Ответ: На сетчатке глаза формируется действительное, перевёрнутое и уменьшенное изображение.

3. Почему при разных расстояниях до предмета изображение всегда получается на сетчатке?

Изображение предмета получается четким на сетчатке при изменении расстояния до него благодаря процессу, называемому аккомодацией. Аккомодация — это способность глаза приспосабливаться к видению на разных расстояниях.

Ключевую роль в этом процессе играет хрусталик — эластичная двояковыпуклая линза, окруженная ресничной (цилиарной) мышцей. Когда мы смотрим на удаленные предметы, ресничная мышца расслаблена. Хрусталик при этом имеет более плоскую форму, его кривизна минимальна, а фокусное расстояние — максимально.

Когда мы переводим взгляд на близко расположенный предмет, ресничная мышца напрягается. Это ослабляет натяжение связок, поддерживающих хрусталик, и он, в силу своей эластичности, становится более выпуклым. Кривизна хрусталика увеличивается, его фокусное расстояние уменьшается, а оптическая сила возрастает.

Это изменение фокусного расстояния позволяет глазу всегда фокусировать лучи света точно на сетчатке. Согласно формуле тонкой линзы: $ \frac{1}{d} + \frac{1}{f} = \frac{1}{F} $, где $d$ — расстояние до предмета, $f$ — расстояние от хрусталика до изображения (сетчатки), а $F$ — фокусное расстояние оптической системы глаза. Поскольку расстояние $f$ внутри глаза постоянно, при изменении расстояния до предмета $d$ глаз должен изменить свое фокусное расстояние $F$, чтобы равенство выполнялось. Именно это и происходит при аккомодации.

Ответ: Это происходит благодаря аккомодации — способности глаза изменять оптическую силу (и фокусное расстояние) хрусталика. При взгляде на близкие предметы хрусталик становится более выпуклым, а при взгляде на далекие — более плоским, что позволяет всегда фокусировать изображение на сетчатке.

4. Почему близоруким людям нужны очки с рассеивающими линзами?

Близорукость, или миопия, — это дефект зрения, при котором человек хорошо видит близкие предметы, но плохо — удаленные. Причиной этого является то, что у близорукого человека параллельные лучи света от далеких объектов фокусируются не на сетчатке, а перед ней. Это может происходить из-за того, что глазное яблоко имеет слишком большую длину, либо оптическая система глаза обладает избыточной преломляющей силой (слишком короткое фокусное расстояние). В результате изображение на сетчатке получается размытым.

Для коррекции близорукости используют очки с рассеивающими (вогнутыми) линзами. Рассеивающая линза имеет отрицательную оптическую силу. Её задача — ослабить общую преломляющую силу системы «очки-глаз», чтобы сдвинуть фокус назад.

Когда параллельные лучи от далекого объекта проходят через рассеивающую линзу, они немного расходятся. Для оптической системы глаза эти лучи выглядят так, как будто они исходят из мнимого фокуса рассеивающей линзы. Этот мнимый фокус подбирается так, чтобы он совпадал с так называемой дальней точкой ясного видения близорукого человека — максимальным расстоянием, на котором он еще может четко видеть предметы.

Таким образом, рассеивающая линза создает для глаза мнимое, уменьшенное изображение удаленного объекта на расстоянии, с которого глаз уже способен сфокусировать его на сетчатке. В результате человек в очках может четко видеть удаленные предметы.

Ответ: При близорукости изображение удаленных предметов фокусируется перед сетчаткой. Рассеивающая линза уменьшает преломляющую силу оптической системы, «перемещая» фокус назад, точно на сетчатку, что позволяет четко видеть далекие объекты.