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光學 標題:展示 36.1:眼睛
1:黃福坤 (研究所)張貼:0000-00-00 00:00:00: [回應第篇]

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增加/移除:    遠光源     近光源     眼鏡

正常眼           遠視眼          近視眼

請靜待動畫完整下載.

你想知道我們的眼睛是如何看清楚物體的嗎?請觀賞這個動畫吧!因為它可以簡單模擬人類眼睛的運作.

動畫中,紅色的圓圈代表整個眼球,位在前面的凸透鏡,代表眼睛的水晶體.透過周圍的六條小肌肉調節,水晶體可以形成不同曲率,產生不同焦距,使得任何的光線都能夠會聚在視網膜上.視網膜之於眼睛就相當於底片之於照相機,所以,如果要物體能被“清楚看見”,那它的影像必須會聚在視網膜上才行;視網膜是由神經構成,可以將接收到的光能轉換成電子訊號傳到腦部,我們才能“看”到清楚成像.重新開始.

點選 正常眼 遠光源,注意到了嗎?遠光源的平行光透過水晶體後,會聚在眼睛後方的視網膜上.

現在移去遠光源,再點選近光源. 注意到了嗎?近光源的光會聚在視網膜之後,這時候人們看到的影像是模糊的,不過別耽心!正常眼的眼睛肌肉會去調整水晶體的曲率,改變焦距,使得影像再度清楚呈現在視網膜上.

試著去看一個很遠的物體,再馬上看一個很近的物體,你能感受到眼睛的肌肉正在調整水晶體的焦距嗎?在這個動畫中,我們可以利用動畫底下的拉軸來調整水晶體的焦距,直到近光源的光也能會聚在視網膜上為止,你發現水晶體的焦距如何變化呢?

人們常說要多看遠物,眼睛才會好,為什麼呢?因為在看遠物時,眼睛的肌肉是放鬆的,是舒服的.動畫中,當使用遠光源時,水晶體的焦距為最大值(設為1個單位),而當你眼睛的肌肉開始緊縮,你眼睛的焦距也跟著開始縮短.

將你的手指放在眼前一隻手臂遠的地方,你能夠很清楚地看到你的手指,現在慢慢地將你的手指由遠移近,當移到某一點,你的眼睛將無法再進行聚焦,而看到的影像也變得模糊,這時物體的位置就是你眼睛的“近點”,代表你看物體時能夠清楚的最短距離.試著操作動畫,找出動畫中眼睛的近點,當然啦!動畫中的比例並未依照真實情況,畢竟我們的電腦螢幕實在太小了!

尋找“遠點”的方式類似“近點”,但是它是眼睛能看清物體時,物體所在的最遠距離.你相信嗎?對一個正常眼而言,“遠點”是無窮遠的.

點選近視眼 遠光源,這時即使眼睛是放鬆的(水晶體的焦距設為1個單位),光仍聚集在視網膜前,無法會聚在視網膜上;調整拉軸讓肌肉收縮(水晶體的焦距變小),可以聚光焦嗎?似乎還是沒有辦法吧!

試著移去 遠光源 ,改點選近光源 , 現在可以聚焦嗎?所以一個近視眼的人可以看清楚近物,卻看不清楚遠物.想想看,近視眼的人水晶體究竟怎麼了?

點選近視眼遠光源,無疑地,近視眼的眼睛無法將遠物距焦,現在我們來增加個鏡片吧!點一下畫面上的眼鏡,兩旁會出現白點,按住白點拖曳,就可以調整鏡片的焦距使它成為凸透鏡或凹透鏡.想想看,一個近視眼的人想要看清遠物,該使用怎樣的透鏡呢?既然遠光源的光會聚在近視眼的視網膜之前,那麼我們就需要利用發散的凹透鏡來進行矯正,你能找出這個近視眼所需凹透鏡的焦距嗎?

現在點選遠視眼,重覆上述作法,你會發現遠視眼的人可以看清楚遠物卻沒辦法看清楚近物.那遠視眼的人水晶體又怎麼了?又需要怎樣的透鏡來進行矯正呢?試著操作動畫看看吧!這個遠視眼的人所需要的透鏡焦距又是多少呢?

 

 

Illustration authored by Melissa Dancy and Wolfgang Christian.

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