Зрение одним глазом. Острота зрения

1. Получение изображений в глазе. 1) Два куска картона. 2) Булавка.

Глаз представляет собой сложную оптическую систему, поэтому при построении изображения в глазе пользуются „приведенным глазом“. В нем вся оптическая система заменена одной собирающей линзой; натуральные размеры сохранить нельзя, так как у приведенного глаза длина около 23 мм, а фокусное расстояние линзы — около 17 мм (оптическая сила около 59 диоптрий). Из указанных размеров вытекает, что изображение в глазе, получаемое на сетчатке, лежит между фокусом и двойным фокусом линзы (§ 34, 4, случай 1), следовательно, изображение действительное, обратное и уменьшенное.

Обратность изображения так трудно воспринимается учащимися, что требует подтверждения на опыте. С этой целью получают на сетчатке тень от предмета. Предварительно надо получить тень от какого-либо предмета, например гвоздя, на близко поставленном экране (рис. 380, I) и показать, что тень остается почти без изменения (чуть только укорачивается), если между экраном и предметом непосредственно рядом с ним поместить собирающую линзу (рис. 380, II).

Рис. 380. Тень от гвоздя на экране

Затем берут кусок картона и булавку. В центре куска булавкой прокалывают отверстие и помещают картон около глаза (на расстоянии 2—3 см) так, чтобы был виден светлый кружок, освещенный каким- либо источником света, например дневным светом в окне. Таким путем получаем сильно расходящийся пучок света, дающий на сетчатке светлый кружок А (рис. 381, I). Между глазом и картоном снизу или сбоку вдвигаем булавку головкой вперед так, чтобы на фоне светлого кружка появилась тень булавки. Мы увидим, что расположение головки аи направление ее движения обратны по отношению к существующим в действительности (рис. 381, II).

Рис. 381. Тень от булавки на сетчатке

Опыт надо производить индивидуально и очень осторожно, чтобы не повредить глаза; поэтому булавку надо держать ближе к картону.

Опыт можно видоизменить, заменив булавку вторым кусочком картона с тремя булавочными проколами по вершинам треугольника (сторона около 1 мм). Вдвигая этот второй картон между первым и глазом, увидим на фоне светлого кружка три маленьких кружочка, расположенных обратно проколам.

Острота зрения. Специальная таблица. Остроту зрения (или разрешающую силу) измеряют величиной наименьшего угла зрения между двумя точками, которые видны глазом раздельно (не сливаясь в одну), или наименьшего угла зрения, под которым видна ширина линий, различаемых еще глазом. Острота зрения зависит от внутренних (физиологических) свойств глаза (у разных лиц колеблется в широких пределах) и от внешних условий видимости (от яркости освещения, от фона, на котором виден рассматриваемый объект « т. д.).

В медицине за единицу принимают остроту зрения, соответствующую углу зрения в 1' (т. е. когда глаз различает промежуток в 29 см при расстоянии его от наблюдателя в 1 км или линию шириной в 1,5 мм при расстоянии в 5 м).

Для определения остроты зрения существуют особые таблицы; их преподаватель найдет во врачебном кабинете при школе. На таблице напечатаны несколько строчек отдельных букв с постепенно уменьшающейся шириной линий соответственно следующей таблице:

Испытуемый субъект помещается на расстоянии 6 м от таблицы « смотрит на нее при определенном освещении (примерно 15 люксов, дневное освещение в комнатах). На таблице отыскивается строка с наиболее мелкими буквами, которые глаз может уверенно прочитать. Острота численно выражается отношением расстояния L наблюдателя от таблицы к тому расстоянию l, на котором ширина различаемых глазом линий на таблице видна под углом зрения в 1'. Эго последнее расстояние указано на таблице у соответствующей строки (эти рас» стояния приведены выше). На основании сказанного легко получить, что острота зрения V равна:

где L — расстояние наблюдателя от таблицы (рис. 382); b — ширина линий на таблице, различаемых глазом; 0,00029 = 2 tg 30"; α — угол зрения, под которым видна линия.

Рис. 382. Схема расчета остроты зрения

Таблицу для измерения остроты зрения можно изготовить самостоятельно, пользуясь приведенными выше данными относительно ширины линий.

Опыт с определением остроты зрения представляет собой весьма удобный случай остановиться на вопросе, что такое угол зрения и как его найти. Ясное представление об угле зрения нужно для понимания действия оптических приборов. Полезно показать учащимся, как вычисляется угол зрения, если известна величина наблюдаемого предмета и расстояние глаза до предмета. Формула имеет вид:

где h — высота предмета, L — расстояние от глаза до предмета, се — угол зрения (рис. 383). Надо обратить внимание учащихся на величину некоторых углов зрения, встречающихся в природе (например для Луны около 0,5°) или создаваемых искусственно (например гривенник на расстоянии нескольких метров). Все это имеет целью отучить учащихся характеризовать видимые размеры сравнением с предметом или указанием длины.