ОПЫТ 4, ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА B ГЛАЗУ ЧЕЛОВЕКА

Оборудование: источник света, лупа, картонный

экран, маска для линзы

Проекционный фонарь — прекрасный источник света для некоторых опытов. Установите лупу и экран, как на рис.

Сначала прорежьте в картоне два отверстия (очень удобен дырокол для подшивки бумаг) так, чтобы оба оказались в пределах светового круга, проектируемого через лупу на экран. Вы получите перфорированную маску. Сначала отложите маску и найдите положение лупы и экрана, при котором изображение источника света будет не в фокусе.

A теперь приложите к лупе перфорированную маску. Что получается на экране? Два крошечных изображения расположены далеко друг от друга, потому что система не сфокусирована. Передвиньте экран так, чтобы изображения обоих отверстий полностью совпали.

Это произойдет, когда расстояние от экрана до лупы станет равным фокусному расстоянию лупы.

Если экран слишком близко — расстояние до него меньше фокусного, значит, лупа недостаточно сильна: система «дальнозоркая». Дальнозоркий глаз

имеет недостаточно сильную оптику; без напряжения дальнозоркий глаз не получает четкого изображения, причем последнее тем менее четко, чем ближе рассматриваемый предмет. — зрение вдаль лучше, чем вблизи (отсюда и название дальнозоркий). Ho между вашей установкой и оптикой глаза есть существенная разница: последняя регулирует свою фокусировку автоматически.

Отодвиньте экран на расстояние, большее фокусного. Вы снова получите удаленные друг от друга изображения двух отверстий. Оптическая сила лупы теперьслишкомвелика; система «близорука» — подобно тому, как близорук глаз, оптическая система которого слишком сильна: фокусное расстояние меньше, чемрасстояниедосетчатки.

33

Рис. 4. 1. Два отверстия в картонной маске, закрывающей лупу, следует поместить так, чтобы расстояние между ними было меньше диаметра светового пятна, проектируемого на экран. Это пят* но будет тем больше, чем дальше экран от проектора.

2 Зак. № 364

Помните — это всего лишь аналогия. Для того чтобы лучше моделировать условия преломления света в глазу, надо проделать еще ряд действий с вашей установкой.

He меняя расстояния между лупой и экраном (по* следний находится точно на фокусном расстоянии), двигайте объект (источник света), то приближая его к лупе, то отдаляя от нее. B первом случае расхождение отверстий показывает, что система «дальнозор- кая»(объект находится слишком близко), во втором случае система «близорука» — объект слишком отдален.

Что произойдет, если, сохраняя неизменным положение объекта и экрана, перемещать лупу? Что вы узнали об изображениях и оптических системах при такой постановке опыта? Какому элеменгу оптической системы глаза соответствует подвижная лупа?

B квадратном куске плотного черного картона (сторона квадрата около 5 сантиметров) тонкой булавкой сделайте две дырочки на расстоянии примерно 2,5 миллиметра одна от другой — расстояние между дальними краями дырочек должно быть меньше, чем диаметр вашего зрачка. He огорчайтесь если с первой попытки у вас это не получится. Обязательно просле- диіе, чтобы края дырочек были четкими и правильными.

Ha куске белого картсна нарисуйте прямую линию и повесьте его на стену так, чтобы линия была горизонтальной на уровне ваших глаз. Станьте примерно в 120 сантиметрах от стены и смотрите на линию одним глазом через обе дырочки в черном картоне, расположив их вертикально. Если ваш глаз точно сфокусиро- ван к расстоянию, с которого вы ведете наблюдение, вы увидите одну линию, если нет, TO две.

Булавку держите примерно вЗО сантиметрах перед глазом, как показано на рис. 4.2; посмотрев на нее, вы заметите, что горизонтальная линия на стене как бы раздвоилась.

P и с. 4. 2. Полоску картона с двумя булавочными отверстиями держите как можно ближе к глазу (второй глаз закрыт).

смотрите на булавку, и наоборот? Опыт получится хорошо лишь у человека не старше 40 лет. Помните, что смотреть надо через обе дырочки сразу.

По тому, как двоится отдаленный предмет, можно определить фокусировку глаз к данному расстоянию. Прикройте одну из дырочек и обратите внимание, какое из двух изображений пропадёт. Это не так-то просто. Надо помнить, что изображение предмета на сетчатке глаза перевернуто и нижней части предмета соответствует верхняя (на сетчатке) точка изображе- ния[8]. Проверьте это на установке объект — лупа — экран, собранной вами ранее.

Экспонат для выставки

C помощью лупы и маски с двумя отверстиями можно очень эффектно демонстрировать некоторые оптические явления, приложимые и к оптике глаза,—

главным образоч соотношение объекта и его изображения. Хорошо дополнить экспонат рисунками, на которых показаны результаты ваших опытов с описанными приборами.