Недостатки оптической системы глаза и способы их компенсации.Наименьший угол зрения.Острота зрения.

Роговица и хрусталик чаще всего имеют неправильную сферическую форму. Это приводит к явлению астигматизма. При этом оптическая сила в вертикальной плоскости не равна оптической силе в горизонтальной плоскости (обычно первая несколько больше второй), то есть глаз по вертикали может быть близоруким, а по горизонтали – дальнозорким. Если разница в оптических силах не превышает 0, 5 дптр, то астигматизм называют «физиологическим» и не корректируют очками. Другими недостатками оптической системы глаза являются сферическая и хроматическая абберация. Сферическая абберация возникает из-за того, что фокусное расстояние центральной части и роговицы, и хрусталика больше фокусного расстояния периферической части. Этот недостаток почти не проявляется при малых значениях диаметра зрачка, когда вклад периферических отделов оптической системы в построение изображения невелик. С увеличением диаметра зрачка изображение становится все более нерезким. Хроматическая абберация возникает вследствие явления дисперсии белого света: показатель преломления света зависит от его длины волны, чем она короче, тем больше показатель преломления. Поэтому синие предметы, требующие меньшей аккомодации, кажутся более удаленными, чем расположенные на том же расстоянии красные предметы. Этот эффект широко использовался при создании витражей готических храмов: фон делался синим, а все остальные предметы и фигуры окрашивались в другие цвета. В результате плоское изображение приобретало объем. Помимо естественных недостатков существуют патологии зрения. На рисунке 4 приведены примеры хода лучей в нормальном (а), близоруком (б) и дальнозорком (в) глазе. При близорукости (миопии) вследствие увеличения переднезаднего размера глазного яблока фокус расположен перед сетчаткой, что вызывает размытое изображение далеко расположенных предметов. Для близорукого глаза расстояние наилучшего видения меньше 25 см. Этот недостаток зрения корригируется рассеивающими (вогнутыми) линзами. При дальнозоркости (гиперметропии), наоборот, осевая длина глазного яблока уменьшена, и лучи фокусируются за сетчаткой. Далеко расположенные предметы при этом видны отчетливо, а для рассматривания близко расположенных предметов необходима коррекция собирающими (выпуклыми) линзами.

ОСТРОТА ЗРЕНИЯ - способность глаза воспринимать раздельно две точки, расположенные друг от друга на некотором расстоянии; одна из важнейших характеристик органа зрения. Мерой О. з. является угол зрения, т. е. угол, образованный лучами, идущими от краев рассматриваемого предмета или от двух точек к узловой точке глаза. Острота зрения обратно пропорциональна величине угла зрения, т. е., чем меньше угол зрения, тем выше О. з. В норме глаз человека способен раздельно воспринимать объекты, угловое расстояние между которыми не меньше одной минуты (1). О. з. зависит от размеров колбочек, находящихся в области желтого пятна сетчатки, а также от рефракции глаза, ширины зрачка, прозрачности роговицы, хрусталика, стекловидного тела, состояния сетчатки, зрительного нерва и др.

Взаимодействие тела с веществом. Поглощение света. Загон Бугера-Ламберта –Бера. Показатель поглощения, Коэффициент пропускания, оптическая плотность раствора. Спектры поглощения вещества. Концентрационная колориметрия

световая волна, проходя через вещество, возбуждает колебания электронов. Ускоренно движущиеся электроны излучают электромагнитные волны. Эти вторичные волны имеют ту же частоту, что и частота падающей волны. В однородной среде результат интерференции всех вторичных волн между собой и с падающей на вещество волной отличен от нуля только в одном направлении - в направлении распространения преломленной волны. Скорость распространения результирующей волны в среде становиться меньше скорости света в вакууме, так объясняется возникновение показателя преломления. Причина поглощения света, т.е. перехода энергии световой волны в тепловую энергию, следующая. Атомы вещества, внутри которых происходят вызванные световой волной колебания электронов, участвуют в хаотическом тепловом движении и сталкиваются друг с другом. При каждом столкновении энергия колебательного движения электронов переходит в энергию теплового движения атомов - происходит поглощение света.

 

Закон Бугера

Как показывает опыт интенсивность света при прохождении через вещество убывает по экспоненциальному закону:

.

Здесь I₀ - интенсивность света на входе в поглощающий слой вещества толщиной x,

α - коэффициент поглощения, зависящий от длины волны (частоты) света.

Величина α, в соответствии с законом Бугера, не должна зависеть от интенсивности света. Это утверждение справедливо для очень широкого диапазона изменения интенсивности (примерно в 10²⁰ раз), С. И. Вавилов экспериментально показал, что при больших интенсивностях для специально выбранных веществ коэффициент поглощения α уменьшается с ростом интенсивности. Происходит это потому, что для своих опытов Вавилов выбирал вещества у которых молекулы могут сравнительно долго (значительно больше, чем 10^-8 с.) находится в возбужденном состоянии, в котором они не могут поглощать энергию от световой волны. В этом случае закон Бугера нарушается.

Показа́ тельпоглоще́ ния — величина, обратная расстоянию, на котором поток монохроматического излучения, образующего параллельный пучок, уменьшается в результате поглощения в среде в некоторое заранее оговоренное число раз.

Для растворов поглощающих веществ в непоглощающих растворителях показатель поглощения может быть записан как

Для растворов поглощающих веществ в непоглощающих растворителях показатель поглощения может быть записан как

,

где — коэффициент, характеризующий взаимодействие молекулы поглощающего вещества со светом длины волны λ, — концентрация растворённого вещества, моль/л.

 

— показатель поглощения (не путать с безразмерным показателем поглощения , который связан с формулой , где — длина волны.

Коэффицие́ нтпропуска́ ния — безразмерная физическая величина, равная отношению потока излучения , прошедшего через среду, к потоку излучения , упавшего на её поверхность:

В общем случае значение коэффициента пропускания тела зависит как от свойств самого тела, так и от угла падения, спектрального состава и поляризации излучения.

Опти́ ческаяпло́ тность — мера ослабления света прозрачными объектами (такими, как кристаллы, стекла, фотоплёнка) или отражения света непрозрачными объектами (такими, как фотография, металлы и т.д.).

Вычисляется как десятичный логарифм отношения потока излучения падающего на объект, к потоку излучения прошедшего через него (отразившегося от него), т. е. это есть логарифм от величины, обратной к коэффициенту пропускания (отражения).

 

Спектр поглощения — зависимость показателя поглощения вещества от длины волны (или частоты, волнового числа, энергии кванта и т. п.) излучения. Он связан с энергетическими переходами в веществе. Для различных веществ спектры поглощения различны.

Измерения спектров поглощения могут проводиться как с источником белого света так и с источниками монохроматического излучения.

Для почти свободных атомов и молекул в разрежённых газах оптический спектр поглощения состоит из отдельных спектральных линий и называется линейчатым.

Разным веществам соответствуют разные спектры поглощения, что позволяет использовать спектроскопические методы для определения состава вещества. Для твёрдых веществ спектры поглощения непрерывны, но встречаются и отдельные линии.

Колориметрия — это метод количественного определения содержания веществ в растворах, либо визуально, либо с помощью приборов, таких как колориметры.

Колориметрия может быть использована для количественного определения всех тех веществ, которые дают окрашенные растворы, или могут быть, с помощью химической реакции, дать окрашенное растворимое соединение. Колориметрические методы основываются на сравнении интенсивности окраски исследуемого раствора, изучаемого в пропущенном свете, с окраской эталонного раствора, содержащего строго определенное количество этого же окрашенного вещества, или же с дистиллированной водой/

 

 

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: