6. Оптика. А) Глаз и оптические приборы.

6.1. На плосковыпуклую линзу падает пучок лучей, параллельный ее оптической оси. Какой стороной, пло­ской или выпуклой, целесообразно ориентировать линзу к падающему свету для уменьшения сферической абер­рации?

6.2. Чем объяснить, что при искусственном расшире­нии зрачка с помощью лекарства глаз начинает хуже раз­личать предметы?

6.3. Характерны ли для оптической системы глаза сферическая и хроматическая аберрации?

6.4. Чем в основном обусловлено преломление свето­вых лучей, проникающих в глаз,– роговицей, хрустали­ком или стекловидным телом?

6.5. Чем объяснить, что человек, находясь в воде, да­же очень чистой, плохо различает предметы?

6.6. Какой человек будет лучше видеть предметы под водой – страдающий близорукостью или дальнозоркостью?

6.7. Сможет ли видеть человек с нормальной остротой зрения, если у него удалить хрусталик? Чем будет от­личаться его зрение от зрения челове­ка с нормальными глазами, если не прибегать к коррекции?

6.8. Во сколько раз изображение предмета на сетчатке глаза меньше самого предмета, находяще­гося на расстоянии 30 м от наблюдателя? Фокусное расстояние оптической системы глаза принять рав­ным 1,5 см.

6.9. При наличии набора пробных очковых стекол для определения оптической силы неизвестного стекла поль­зуются методом нейтрализации, сущность которого за­ключается в совмещении стекол и получении пары, экви­валентной плоскопараллельной пластинке. Как можно убедиться, что достигнута нейтрализация? Чему равна оптическая сила линзы, если нейтрализация получилась с линзой +5 дптр?

6.10. При исследовании переднего отдела глазного яб­лока матовая электрическая лампа помещается на 40 см впереди и слева от пациента. Линзой в 20 дптр направля­ют пучок бокового света на роговицу. На каком расстоя­нии от лампочки должна быть расположена линза, чтобы получить наибольшую освещенность минимального участ­ка роговицы?

6.11. Наибольшее расстояние, с которого человек может прочитать текст книги, 80 см, а наименьшее 25. Оп­ределить, на сколько изменяется при этом оптическая си­ла его глаз.

6.12. При исследовании глаза используется лупа оптической силой 12 дптр, которая дает возможность при яр­ком боковом освещении рассмотреть детали переднего отдела глазного яблока. На каком расстоянии от гла­за пациента необходимо расположить лупу? Во сколь­ко раз будут увеличены рассматриваемые элементы глаза?

6.13. Почему угловое увеличение лупы возрастает для людей, глаза которых плохо приспосабливаются к рас­сматриванию близких предметов? Видят ли такие лица, пользуясь лупой, более мелкие детали, чем лица с хорошей аккомодацией глаз на близкие предметы?

6.14. Вогнуто-выпуклая очковая линза с показателем преломления 1,5 имеет радиус кривизны выпуклой по­верхности 12 см, вогнутой – 18 см. Определить фокусное расстояние линзы

6.15. Показатель преломления стекла для красных лучей спектра (λ=760 нм) равен 1,510, а для фиоле­товых (λ=360 нм) – 1,531. Определить расстояние меж­ду фокусами для красных и фиолетовых лучей двояко­выпуклой линзы с радиусами кривизны поверхностей 15 см

6.16. При максимальной аккомодации радиус кривиз­ны передней поверхности хрусталика изменяется от 10 до 5,5 мм, задней – соответственно от 6 до 5,5 мм. На сколь­ко при этом увеличивается оптическая сила хрусталика? Показатель преломления хрусталика 1,424, окружающей среды 1,336.

6.17. Врачи, выписывая очки, выражают оптическую силу стекол в диоптриях, а в оптических магазинах ино­гда ограничиваются измерением кривизны стекол, считая, что кривизна стекла соответствует его оптической силе. Когда такой метод будет правильным, если показатель преломления стекла 1,5?

6.18. Двояковыпуклая линза с радиусами кривизны 4 и 5 см изготовлена из стекла с показателем пре­ломления 1,5. Определить оптическую силу линзы. Во сколько раз увеличение линзы при использовании ее в качестве лупы будет больше для нормального глаза, чем для близорукого при расстоянии наилучшего зрения 18 см?

6.19. Почему человек с нормальным зрением, надевший достаточно сильные очки для дальнозорких глаз, ви­дит окружающие предметы неотчетливо?

6.20. Пределы аккомодации у близорукого человека лежат между 10 и 25 см. Определить, как изменятся эти пределы, если человек наденет очки, оптическая сила линз которых – 4 дптр?

6.21. На сколько изменяется оптическая сила глаза, для которого дальняя точка ясного зрения находится в бесконечности, а ближняя на расстоянии 10 см?

6.22. На каком расстоянии близорукий человек может читать без очков мелкий шрифт, если он обычно пользу­ется очками с оптической силой – 4 дптр?

6.23. Глаз дальнозоркого человека аккомодирует, не напрягаясь, на расстоянии 50 см. Какова должна быть оптическая сила очков, чтобы предел аккомодации был понижен до 20 см?

6.24. Для людей, страдающих дальнозоркостью, изго­товляются бифокальные очки, у которых верхняя часть каждого стекла предназначена для зрения вдаль, а ниж­няя – для чтения или рассматривания предметов на близком расстоянии. Какие бифокальные очки были бы удобны для дальнозоркого человека, расстояние наилуч­шего зрения которого 80 см?

6.25. Как должны работать люди, пользующиеся очка­ми, с микроскопом: смотреть в окуляр через очки или без них?

6.26. Найти фокусное расстояние объектива микро­скопа, дающего увеличение в 500 раз, если фокусное рас­стояние окуляра 4 см, а длина тубуса 20 см.

6.27. В микроскопе главное фокусное расстояние объектива 5 мм, окуляра 25 мм. Во сколько раз увеличится изображение предмета, находящегося от объектива на расстоянии 5,2 мм, при рассматривании его нормальным глазом? Какова будет при этом длина тубуса?

6.28. Диаметр бактерии 7,5 мкм. Определить диаметр изображения при использовании микроскопа, если фокус­ные расстояния объектива и окуляра соответственно 4 и 24 мм. Предметное стекло расположено на расстоянии 4,2 мм от оптического центра объектива.

6.29. Определить увеличение микроскопа с фотонасадкой, если фокусные расстояния объектива и окуляра соответственно 18,2 и 36 мм. Длина тубуса 150 мм, а рас­стояние от окуляра до фотопластинки 13 см.

6.30. При фотографировании биологического препарата с помощью микрофотонасадки его размер на фотопла­стинке оказался равным 5 мм. Определить истинный раз­мер препарата, если фокусные расстояния объектива и окуляра соответственно 18,2 и 17 мм. Расстояние препарата от объектива 20,2 мм, а расстояние фотопластинки от окуляра 14 см.