Модульная единица 3 Оптика, квантовая физика, ионизирующие излучения.

ЗАНЯТИЕ 3.1

ТЕМА: «ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА. БИОФИЗИКА ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА»

Цель занятия: Сформировать у студентов основные понятия геометрической оптики и усвоить материал о биофизических механизмах зрительного анализатора.

Студент должен знать: Виды аберраций линз и компенсацию аберрации оптической системой глаза. Аномалии рефракции глаза и способы их устранения.

Студент должен уметь: Решать физические задачи по данной теме.

Вопросы, рассматриваемые на занятии:

Понятие о геометрической оптике.

Аберрации линз (сферическая аберрация, хроматическая аберрация, дисторсия, астигматизм).

Строение глазного яблока человека.

Глаз как центрированная оптическая система.

Механизм аккомодации глаза.

Разрешающая способность глаза, понятие об остроте зрения.

Компенсация аберраций оптической системой глаза.

Аномалии рефракции глаза (миопия, гиперметропия, пресбиопия), их коррекция.

Решить задачи:

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.

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 увеличится оптическая сила хрусталика. Показатель преломления хрусталика 1,424, в окружающей среде 1,336.

Врачи, прописывают стёкла для очков, выражают их оптическую силу в диоптриях, а в оптических магазинах часто ограничиваются измерением кривизны стёкол, считая, что кривизна стекла равна его оптической силе. Когда такой расчёт будет правильным, если показатель преломления стекла 1,5?

В среде с показателем преломления 1,4321 предельный угол преломления составил 77. Каково значение показателя преломления второй среды?

Показатели преломления двух сред равны 1,5263 и 1,1275. Найти предельный угол преломления.

Найти показатель преломления n₁ раствора, если предельный угол преломления света в среде с показателем преломления n₂ = 1,4564 составляет 55 градусов.

Оптическая сила линзы составляет 5 дптр. Чему равно фокусное расстояние линзы?

Оптическая сила хрусталика для человека с нормальным зрением равна 25 дптр. Показатель преломления 1,4. Вычислите радиусы кривизны хрусталика, если известно, что один радиус кривизны в 2 раза больше другого.

Для линзы с фокусным расстоянием, равным 20 см, найти расстояния до объекта, при которых линейный размер действительного изображения будет: а) вдвое больше, чем размер объекта; б) равен размеру объекта; в) вдвое меньше, чем размер объекта.

Определите оптическую силу для объекта, состоящего из линз с f₁ = 25 см и f₂ = -1 м.

Примеры решения типовых задач по теме:

«Геометрическая оптика. Биофизика зрительного анализатора»

Задача.

Фокусное расстояние у двух линз равны соответственно f₁ = + 40 см, f₂ = - 40 см. Найти их оптические силы.

Дано:

f₁ = + 40 см

f₂ = - 40 см

Найти:

D₁ - ?

D₂ - ?

СИ:

0,4 м

- 0,4 м

Решение:

- собирающая линза.

-рассеивающая линза.

Литература:

Ремизов, А.Н. Медицинская и биологическая физика: учебник / А.Н. Ремизов. – М.: Дрофа, 2010

Ремизов, А. Н. Сборник задач по медицинской и биологической физике: учебное пособие / А.Н. Ремизов, А.Г. Максина. – М.: Дрофа, 2010.

Физика и биофизика. Практикум: учебное пособие для вузов / В.Ф. Антонов и др. – М. ГЭОТАР-Медиа, 2008

Фёдорова, В.Н., Фаустов, Е.В. Медицинская и биологическая физика: учебное пособие для вузов. Курс лекций с задачами. - М.ГЭОТАР-Медиа, 2009.