初中物理优生读本57另眼看眼镜

5.7.1 近远视眼镜

相对于眼球的前后径而言,近视眼看远处物体时会聚能力过强,致使像落在了视网膜的前方,故需用凹透镜来矫正;远视眼看近处物体时会聚能力太弱,致使像落在了视网膜的后方,故需用凸透镜来矫正。

从成像的角度看,戴上眼镜后,人眼所看的并不是实际的物体,而是物体通过镜片所成的像。人眼是通过看清“像”来看清“物体”的。

如凹透镜之所以能校正近视,是因为人眼所看到的是物体通过凹透镜所成的正立、缩小的虚像。由凹透镜成像的光路图可知,此虚像到人眼的距离比物体到人眼的距离小。若此虚像处在人眼能看清的范围之内,此虚像通过人眼所成的像就可恰好落在视网膜上。这样,人眼也就“看清”物体了。

物距一定时,近视眼镜的度数越高,物体就被“拉得越近”。忽略镜片到眼球的距离(下同),度的近视眼镜,即-度的眼镜,将无穷远处的物体“移至”眼前1米处;度的近视眼镜,将无穷远处的物体“移至”眼前0.2米处。若一个人能看清的最远的距离是0.2米,那他戴度的近视眼镜就仍会看不清远处的物体。事实上,由透镜成像公式可计算出,戴上度的近视眼镜后,他能看清的最远距离仅为0.25米。因物距越大,物体通过此眼镜所成的像到眼球的距离就越远,故若物体在0.25米开外,则他即使戴上的眼睛也看不清。

需注意的是,物体通过近视眼镜所成的是缩小的像。不仅像比物要小,而且通常小很多。由透镜成像光路图不难看出,物体越远,近视眼镜的度数越高,像缩小的倍数就越大。既如此,为什么戴上近视眼镜并不会影响人们对物体大小的判断呢?

物体看起来的大小,是由视角决定的。虽然远处物体通过近视眼镜所成的像,在尺寸上比物体往往小很多,但由光路图不难看出,像对眼球的视角与物体对眼球的视角却是相等的。正因视角相等,近视眼镜才不会影响人们对物体大小的判断。

虽然大小可用视角来解释,但人眼对距离等的判断,却很难单从光学成像的角度去理解。笔者猜测,戴上眼镜后人眼之所以还能大致正确地“看出”物体的位置,关键是因为“看出”不是人眼的功能,而是大脑皮层加工处理的结果。大脑皮层加工处理的原材料不仅是成在视网膜上的像,而且还有储存在大脑中的各种各样的信息。这一点也许可以通过研究初生婴儿的视觉来检证。没有对位置判断的这种加工处理,绘画、电影、电视等在二维平面表现三维立体的艺术也就不复存在。

同理,凸透镜之所以能校正远视,是因为当物体处在凸透镜的一倍焦距之内时,物体通过凸透镜所成的正立、放大的虚像到透镜的距离比物体到透镜的距离要大。这样一来,远视眼镜也就可将一倍焦距内的近处的物体,“移到”了较远的地方。

在物距一定时,远视眼镜的度数越高,就能将物体移动得越远,如度的远视眼镜仅能将眼前0.2米处的物体“移至”眼前0.25米处,而度的远视眼镜则可将眼前0.2米处的物体“移至”无穷远处。“物体”移到至远视眼能看清的距离,眼睛也就能看清“物体”了。

请读者想想,为什么戴远视眼镜的人看远处物体时,要取下眼镜。




转载请注明:http://www.faxingbb.com/yjxs/12870.html