眼睛接收来自环境的光或物体反射的光,然后通过一系列过程,将光聚焦到视网膜上形成图像。 还记得初高中的课本上说,调节光折射的主要结构是镜片。 当时我感觉光线主要是在镜头里折射的。 事实上,主要折射光线的是角膜,因为从空气到角膜的两种介质的折射率相差最大,所以对光线的折射作用更强。 然而,当光线通过角膜时,内部晶状体和玻璃体的主要成分是水,因此光线穿过它们时,折射效果不是很明显。
角膜屈光度
图 1:光折射
想象一下你在晚上看着一颗星星。 恒星发出的光是从四周发出的,但由于距离较远,进入我们眼睛的光几乎都是平行光。 但我们看到的是一个点,而不是充满视野的光点。 这是因为光线经过眼睛折射并会聚到视网膜上的一点。
图2:平行光穿过角膜、晶状体和玻璃体到达视网膜
我们知道,光从一种介质传递到另一种介质时会发生折射,除非光线垂直于两种介质之间的界面。 如图2所示,当光线以一定的曲率通过角膜时,就会会聚(如果你想知道为什么会聚而不是发散,可以看看初中课本上关于凸透镜的部分),最终这些光线会汇聚到一点(焦点)光折射,焦点到折射面的距离称为焦距。 角膜曲率越大(角膜越弯曲),焦距越小,也就是说角膜的屈光度越大(下面附图2焦距和屈光度的计算公式) 。 角膜的屈光度约为42,这意味着平行光经过角膜折射后,会汇聚到角膜后方0.024m处。 如果大家有兴趣的话,可以将下面的角膜屈光度与我们所戴眼镜的屈光度进行比较。 你就会知道角膜并不是那么重要。
通过镜头调节光线
图3:近处物体视网膜成像的光路
当被观察的物体较远时,镜片也会对光线的折射产生一定的影响。 但当被观察物体距离观察者小于9m时,透镜的折射作用就变得更加明显。 图 3a 给出了附近物体反射的光到达角膜、折射并到达视网膜的简化图。 与远处的物体不同,来自附近物体的光以发散状态进入眼睛,因此需要额外的调节。
正如我们之前提到的,睫状肌在晶状体周围形成一个环。 在适应过程中光折射,睫状肌收缩,从而减少纤维环内的面积并减少悬韧带的张力。 因此,由于其天然弹性,镜片变得更圆、更厚,从而增加了屈光力。 相反,睫状肌的松弛使小带韧带的张力增加,晶状体被拉伸成扁平状。
镜片的这种调节能力一般会随着年龄的增长而下降,而我们不健康的屏幕阅读习惯也会改变这种调节能力。 当我们眼睛的调节能力下降时,我们就需要使用人工眼镜来调节光线。
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瞳孔调节光线的方式与角膜晶状体不同。 它调节在不同光强度的环境下通过瞳孔的光量。 你可以在黑暗的浴室里对着镜子看你的瞳孔,然后突然打开灯看看你的瞳孔如何变化。 瞳孔的调节运动涉及视网膜、脑干神经元和控制瞳孔周围肌肉的脑干神经元之间的相互作用。 一个有趣的现象是,当我们只对一只眼睛照射强光时,两只眼睛的瞳孔会同时收缩。 如果脑干存在严重的神经系统疾病,这种现象可能会消失,所以这种现象可以作为判断指标。
当瞳孔因外界环境光强度过强而收缩时,会产生另一种效果,即我们的眼睛能观察到的景深变大(类似于相机中,减小光圈可以增加景深)场)。 为了帮助您理解,想象两个地方,一处离您较近,一处较远。 当你的眼睛适应较近的点时,远处的点会在视网膜上形成一个模糊的点。 如果瞳孔收缩,模糊点的大小也会减小。 此时,光斑会更接近一点,而远处光斑的图像会更清晰。
想象
图 4:一只眼睛的视野
水平握住笔,闭上左眼,用右眼看前方的一点。 将笔水平向右移动,直到笔消失。 重复实验并将笔水平向右、向上和向下移动。 笔消失的位置就是笔消失的点。 字段限制。 请注意,在图4中,在视网膜中形成的图像是完全倒置的图像,即左右、上下。
视力
眼睛辨别两个相邻点的能力称为视敏度( )。 视力取决于几个因素,但主要取决于视网膜上光感受器的分布和眼睛屈光的准确性。
图 5:视角。 视网膜上的距离可以通过视角来测量。
视网膜上的距离可以用视角来描述。 月亮所成的角度约为0.5°; 拇指与伸出的手臂形成的角度约为1.5°,拳头形成的角度约为10°。 眼睛可以区分在一定视角下会聚的点。 医院里的视力表(C型视力表和E型视力表)就是根据这个来测量我们的视力的。 一般认为:
= 1/角度。
但我还是不明白我们平时所说的眼睛有多少度数是什么意思。 我希望有人能帮我解释一下。