Sbírka fyzikálních pokusů

Krátkozrakost a dalekozrakost

Pokus číslo: 1685

• Cíl pokusu

  Tento pokus žákům ukáže, jak lze korigovat krátkozrakost a dalekozrakost.

• Teorie

  Oko, jeden ze smyslových orgánů, je pro člověka nejdůležitějším optickým přístrojem. Z hlediska paprskové optiky můžeme oko považovat za spojnou optickou soustavu s měnitelnou ohniskovou vzdáleností. Na sítnici uvnitř oka se pomocí oční čočky zaostří obraz předmětů, které se nacházejí v různých vzdálenostech před okem. Tento obraz je skutečný, zmenšený a převrácený.

  Vznik ostrého obrazu na sítnici je umožněn akomodací oka, při které se dle potřeby mění ohnisková vzdálenost oční čočky. Rozsah vzdáleností, na které se může oko akomodovat, je určen dalekým a blízkým bodem. Při pohledu do dalekého bodu, který je v nekonečné vzdálenosti, je akomodace oka minimální. Naopak při pohledu do blízkého bodu, kdy ještě vidíme ostře, je akomodace maximální. Mezi nejčastější odchylky od vlastností normálního oka patří krátkozrakost a dalekozrakost.

  Krátkozraké oko má blízký bod posunutý blíže k oku a daleký bod v konečné vzdálenosti. Člověk s takovým okem tedy špatně vidí na dálku. Obraz předmětu vzniká před sítnicí. Tato oční vada se koriguje pomocí rozptylek, které sníží optickou mohutnost celé soustavy.

  Dalekozraké oko má daleký bod v nekonečnu a blízký bod ve větší vzdálenosti od oka. Dalekozraký člověk vidí špatné blízké předměty. Optická mohutnost oční čočky je příliš malá. Tuto oční vadu korigují spojky.

• Pomůcky

  Optická lavice, držáky čoček, spojky s ohniskovými vzdálenostmi 10 cm a 20 cm, rozptylka s ohniskovou vzdáleností -30 cm, čtvrtka, nůžky, zdroj světla, stínítko.

• Postup

  1. Pomocí čtvrtky si vyrobíme clonku, ve které vystřihneme jedničku.

  2. Na optickou lavici umístíme zdroj světla, vyrobenou clonku s jedničkou, spojku s f = 20 cm a stínítko.

  Akomodace oka

  3. Čočkou posunujeme mezi stínítkem a clonkou tak, abychom našli na stínítku ostrý obraz.

  4. Přiblížením clonky blíže ke spojce se obraz rozostří.

  5. Výměnou čočky za spojku s f = 10 cm se obraz znovu zaostří. Pokud nebude ostrost dostačující, můžeme doostřit mírným posunutím clonky.

  Krátkozraké oko

  6. Použijeme spojku s f = 10 cm a clonku od ní posuneme dál, aby se obraz rozostřil.

  7. Pomocným stínítkem se přesvědčíme, že ostrý obraz vzniká před stínítkem.

  8. Před spojku přidáme rozptylku s f = -30 cm, čímž se obraz na stínítku opět zaostří.

  Dalekozraké oko

  9. Použijeme spojku s f = 20 cm a zaostříme obraz na stínítku.

  10. Clonku přiblížíme ke spojce, čímž se obraz rozostří.

  11. Před spojku přidáme další spojku s f = 10 cm a na stínítku uvidíme opět ostrý obraz.

• Vzorový výsledek

  Následující videa ukazují akomodaci oka, krátkozrakost a dalekozrakost.

  Akomodace oka

  Krátkozrakost

  Dalekozrakost

• Technické poznámky

  • Doporučuji provést si celý pokus předem a najít vhodné nastavení vzdáleností, kdy je ve všech případech ostrý obraz. Při poznamenání si všech vzdáleností pak samotný pokus nezabere příliš času.

  • Do čtvrtky si můžeme vystřihnout libovolný obrazec, pokud ovšem zvolíme nějaký nesymetrický (jako je jednička), bude na stínítku vidět, že je převrácený.

  • Jako stínítko můžeme použít zeď, místo pomocného stínítka např. ruku nebo sešit.

• Metodické poznámky

  • V praxi se krátkozrakost i dalekozrakost koriguje brýlemi se správným typem čočky.

  • U brýlí se míra korekce udává pomocí optické mohutnosti v dioptriích, což je převrácená hodnota ohniskové vzdálenosti uváděné v metrech.

• Odkaz na související úlohu

  Dalekozrakostí se zabývá úloha Vzdálenost knihy při čtení bez brýlí.