生活科普:隨便寫個字就能測出近視的度數,這是何原理?眼睛為什么會近視?
來源:科學信仰
發布時間:2023-03-03
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你近視嗎?你知道自己近視多少度嗎?

其實要想知道自己近視的度數非常簡單,只需要在一張紙上隨便寫上一個字,然后將這張紙放在眼前能夠看清的地方,接下來慢慢的把這張紙向遠處移動,當紙上的字稍顯模糊、出現毛邊時就停下來,然后測量這張紙與眼睛之間的距離。最后只需要用100除以測量所得的數字便能夠得出近視的度數了,假如我們測得的距離為0.5米,那么近視的度數就是200度?,F在你可以試一試,看看最終測得的度數是否與你的近視度數一致。

如果測量結果正確,那我們就來說一說這種測量方法的原理是什么,如果不正確,那就再測一次,直到正確為止。

要了解這種測量方法的內在原理,先要弄清楚眼睛為什么會近視。眼睛是一個極其精密的器官,但以物理學的角度來看,它也可以十分簡單,事實上眼睛能夠看到東西與凸透鏡成像的原理是完全一樣的。我們知道,當一個物體所發出的光線穿過凸透鏡時,會產生匯聚作用,最后光線會在凸透鏡后方的某個位置匯聚于一點,這個點就被稱之為焦點,光經過凸透鏡會在后方形成一個倒立的實像。

在凸透鏡成像的實驗中有三個主要的物理量,第一個是物體與凸透鏡之間的距離,被稱之為“物距”,二是凸透鏡與后方屏幕上所形成的影像的距離,被稱之為“像距”,第三個則是凸透鏡與焦點之間的距離,稱之為“焦距”。

這三個物理量之間有著密切的關系,可以表示為1/u+1/v=1/f,其中u代表物距、v代表像距、f代表焦距。我們的眼睛實際上就是一個凸透鏡系統,在眼球的前方是晶狀體,這就是一個凸透鏡。

當一個物體所發出的光經過晶狀體時會產生匯聚,最終在眼球后方的視網膜上成像,于是我們也就看到了這個物體。

但這里面有一個問題,就是眼球的大小是基本固定的,也就是說晶狀體到視網膜的距離是固定的,換個說法就是物距是固定的。然而眼睛所看到的東西卻是有近有遠,也就是物距是不斷變化的。物距不斷變化,而像距不變,在這種情況下要想看清東西就必須要調整焦距,而眼睛恰好具有這種能力。

在晶狀體的兩邊存在著一種肌肉,被稱為“睫狀肌”,睫狀肌可以通過收縮和放松來控制晶狀體的焦距。

當我們看遠處的事物時,睫狀肌會放松,于是晶狀體變得平坦,焦距變大。當我們看近處的事物時,睫狀肌會收緊,于是晶狀體變得凸起,焦距變小。如果我們不注意用眼衛生,看書寫字時距離長時間過近,就會導致睫狀肌持續緊繃,時間一長,睫狀肌就鎖死了,無法再放松了,于是也就沒有辦法放大焦距了,自然也就看不清遠處的東西了,眼睛就近視了。

明白了眼睛為什么會近視,就可以回過頭來說說寫字測量近視度數的原理了。

睫狀肌無法自由放松就限制了物距的長度,由于每個人近視的程度不同,所以物距的極限也不同,通過上述方法就可以測量出物距的極限到底是多少,物距的倒數就是屈光度,而近視度數就是100倍的屈光度。比如物距是0.5米,屈光度就是1/0.5,度數就是200度。而眼鏡是一個凹透鏡,它能夠在透鏡的前方形成一個正立的虛像,這就等于將遠處的物體給拉近了。假如一個近視的人能夠看清楚的極限物距是0.5米,那么只需要戴上一個200度的眼鏡就可以將遠處的物體在前方0.5米的位置形成一個虛像,自然也就能看清了。



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