26.E: Vyombo vya Maono na Macho (Zoezi)

Last updated
Save as PDF

Page ID: 183317

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Maswali ya dhana

26.1: Fizikia ya Jicho

1. Ikiwa lens ya jicho la mtu imeondolewa kwa sababu ya cataracts (kama ilivyofanyika tangu nyakati za kale), kwa nini unatarajia lens ya tamasha ya takriban 16 D kuagizwa?

2. Mtoto wa jicho ni mawingu katika lens ya jicho. Je! Nuru hutawanyika au kuenezwa nayo?

3. Wakati mwanga laser ni kuangaza katika walishirikiana kawaida maono jicho kukarabati machozi na doa kulehemu retina nyuma ya jicho, rays kuingia jicho lazima sambamba. Kwa nini?

4. Nguvu ya lens ya kuwasiliana kavu inalinganishaje na nguvu zake wakati unapumzika kwenye safu ya machozi ya jicho? Eleza.

5. Kwa nini maono yako yanapungua wakati unafungua macho yako wakati wa kuogelea chini ya maji? Je, mask ya uso huwezesha maono wazi?

26.2: Marekebisho ya Maono

6. Imekuwa kawaida kuchukua nafasi ya lens ya jicho la jicho na lens ya ndani. Lens hii ya intraocular inaweza kuchaguliwa ili mtu awe na maono kamili ya mbali. Je! Mtu huyo ataweza kusoma bila glasi? Ikiwa mtu huyo alikuwa karibu, ni nguvu ya lens ya intraocular kubwa au chini ya lens iliyoondolewa?

7. Ikiwa kamba inapaswa kurejeshwa (hii inaweza kufanyika upasuaji au kwa lenses za mawasiliano) ili kurekebisha myopia, lazima curvature yake ifanyike zaidi au ndogo? Eleza. Pia kueleza jinsi hyperopia inaweza kusahihishwa.

8. Kama kuna asilimia fasta kutokuwa na uhakika katika LASIK reshaping ya konea, kwa nini unatarajia wale watu wenye marekebisho makubwa kuwa na nafasi maskini ya maono ya kawaida mbali baada ya utaratibu?

9. Mtu mwenye presbyopia amepoteza baadhi au uwezo wote wa kuzingatia nguvu za jicho. Ikiwa maono ya mbali ya mtu huyo yanarekebishwa na LASIK, je! Bado atahitaji glasi za kusoma? Eleza.

26.3: Maono ya Rangi na Rangi

10. Kitu safi nyekundu kwenye background nyeusi inaonekana kutoweka wakati unaangazwa na mwanga safi wa kijani. Eleza kwa nini.

11. Je, ni rangi gani, na mapungufu yake ni nini?

12. Kuna aina tofauti za upofu wa rangi zinazohusiana na malfunction ya aina tofauti za mbegu. Kwa nini itakuwa muhimu sana kujifunza wale watu wachache ambao ni rangi kipofu tu katika jicho moja au ambao wana aina tofauti ya upofu wa rangi katika kila jicho?

13. Pendekeza njia ya kujifunza kazi ya fimbo peke yake, kutokana na wanaweza kuhisi mwanga juu ya mara 1000 dimmer kuliko mbegu.

26.4: hadubini

14. Optics ya kijiometri inaelezea mwingiliano wa mwanga na vitu vidogo. Kwa nini, basi, ni sahihi kutumia optics ya kijiometri kuchambua picha ya darubini?

15. Picha zinazozalishwa na darubini katika Kielelezo haiwezi makadirio. Je, lenses ziada au vioo mradi ni? Eleza.

16. Kwa nini usiwe na lengo la darubini kuunda picha ya kesi 2 na ukuzaji mkubwa? (Kidokezo: Fikiria eneo la picha hiyo na shida ambayo ingeweza kusababisha kwa kutumia kipande cha macho kama kikuza.)

17. Ni faida gani ambazo malengo ya kuzamisha mafuta hutoa?

18. Je! Ya\(\displaystyle NA\) darubini inalinganishaje na\(\displaystyle NA\) ya fiber ya macho?

26.5: Telescopes

19. Ikiwa unataka darubini yako au darubini ili kuunda picha halisi kwenye skrini, ungebadilishaje uwekaji wa kipaji cha macho kuhusiana na lengo?

26.6: Uharibifu

20. Andika orodha ya aina mbalimbali za kutofautiana. Ni nini kinachowafanya na jinsi gani kila mmoja anaweza kupunguzwa?

Tatizo na Mazoezi

26.1: Fizikia ya Jicho

Isipokuwa ilivyoelezwa vinginevyo, umbali wa lens-to-retina ni 2.00 cm.

21. Nguvu ya jicho ni nini wakati wa kutazama kitu 50.0 cm mbali?

Suluhisho
52.0 D

22. Tumia nguvu ya jicho wakati wa kutazama kitu 3.00 m mbali.

(a) Kuchapishwa katika vitabu vingi huwa na urefu wa 3.50 mm. Je! Ni picha gani ya kuchapishwa kwenye retina wakati kitabu kinafanyika 30.0 cm kutoka jicho?

(b) Linganisha ukubwa wa magazeti na ukubwa wa fimbo na mbegu katika fovea na kujadili maelezo iwezekanavyo inayoonekana katika barua. (Mfumo wa jicho-ubongo unaweza kufanya vizuri kwa sababu ya kuingiliana na usindikaji wa picha ya juu.)

Suluhisho
(a) -0.233 mm
(b) Ukubwa wa fimbo na mbegu ni ndogo kuliko urefu wa picha, hivyo tunaweza kutofautisha barua kwenye ukurasa.

23. Tuseme ubunifu wa mtu fulani ni kwamba anaweza kuona vitu wazi ambavyo huunda picha 4.00 μm juu ya retina yake. Je! Ni umbali gani wa juu ambao anaweza kusoma barua za urefu wa 75.0 cm upande wa ndege?

24. Watu ambao hufanya kazi ya kina sana karibu, kama vile vito, mara nyingi wanaweza kuona vitu wazi kwa umbali wa karibu zaidi kuliko kawaida 25 cm.

(a) Nguvu ya macho ya mwanamke ambaye anaweza kuona kitu wazi kwa umbali wa sentimita 8.00 tu?

(b) Ukubwa wa picha ya kitu cha 1.00 mm, kama vile kuandika ndani ya pete, uliofanyika umbali huu?

Suluhisho
(a) +62.5 D
(b) —0.250 mm
(c) —0.0800 mm

26.2: Marekebisho ya Maono

25. Je! Ni sehemu gani ya mbali ya mtu ambaye macho yake yana nguvu ya utulivu ya 50.5 D?

Suluhisho
2.00 m

26. Je! Ni sehemu gani ya karibu ya mtu ambaye macho yake yana nguvu ya kushughulikiwa ya 53.5 D?

27. (a) Marekebisho ya maono ya laser upya kamba ya mgonjwa wa myopic inapunguza nguvu ya jicho lake kwa 9.00 D, na kutokuwa na\(\displaystyle ±5.0%\) uhakika katika marekebisho ya mwisho. Je, ni aina gani ya diopters kwa lenses za tamasha ambazo mtu huyu anaweza kuhitaji baada ya utaratibu wa LASIK?

(b) Je, mtu huyo alikuwa na macho au aliona mbali kabla ya utaratibu? Unajuaje?

Suluhisho
(a) ± 0.45 D
(b) Mtu huyo alikuwa karibu sana kwa sababu mgonjwa alikuwa myopic na nguvu ilipunguzwa.

28. Katika marekebisho ya maono ya LASIK, nguvu ya jicho la mgonjwa imeongezeka kwa 3.00 D. Kutokana hii inazalisha maono ya kawaida ya karibu, ni nini karibu na mgonjwa kabla ya utaratibu?

29. Ilikuwa ni hatua gani ya awali ya mgonjwa ambaye alikuwa na marekebisho ya maono ya laser ambayo ilipunguza nguvu ya jicho lake kwa 7.00 D, akizalisha maono ya kawaida ya mbali kwa ajili yake?

Suluhisho
0.143 m

30. Mgonjwa mkali wa myopic ana hatua ya mbali ya cm 5.00. Kwa diopters ngapi lazima nguvu ya jicho lake kupunguzwa katika laser maono marekebisho ili kupata kawaida mbali maono kwa ajili yake?

31. Macho ya mwanafunzi, wakati wa kusoma ubao, ana nguvu ya 51.0 D. bodi ni mbali sana na macho yake?

Suluhisho
1.00 m

32. Nguvu ya macho ya daktari ni 53.0 D wakati wa kuchunguza mgonjwa. Jinsi mbali na macho yake ni kipengele kinachunguzwa?

33. Mwanamke mdogo mwenye maono ya kawaida ya mbali ana uwezo wa 10.0% wa kukaa (yaani, ongezeko) nguvu za macho yake. Ni kitu gani cha karibu zaidi anayeweza kuona wazi?

Suluhisho
20.0 cm

34. Sehemu ya mbali ya msimamizi wa myopic ni 50.0 cm. (a) Nguvu ya macho yake ni nini? (b) Ikiwa ana uwezo wa kawaida wa 8.00% wa kumiliki, ni kitu gani cha karibu ambacho anaweza kuona wazi?

35. Mtu wa myopic sana ana hatua ya mbali ya cm 20.0. Nini lens ya mawasiliano ya nguvu (wakati kwenye jicho) itasimamia maono yake ya mbali?

Suluhisho
—5.00 D

36. Kurudia tatizo la awali kwa ajili ya miwani uliofanyika 1.50 cm kutoka macho.

37. Mtu wa myopic anaona kwamba dawa yake ya kuwasiliana na lens ni -4.00 D. ni hatua yake ya mbali gani?

Suluhisho
25.0 cm

38. Kurudia tatizo la awali kwa glasi ambazo ni 1.75 cm kutoka kwa macho.

39. Dawa ya lens ya kuwasiliana kwa mtu mwenye upole ni 0.750 D, na mtu ana karibu na cm 29.0. Nguvu ya safu ya machozi kati ya kamba na lens ikiwa marekebisho ni bora, kwa kuzingatia safu ya machozi?

Suluhisho
—0.198 D

40. Mtu aliye na macho hawezi kuona vitu wazi zaidi ya cm 20 kutoka kwa macho yake. Je, anapaswa kusimama karibu na kioo ili kuona kile anachofanya wakati anapovua?

41. Mama anaona kwamba dawa ya lens ya kuwasiliana na mtoto wake ni 0.750 D. ni nini karibu na mtoto?

Suluhisho
30.8 cm

42. Kurudia tatizo la awali kwa glasi ambazo ni 2.20 cm kutoka kwa macho.

43. Dawa ya lens ya kuwasiliana kwa mtu aliyeonekana ni\(\displaystyle –4.00 D\) na mtu ana kiwango cha mbali cha cm 22.5. Nguvu ya safu ya machozi kati ya kamba na lens ikiwa marekebisho ni bora, kwa kuzingatia safu ya machozi?

Suluhisho
—0.444 D

44. Matokeo yasiyo ya maana

Mvulana ana karibu na cm 50 na hatua ya mbali ya cm 500. Je,\(\displaystyle –4.00 D\) lens sahihi hatua yake mbali na infinity?

26.4: hadubini

45. Darubini yenye ukuzaji wa jumla wa 800 ina lengo ambalo linakuza kwa 200.

(a) Ukuaji wa jicho la macho ni nini?

(b) Ikiwa kuna malengo mengine mawili ambayo yanaweza kutumika, kuwa na ukuzaji wa 100 na 400, ni magnifications gani nyingine ya jumla yanawezekana?

Suluhisho
(a) 4.00
(b) 1600

46. (a) Ni ukuzaji gani unaozalishwa na lengo la darubini la urefu wa 0.150 cm yaani 0.155 cm kutoka kwa kitu kinachotazamwa?

(b) Ukuaji wa jumla ni nini ikiwa kipande cha macho cha 8× (kinachozalisha ukuzaji wa 8.00) kinatumiwa?

47. (a) Wapi kitu haja ya kuwekwa jamaa na darubini kwa 0.500 cm focal urefu lengo kuzalisha ukuzaji wa\(\displaystyle –400\)?

(b) Kipande cha macho cha urefu wa 5.00 cm kinapaswa kuwekwa wapi ili kuzalisha ukuzaji wa mara nne zaidi (4.00)?

Suluhisho
(a) 0.501 cm
(b) Kipande cha macho kinapaswa kuwa 204 cm nyuma ya lens ya lengo.

48. Unabadili kutoka lengo la kuzamishwa\(\displaystyle 1.40NA60×\) mafuta kwa lengo la kuzamishwa\(\displaystyle 1.40NA60×\) mafuta. Je, ni pembe za kukubalika kwa kila mmoja? Linganisha na kutoa maoni juu ya maadili. Ambayo unaweza kutumia kwanza Machapisho eneo lengo juu ya specimen yako?

49. Amoeba ni 0.305 cm mbali na urefu wa 0.300 cm focal Lens lengo la darubini.

(a) Ni wapi picha iliyoundwa na lens lengo?

(b) Ukuaji wa picha hii ni nini?

(c) Kipande cha macho kilicho na urefu wa urefu wa 2.00 cm kinawekwa 20.0 cm kutoka kwa lengo. Ambapo ni picha ya mwisho?

(d) Ni ukuzaji gani unaozalishwa na jicho la macho?

(e) Ukuaji wa jumla ni nini? (Angalia Kielelezo.)

Suluhisho
(a) +18.3 cm (upande wa jicho la lens lengo)
(b) -60.0
(c) -11.3 cm (upande wa lengo la jicho)
(d) +6.67
(e) -400

50. Unatumia darubini ya kawaida na\(\displaystyle 0.10NA4×\) lengo na kubadili\(\displaystyle 0.65NA40×\) lengo. Je, ni pembe za kukubalika kwa kila mmoja? Linganisha na kutoa maoni juu ya maadili. Ambayo unaweza kutumia kwanza Machapisho eneo lengo juu ya specimen yako? (Angalia Kielelezo.)

51. Matokeo yasiyo ya maana

Marafiki wako wanakuonyesha picha kupitia darubini. Wanakuambia kwamba darubini ina lengo na urefu wa 0.500 cm focal na jicho la macho na urefu wa urefu wa 5.00 cm. Ukuaji wa jumla unaozalisha ni 250,000. Je, maadili haya yanafaa kwa darubini?

26.5: Telescopes

Isipokuwa ilivyoelezwa vinginevyo, umbali wa lens-to-retina ni 2.00 cm.

52. Je, ni ukuzaji wa angular wa darubini ambayo ina lengo la urefu wa urefu wa 100 cm na jicho la urefu wa urefu wa 2.50 cm?

Suluhisho -40.0

53. Kupata umbali kati ya lengo na eyepiece lenses katika darubini katika tatizo hapo juu zinahitajika kuzalisha picha ya mwisho mbali sana na mwangalizi, ambapo maono ni zaidi walishirikiana. Kumbuka kwamba darubini hutumika kwa kawaida kutazama vitu vilivyo mbali sana.

54. Darubini kubwa ya kutafakari ina kioo cha lengo na radius ya 10.0 m ya curvature. Ni ukuzaji gani wa angular unaozalisha wakati jicho la urefu wa urefu wa 3.00 cm linatumiwa?

Suluhisho
-167

55. Darubini ndogo ina kioo cha concave na radius 2.00 m ya curvature kwa lengo lake. Kipande chake cha macho ni lens ya urefu wa 4.00 cm.

(a) Ukuaji wa angular wa darubini ni nini?

(b) Ni angle gani inayoingizwa na jua la kipenyo cha kilomita 25,000?

56. \(\displaystyle 7.5×\)binocular inazalisha ukuzaji angular ya\(\displaystyle −7.50\), kaimu kama darubini. (Vioo hutumiwa kufanya picha iwe sawa.) Ikiwa binoculars zina lenses za lengo na urefu wa urefu wa 75.0 cm, ni urefu gani wa lenses za macho?

Suluhisho
+10.0 cm

57. Kujenga Tatizo lako mwenyewe

Fikiria darubini ya aina inayotumiwa na Galileo, kuwa na lengo la mbonyeo na jicho la concave kama ilivyoonyeshwa kwenye Kielelezo (a). Jenga tatizo ambalo unahesabu eneo na ukubwa wa picha iliyozalishwa. Miongoni mwa mambo ya kuchukuliwa ni urefu wa focal wa lenses na uwekaji wao wa jamaa pamoja na ukubwa na eneo la kitu. Thibitisha kwamba ukuzaji wa angular ni mkubwa kuliko moja. Hiyo ni, angle iliyopigwa kwa jicho kwa picha ni kubwa zaidi kuliko angle iliyowekwa na kitu.

26.6: Uharibifu

58. Dhana Jumuishi

(a) Wakati wa marekebisho ya maono ya laser, kupasuka kwa muda mfupi wa mwanga wa 193 nm ultraviolet inafanyika kwenye kamba ya mgonjwa. Inafanya doa 1.00 mm kwa kipenyo na amana 0.500 mJ ya nishati. Tumia kina cha safu iliyopangwa, kwa kuzingatia tishu za kamba zina mali sawa na maji na ni mwanzo\(\displaystyle 34.0ºC\). Joto la tishu linaongezeka\(\displaystyle 100ºC\) na kuenea bila ongezeko la joto zaidi.

(b) Je, jibu lako lina maana kwamba sura ya kamba inaweza kudhibitiwa vizuri?

Suluhisho
(a)\(\displaystyle 0.251μm\)
(b) Ndiyo, unene huu unamaanisha kuwa sura ya kamba inaweza kudhibitiwa vizuri sana, huzalisha maono ya kawaida ya mbali zaidi ya 90% ya wagonjwa.

Wachangiaji na Majina

Template:ContribOpenStaxCollege