ГДЗ по физике, 9 класс, Перышкин, номер 46.2: Глаз и зрение

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо рассмотреть глаз как оптическую систему. Мы проанализируем путь лучей света от предмета до сетчатки, используя модель хрусталика как собирающей линзы. Затем опишем свойства получаемого изображения и механизм его восприятия мозгом.

Вычисление и обоснование:

1. Механизм формирования изображения. Глаз человека работает по принципу фотоаппарата или человеческого глаза в геометрической оптике. Световые лучи, исходящие от рассматриваемого предмета, проходят через прозрачные среды глаза: роговицу, водянистую влагу передней камеры, хрусталик и стекловидное тело. Хрусталик вместе с роговицей образует оптическую систему, которая действует как собирающая линза. Лучи преломляются на границах этих сред и собираются в одной точке — фокусе. Для того чтобы изображение было четким, расстояние от оптического центра глаза до сетчатки должно соответствовать фокусному расстоянию системы для данного предмета. Это достигается за счет аккомодации — изменения кривизны хрусталика под действием цилиарной мышцы.

2. Характеристика изображения на сетчатке. Поскольку предмет находится на расстоянии, большем двойного фокусного расстояния (d>2F), согласно законам построения изображений в тонкой собирающей линзе, изображение формируется между фокусом и двойным фокусом с другой стороны линзы. На сетчатке получается следующее изображение:

• Действительное (так как лучи действительно пересекаются в точках изображения);
• Перевёрнутое (верх предмета отображается внизу сетчатки, а низ — вверху);
• Уменьшенное (размер изображения значительно меньше размера самого предмета).

3. Восприятие изображения. Несмотря на то что физическое изображение на сетчатке перевёрнуто, человек видит предметы прямыми. Это связано с тем, что зрительный нерв передает электрические импульсы в головной мозг, где происходит обработка информации. Мозг «переворачивает» изображение обратно, интерпретируя сигналы так, чтобы мы видели мир в привычной ориентации.

Проверка:

Сравним полученную характеристику с известными фактами из курса физики. Если бы изображение было мнимым, оно не могло бы быть спроецировано на экран (сетчатку). Если бы оно было увеличенным, это противоречило бы тому, что маленькие объекты видятся нами крупно только при близком рассмотрении, но на сетчатке они всегда занимают малую площадь. Перевёрнутость подтверждается опытами с очками-инверторами, которые сначала сбивают с толку мозг, но затем он адаптируется. Таким образом, характеристика «действительное, перевёрнутое, уменьшенное» является верной.