随便写个字就能测出近视的度数,这是何原理?眼睛为什么会近视?

你近视吗?你知道自己近视多少度吗?

其实要想知道自己近视的度数非常简单,只需要在一张纸上随便写上一个字,然后将这张纸放在眼前能够看清的地方,接下来慢慢的把这张纸向远处移动,当纸上的字稍显模糊、出现毛边时就停下来,然后测量这张纸与眼睛之间的距离。最后只需要用100除以测量所得的数字便能够得出近视的度数了,假如我们测得的距离为0.5米,那么近视的度数就是200度。现在你可以试一试,看看最终测得的度数是否与你的近视度数一致。

如果测量结果正确,那我们就来说一说这种测量方法的原理是什么,如果不正确,那就再测一次,直到正确为止。

要了解这种测量方法的内在原理,先要弄清楚眼睛为什么会近视。眼睛是一个极其精密的器官,但以物理学的角度来看,它也可以十分简单,事实上眼睛能够看到东西与凸透镜成像的原理是完全一样的。我们知道,当一个物体所发出的光线穿过凸透镜时,会产生汇聚作用,最后光线会在凸透镜后方的某个位置汇聚于一点,这个点就被称之为焦点,光经过凸透镜会在后方形成一个倒立的实像。

随便写个字就能测出近视的度数,这是何原理?眼睛为什么会近视?,第1张

在凸透镜成像的实验中有三个主要的物理量,第一个是物体与凸透镜之间的距离,被称之为“物距”,二是凸透镜与后方屏幕上所形成的影像的距离,被称之为“像距”,第三个则是凸透镜与焦点之间的距离,称之为“焦距”。

这三个物理量之间有着密切的关系,可以表示为1/u+1/v=1/f,其中u代表物距、v代表像距、f代表焦距。我们的眼睛实际上就是一个凸透镜系统,在眼球的前方是晶状体,这就是一个凸透镜。

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当一个物体所发出的光经过晶状体时会产生汇聚,最终在眼球后方的视网膜上成像,于是我们也就看到了这个物体。

但这里面有一个问题,就是眼球的大小是基本固定的,也就是说晶状体到视网膜的距离是固定的,换个说法就是物距是固定的。然而眼睛所看到的东西却是有近有远,也就是物距是不断变化的。物距不断变化,而像距不变,在这种情况下要想看清东西就必须要调整焦距,而眼睛恰好具有这种能力。

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在晶状体的两边存在着一种肌肉,被称为“睫状肌”,睫状肌可以通过收缩和放松来控制晶状体的焦距。

当我们看远处的事物时,睫状肌会放松,于是晶状体变得平坦,焦距变大。当我们看近处的事物时,睫状肌会收紧,于是晶状体变得凸起,焦距变小。如果我们不注意用眼卫生,看书写字时距离长时间过近,就会导致睫状肌持续紧绷,时间一长,睫状肌就锁死了,无法再放松了,于是也就没有办法放大焦距了,自然也就看不清远处的东西了,眼睛就近视了。

明白了眼睛为什么会近视,就可以回过头来说说写字测量近视度数的原理了。

睫状肌无法自由放松就限制了物距的长度,由于每个人近视的程度不同,所以物距的极限也不同,通过上述方法就可以测量出物距的极限到底是多少,物距的倒数就是屈光度,而近视度数就是100倍的屈光度。比如物距是0.5米,屈光度就是1/0.5,度数就是200度。而眼镜是一个凹透镜,它能够在透镜的前方形成一个正立的虚像,这就等于将远处的物体给拉近了。假如一个近视的人能够看清楚的极限物距是0.5米,那么只需要戴上一个200度的眼镜就可以将远处的物体在前方0.5米的位置形成一个虚像,自然也就能看清了。

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