Очки и линзы.

Очки в нашем мире считаются одним из атрибутов умного человека. Однако, немногие знают, когда они были изобретены и почему разным людям нужны разные очки.
Очки и линзы.
Что такое линза и почему ее можно использовать для исправления дефектов зрения.

Линзой обычно называют прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями. (Встречаются линзы, у которых только одна поверхность сферическая, а другая — плоская.

Однако и плоскую поверхность можно рассматривать как сферическую, если считать, что она имеет бесконечно большой радиус кривизны.) Хорошо известным свойством линзы является ее способность изменять определенным образом направление падающих на нее лучей света. Почему это происходит?

Еще в древности люди заметили, что свет, переходя из одной прозрачной среды в другую (например из воздуха в воду или стекло), меняет свое направление или, как говорят, преломляется. Примеры преломления света легко может наблюдать каждый. Например, если мы опустим карандаш в стакан с водой, так что половина его будет в воде, а половина в воздухе, а потом посмотрим на стакан сбоку, нам покажется, что карандаш надломлен в той части, которая приходится на границу воздуха и воды. В линзах луч преломляется дважды один раз входя в нее, а второй раз — выходя. Меняя различным образом кривизну линзы, можно добиться разных эффектов преломления. Так, одни линзы могут собирать свет в точку, а другие, наоборот, рассеивать его. Причем линзы, у которых середина толще, чем края, являются собирающими, а те, у которых середина тоньше краев — рассеивающими.

Самая важная особенность линзы, на которой основаны все ее оптические свойства — это способность фокусировать свет, то есть собирать лучи света, исходящие из какой-либо точки снова в одну точку. А поскольку любой предмет можно себе представить как совокупность бесконечного множества точек, линза создает не только изображение любой точки предмета, но и всего предмета в целом. Однако изображение в линзе не будет точным повторением предмета — оно, во-первых, будет перевернутым и, во-вторых, будет отличаться размерами. Причина заключается в том, что расстояние от линзы до предмета и расстояние от изображения до линзы не равны друг другу. Если, например, расстояние от линзы до изображения в пять раз больше, чем расстояние от линзы до предмета, то изображение будет в пять раз больше, чем сам предмет. Этим объясняется хорошо известная всем способность линзы увеличивать изображения предмета, делать его более удобным для рассмотрения. Причем, чем больше кривизна линзы (чем меньше ее фокусное расстояние), тем сильнее она увеличивает. Если же, наоборот, расстояние до предмета больше, чем расстояние до изображения, то изображение получается уменьшенным.

Точка, в которой лучи света сходятся после преломления в собирающей линзе, называется фокусом, а расстояние от центра линзы до фокуса — ее фокусным расстоянием. Чем больше кривизна линзы, то есть чем меньше радиус сферических поверхностей, образующих линзу, тем короче ее фокусное расстояние. Рассеивающая линза тоже имеет свой фокус — им называют ту точку, в которой сходятся продолжения рассеиваемых линзой лучей.

Четкие изображения предметов получаются только тогда, когда они проецируются на плоскость, проходящую через фокус линзы и перпендикулярную ее главной оптической оси (главной оптической осью линзы называют прямую, проходящую через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу). Известно, что глаз человека представляет собой оптическую систему. Лучи света, попадающие в глаз, преломляются на поверхности роговицы и хрусталика.

Хрусталик — это прозрачное слоистое тело, похожее на линзу. Особая мышца может менять форму хрусталика, делая его то менее, то более выпуклым. Благодаря этому хрусталик то увеличивает, то уменьшает свою кривизну и вместе с ней фокусное расстояние. В целом оптическую систему глаза можно рассматривать как собирающую линзу с переменным фокусным расстоянием, проецирующую изображение на сетчатку. Если предмет находится очень далеко, изображение получается на сетчатке нормального глаза без какого бы то ни было напряжения мышцы хрусталика. Когда же предмет приближается, происходит сжатие хрусталика и уменьшение фокусного расстояния настолько, что плоскость изображения снова совмещается с сетчаткой.

Таким образом, глаз находится в нормальном (расслабленном) состоянии, когда он смотрит вдаль. Однако у многих людей глаза создают в ненапряженном состоянии изображение удаленного предмета не на сетчатке, а перед ней. В результате изображение каждой точки предмета проецируется на сетчатку не в виде точки, а в виде кружочка. Предмет расплывается. Такие люди не могут видеть четко удаленные предметы, но зато хорошо видят те, что находятся вблизи. Этот дефект зрения называется близорукостью. Аналогичная ситуация возникает тогда, когда изображение удаленных предметов получается за сетчаткой. Этот дефект называется дальнозоркостью.

Дальнозоркий человек хорошо видит далекие предметы, но не может различить те, что находятся вблизи. Оба эти недостатка исправляются с помощью очков. При близорукости нужны очки с рассеивающими линзами. Пройдя через такую линзу, лучи света фокусируются хрусталиком точно

на сетчатку. Поэтому близорукий человек, вооруженный очками, может рассматривать удаленные предметы, как и человек с нормальным зрением. Дальнозоркость тоже исправляется очками, но только с собирающими линзами. Очки, являясь очень простым оптическим прибором, приносят людям, имеющим дефекты зрения, огромное облегчение в повседневной жизни. Не имея очков, эти люди постоянно ощущали бы свою ущербность, а при сильно развитой близорукости или дальнозоркости могли бы оказаться на положении инвалидов.

В последние десятилетия, когда дефекты зрения (особенно близорукость) стали чрезвычайно распространенным явлением, очками в том или ином возрасте начинает пользоваться едва ли не каждый человек. Поэтому очевидно, что очки должны быть отнесены к числу величайших технических изобретений. Хотя конструкция их очень проста, появились очки сравнительно поздно — только во времена средневековья, когда научились производить высококачественное, прозрачное и однородное стекло. Между тем со свойствами линз люди познакомились намного раньше — еще на заре цивилизации.

В древности линзы изготовляли из прозрачных камней — прежде всего, из горного хрусталя и берилла. Много таких линз было обнаружено при раскопках в Египте, Греции, Месопотамии, Италии. Несколько линз нашли при раскопках легендарной Трои (возраст этих последних определяют примерно в 2500 лет до Р.Х.). Небольшая линза из хрусталя, изготовленная около 1600 года до Р.Х., найдена в развалинах Кносского дворца на Крите. Самые первые линзы из стекла, датируемые приблизительно V-IV веками до Р.Х., обнаружены в Саргоне (Месопотамия). В более поздние времена стеклянные линзы стали изготовлять чаще. Однако нет ни одного упоминания, что линзу уже тогда использовали как оптический инструмент. Хотя до нас дошло несколько древних сочинений по оптике, ни в одном из них нет сообщения, что линзы применялись для исправления дефектов зрения. Нет даже ни одного свидетельства, что линзы использовались в качестве увеличительного стекла (лупы) при выполнении каких-нибудь мелких работ (например, изготовления гемм), несмотря на то

В древности линзы изготовляли из прозрачных камней — прежде всего, из горного хрусталя и берилла. Много таких линз было обнаружено при раскопках в Египте, Греции, Месопотамии, Италии. Несколько линз нашли при раскопках легендарной Трои (возраст этих последних определяют примерно в 2500 лет до Р.Х.). Небольшая линза из хрусталя, изготовленная около 1600 года до Р.Х., найдена в развалинах Кносского дворца на Крите. Самые первые линзы из стекла, датируемые приблизительно V-IV веками до Р.Х., обнаружены в Саргоне (Месопотамия). В более поздние времена стеклянные линзы стали изготовлять чаще. Однако нет ни одного упоминания, что линзу уже тогда использовали как оптический инструмент. Хотя до нас дошло несколько древних сочинений по оптике, ни в одном из них нет сообщения, что линзы применялись для исправления дефектов зрения. Нет даже ни одного свидетельства, что линзы использовались в качестве увеличительного стекла (лупы) при выполнении каких-нибудь мелких работ (например, изготовления гемм), несмотря на то что способность линз увеличивать изображения предметов была, конечно же, хорошо известна. Но для чего же тогда были сделаны те древние линзы, о которых шла речь выше? По всей видимости, они служили только в качестве украшения.

Первые очки появились в XIII веке в Италии. В это время итальянские стеклянные мастера считались искуснейшими в мире изготовителями, шлифовальщиками и полировщиками стекла. Особенно славилось венецианское стекло, изделия из которого часто имели очень сложную, замысловатую форму. Постоянно обрабатывая сферические, изогнутые и выпуклые поверхности, то и дело поднося их к глазам, мастера в конце концов заметили оптические возможности стекла. Гениальная мысль соединить две линзы с помощью оправы пришла, согласно легенде, в 1285 году стеклянному мастеру Сальвино Армати из Флоренции. Он же наладил первое производство очков. Ничего более об этом человеке не известно. Однако придуманное им устройство, позволявшее легко и быстро сглаживать дефекты зрения, сейчас же получило распространение.

В самые первые очки вставляли длиннофокусные выпуклые, собирающие линзы, и служили они для исправления дальнозоркости. Гораздо позже было открыто, что с помощью тех же очков, вставив в них вогнутые рассеивающие линзы, можно исправлять близорукость. Первые описания таких очков относятся только к XVI веку.

Кроме того...
Пиво полезно после занятий спортом
Ученые утверждают, что употребление пива после игры в футбол, долгой пробежки или напряженного раунда гольфа...
Бомба в детской
Некоторые игрушки, выпущенные даже известным производителем с безупречным реноме, таят в себе смертельную опасность для играющего ребенка...
Почем фунт гнева
Некоторые эмоции, переживаемые человеком, можно считать почти атавизмом. Причем довольно опасным для здоровья...
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
CBOSS разработал систему удаленной настройки сотовых телефонов
CBOSS разработал систему удаленной настройки сотовых телефонов CBOSS разработал систему удаленной настройки сотовых телефонов
Система удаленной настройки телефонов CBOSSota позволяет автоматически загружать необходимую конфигурацию в телефонный аппарат абонента
Физики разработали теорию "умных микрочипов"
Физики разработали теорию "умных микрочипов" Физики разработали теорию "умных микрочипов"
Физики из Массачусетского технологического института разработали новую теорию, которая, по их словам, открывает путь к созданию "умных" оптических микрочипов
Биометрические технологии - гарантия безопасности
Биометрические технологии - гарантия безопасности Биометрические технологии - гарантия безопасности
Американские чиновники объявили в среду о расширение испытательной программы, с использованием передовых биометрических технологий для идентификации сотен мигрантов
Создана турбина, работающая от воды
Создана турбина, работающая от воды Создана турбина, работающая от воды
Турбины используются повсеместно. Но в то же время поглощают огромное количество энергии, делая затраты на их использование весьма значительными
Первый книжный сканер
Первый книжный сканер Первый книжный сканер
Американская компания Atiz сообщила о начале производства нового необычного продукта — сканера, предназначенного специально для оцифровывания книг. Главное достоинство этого прибора — его быстродействие
Придумано устройство охлаждения напитков безо льда
Придумано устройство охлаждения напитков безо льда Придумано устройство охлаждения напитков безо льда
22-летний студент Кент Ходгсон (Kent Hodgson) из школы дизайна новозеландского университета Мэйсси (School of Design, Massey University) придумал охлаждающее устройство, которое делает свою работу значительно быстрее
Монитор для дальтоников
Монитор для дальтоников Монитор для дальтоников
Японцы в очередной раз поражают своей заботой о людях с различными нарушениями функций организма
Автомобили-роботы уже в городе!
Автомобили-роботы уже в городе! Автомобили-роботы уже в городе!
И снова здравствуйте! Добро пожаловать в будущее! Очередная ступенька к миру роботов пройдена. На сей раз мы дожили до появления машин, которые ездят полностью самостятельно, без человеческого участия
Робот-атлет готов к полету на Луну
Робот-атлет готов к полету на Луну Робот-атлет готов к полету на Луну
Агентство NASA всерьез готовится к очередному покорению Луны, и в этом ей поможет новый робот ATHLETE (All-Terrain Hex-Limbed Extra-Terrestrial Explorer) – аппарат
Впервые получено видео высокой четкости лунной поверхности
Впервые получено видео высокой четкости лунной поверхности Впервые получено видео высокой четкости лунной поверхности
Японское Космическое Исследовательское Агентство (JAXA) в сотрудничестве с вещательной компанией NHK представили видео поверхности Луны высокого разрешения (HDTV), переданное с орбиты
NASA на Сатурне. Часть 9: следы былой катастрофы
NASA на Сатурне. Часть 9: следы былой катастрофы NASA на Сатурне. Часть 9: следы былой катастрофы
Если когда-то у Сатурна не было колец, а потом они возникли из обломков большой луны, то от этой катастрофы должны были остаться следы
Предки человека были больше собирателями, чем охотниками
Предки человека были больше собирателями, чем охотниками Предки человека были больше собирателями, чем охотниками
Шимпанзе ищут съедобные коренья и клубни даже тогда, когда подходящая пища в обилии водится на поверхности земли
Мозг во сне «проигрывает» дневные события с семикратным ускорением
Мозг во сне «проигрывает» дневные события с семикратным ускорением Мозг во сне «проигрывает» дневные события с семикратным ускорением
Американские нейробиологи обнаружили, что в префронтальной коре мозга крысы во время сна происходит семикратно ускоренное воспроизведение серий нервных импульсов, которые наблюдались во время бодрствования
Его хобби. Тест на вашу толерантность
Его хобби. Тест на вашу толерантность Его хобби. Тест на вашу толерантность
Это может быть коллекция марок или бабочек. Машина или компьютер, которой отдается половина свободного времени... Его хобби
Воспоминания о фактах и вымыслах хранятся в разных частях мозга
Воспоминания о фактах и вымыслах хранятся в разных частях мозга Воспоминания о фактах и вымыслах хранятся в разных частях мозга
Человеческий мозг по-разному хранит информацию и воспоминания в зависимости от того, происходили ли эти факты на самом деле или они являются игрой воображения
Ритуалы майя истребили крупных животных
Ритуалы майя истребили крупных животных Ритуалы майя истребили крупных животных
Правящая элита индейцев майя, широко использовавшая ритуальные практики, оказалась виновной в резком уменьшении популяций крупных животных. К такому шокирующему выводу пришла Кити Эмери (Kitty F. Emery)
Украшенная паутина привлекает жертв и хищников
Украшенная паутина привлекает жертв и хищников Украшенная паутина привлекает жертв и хищников
Умение пауков из рода Argiope плести сети с украшениями озадачивало биологов ещё с XIX века. Биологи из тайваньского университета Тунгай (Tunghai University) попытались разобраться
Атмосферные нейтрино покажут точную структуру недр Земли
Атмосферные нейтрино покажут точную структуру недр Земли Атмосферные нейтрино покажут точную структуру недр Земли
Учёные из международного исследовательского коллектива из Испании, США и Японии предложили исследовать строение нашей планеты с помощью атмосферных нейтрино, регистрируемых полярной нейтринной обсерваторией IceCube
Завершился первый этап самого масштабного проекта глубокого бурения
Завершился первый этап самого масштабного проекта глубокого бурения Завершился первый этап самого масштабного проекта глубокого бурения
Цель проекта Chikyu - пробурить земную кору насквозь (до сих пор это никому не удавалось), пробурив шести-семикилометровую скважину
Очки и линзы.
Очки и линзы. Очки и линзы.
Очки в нашем мире считаются одним из атрибутов умного человека. Однако, немногие знают, когда они были изобретены и почему разным людям нужны разные очки
Куда уходят старые носители данных?
Куда уходят старые носители данных? Куда уходят старые носители данных?
Посните, ещё недавно дискета была неизменным атрибутом любого офиса... потом эту роль взял компакт диск. Сейчас эту роль выполняет флэш-карты

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Планета Земля
  • История изобретений
  • Очки и линзы.Очки и линзы.
    Очки в нашем мире считаются одним из атрибутов умного человека. Однако, немногие знают, когда они были изобретены и почему разным людям нужны разные очки
  • Чёрный ящик
  • Воля случая
  • Технологии
  • Техника
  • Автомобили-роботы уже в городе!Автомобили-роботы уже в городе!
    И снова здравствуйте! Добро пожаловать в будущее! Очередная ступенька к миру роботов пройдена. На сей раз мы дожили до появления машин, которые ездят полностью самостятельно, без человеческого участия
  • Первый книжный сканерПервый книжный сканер
    Американская компания Atiz сообщила о начале производства нового необычного продукта — сканера, предназначенного специально для оцифровывания книг. Главное достоинство этого прибора — его быстродействие
  • Придумано устройство охлаждения напитков безо льдаПридумано устройство охлаждения напитков безо льда
    22-летний студент Кент Ходгсон (Kent Hodgson) из школы дизайна новозеландского университета Мэйсси (School of Design, Massey University) придумал охлаждающее устройство, которое делает свою работу значительно быстрее
  • Монитор для дальтониковМонитор для дальтоников
    Японцы в очередной раз поражают своей заботой о людях с различными нарушениями функций организма
  • Космос
071
  • История изобретений