Визначення роздільної здатності ока

1. Розрахувати роздільну здатність людського ока.
2. Розрахувати усереднену відстань між чутливими клітинами ока.

Роздільна здатність ока як оптичної системи залежить від діаметра зіниці. Якщо перед оком розташований непрозорий екран з отвором, діаметр якого менший за діаметр зіниці, то роздільна здатність ока зменшується внаслідок дифракції світла на отворі.

Для проведення дослідження необхідно підготувати об’єкт спостереження і ряд отворів різного діаметра в непрозорому екрані. Для спостереження можна використовувати аркуш паперу з двома чорними точками на відстані 1 мм одна від одної. Як перешкоду можна використати аркуш паперу, в якому голкою проколюють отвори діаметром 0,3, 0,5, 1,0, 1,5 і 2,0 мм. Виконувати вимірювання зручно вдвох. Один з експериментаторів спостерігає крізь отвір чорні точки, а другий вимірює максимальну відстань від ока спостерігача до аркуша з точками, за якої крізь цей отвір дві точки ще видно роздільно.

1. Візьміть один аркуш паперу та нанесіть олівцем дві точки на відстані 1 мм.
2. Візьміть другий аркуш паперу та голкою проштрикніть у ньому отвори різного діаметру d.
3. Встановіть перед правим оком аркуш паперу з отворами і спостерігайте крізь отвір діаметром 0,3 мм дві точки на іншому аркуші білого паперу. Поступово віддаляючись від аркуша паперу, визначте максимальну відстань, за якої дві точки ще не зливаються в одну, а видні роздільно. Занесіть результат вимірювань до таблиці.
4. Такі самі дії виконайте з отворами діаметром 0,5, 0,1, 1,5 і 2,0 мм. Результати вимірювань занесіть до таблиці.

1. Беручи відстань l між точками, що дорівнює 1 мм = 10^-3 м, за довжину дуги кола, а відстань від ока до аркуша паперу – за радіус кола R, обчисліть мінімальну кутову відстань φ між точками при спостереженні крізь отвори з діаметром 0,3, 0,5, 1,0, 1,5 і 2,0 мм за формулою

  (1).

2. Побудуйте графік залежності роздільної здатності ока φ від діаметра отвору в папері d.
3. Встановивши значення кута φ, яке практично не зменшується при подальшому збільшенні діаметра отвору в аркуші перед оком, оцініть лінійні розміри світлочутливих елементів сітківки ока – колбочок. У розрахунках можна прийняти, що відстань від рогівки до сітківки ока складає 18 мм, і вважати, що два точкових джерела світла реєструються оком як роздільні, якщо відстань між їхніми зображеннями на сітківці перевищує подвоєний діаметр колбочки.
4. Проведіть спостереження і розрахунки для правого і лівого ока.