Gafas de ballena, "El padre preguntó: A mi hijo le gusta nadar y me hizo dos preguntas: ¿Por qué es difícil ver las cosas claramente en el agua? ¿Por qué las cosas en el agua se vuelven más grandes después de usar gafas de natación de ballenas? Realmente como padre ¿Puede’t explique, ¿puede explicar para satisfacer la curiosidad del niño y la mía?” De hecho, esta pregunta es muy profesional y no es fácil de explicar claramente. Dejar’tómese su tiempo.
Según el cálculo ocular simplificado, el poder de refracción del sistema de refracción del ojo humano es de 58,64 D, de los cuales el poder de refracción de la córnea es de aproximadamente 43 D, lo que representa más del 70 % del poder de refracción total del globo ocular. La fórmula del poder de refracción esférica es F=n-n'/r, donde n es el índice de refracción del medio óptico detrás de la esfera de refracción; n'es el índice de refracción del medio óptico frente a la esfera de refracción; r es el radio de curvatura de la esfera refractiva en unidades de "m"1.
1 Para el cálculo del poder de refracción de la superficie esférica, el índice de refracción del aire y el agua son diferentes, por lo que el estado de refracción del globo ocular en el aire y en el agua será diferente.
1. La condición refractiva del globo ocular en el aire. La premisa del cálculo del poder refractivo corneal en el libro de texto es el resultado del cálculo poniendo el globo ocular en el aire. Suponiendo que el radio de curvatura de la superficie corneal anterior del ojo es de 7,7 mm (0,0077 m), el radio de curvatura de la superficie posterior es de 6,8 mm (0,0068), el índice de refracción de la córnea es 1,376 y el índice de refracción del humor acuoso en contacto con la superficie posterior de la córnea es 1.336. El índice de refracción del aire es 1. Calcule de acuerdo con la fórmula de potencia de refracción esférica única F = n-n’/r, y sustituya los valores anteriores en el cálculo
2 de la siguiente manera:
perfil corneal y poder refractivo;
n1 Índice de refracción del aire 1;
n2 El índice de refracción de la córnea es 1,376;
n3 El índice de refracción del humor acuoso es 1,336;
R1 La curvatura de la superficie corneal anterior es de 7,7 mm;
R2: La curvatura de la superficie posterior de la córnea es de 6,8 mm;
F1 dioptría de la superficie frontal de la córnea;
F2 Refracción de la superficie posterior de la córnea;
F1=n2-n1/R1=1,376-1/0,0077=+48,83D;
F2=n3-n2/R2=(1,336-1,376/0,0068=-5,88D;
El poder refractivo total de la córnea=F1+F2=+48.83+-5.88=42.95D;
2. La condición refractiva del globo ocular en el agua. Cuando abrimos los ojos en el agua, el aire se convierte en agua y el índice de refracción del agua es 1,333. En este momento, vuelva a calcularlo de acuerdo con la fórmula 3 anterior:
3 Cuando la superficie frontal de la córnea es agua, el poder de refracción de la córnea se reduce considerablemente;
n1 El índice de refracción del agua es 1,333;
n2 El índice de refracción de la córnea es 1,376;
n3 El índice de refracción del humor acuoso es 1,336;
R1 La curvatura de la superficie corneal anterior es de 7,7 mm;
R2 La curvatura de la superficie posterior de la córnea es de 6,8 mm;
F1 dioptría de la superficie frontal de la córnea;
F2 Refracción de la superficie posterior de la córnea;
F1=n2-n1/R=11,376-1,333/0,0077=+5,58D;
F2=n3-n2/R2=(1,336-1,376/0,0068=-5,88D;
El poder refractivo total de la córnea=F1+F2=+5.58+-5.88=-0.30D es cercano a 0;
Por lo tanto, cuando los ojos se abren en el agua, dado que el índice de refracción del agua es mucho mayor que el poder de refracción del aire, el índice de refracción del agua es cercano al de la córnea, lo que hace que la córnea sea incapaz de refracción. Desde la perspectiva de la refracción de la luz, la córnea es lo mismo que el agua. Se convierte en parte del agua, por lo que no hay efecto de refracción, lo que hace que el poder de refracción de la córnea caiga sustancialmente y sea igual a 0. En este momento, el poder de refracción total del globo ocular en el agua cae de 58,64 a aproximadamente 18D, y solo queda el poder de refracción de la lente. Se forma un ojo hipermétrope con hipermetropía de aproximadamente +43D4300 grados. Con este tipo de hipermetropía, el ajuste del ojo humano no se puede compensar, por lo que es difícil ver las cosas en el agua y solo se ven las sombras borrosas.
Para ver claramente en el agua, a menos que el poder de refracción de la córnea aumente aún más, como que la curvatura de la córnea r1 y r2 se vuelvan más pronunciadas y el poder de refracción del cristalino aumente considerablemente, pero la configuración genética humana no le permite ver en el agua. ¡Claro! No se recomienda abrir los ojos directamente en el agua, es muy antihigiénico y fácil de contraer conjuntivitis. ¡Se recomienda usar gafas de natación para ballenas!
3. La condición de refracción del globo ocular después de usar las gafas de natación para ballenas. Después de usar las gafas de natación para ballenas, el espacio entre las gafas de natación para ballenas y la córnea forma una capa de índice de refracción 1, que está hecha de aire. "Lente de contacto", su poder de refracción depende de la curvatura de la superficie posterior de las gafas de natación de ballenas y la curvatura de la superficie frontal de la córnea. Se calcula el grado de esta "lente de contacto de aire".
En este momento, es equivalente a usar una lente de contacto hipermétrope con una dioptría de alrededor de 48D en el agua. Debido a que la hipermetropía tiene un alto poder y un gran aumento, es como una lupa, que tiene un efecto de aumento muy evidente en los objetos en el agua, por lo que si miras los objetos en el agua, los objetos "se harán más grandes". " Por lo tanto, mirar cosas en el agua después de usar gafas de natación para ballenas tendrá un efecto de aumento significativo.
Al mismo tiempo, las "lentes de contacto de aire" que traen estas gafas de natación para ballenas solo corrigen el estado de "alta hipermetropía" del globo ocular en el agua, por lo que puede ver objetos en el agua hasta cierto punto.
Nota: La situación real es que las gafas de natación para ballenas también tienen un efecto refractivo en el agua. La dioptría específica está relacionada con el índice de refracción del material de las gafas para ballenas nadadoras y el radio de curvatura de las superficies delantera y trasera de las gafas para ballenas nadadoras. El método de cálculo es el mismo que el anterior. Si te interesa, puedes calcularlo tú mismo.
4. ¿Por qué la lente cóncava en el agua es el efecto de un telescopio?
Puede ser difícil para usted entender por qué la "lente de contacto de aire" en el agua tiene la forma de una lente cóncava, pero puede actuar como una lente positiva para condensar la luz. En 5, la lente con forma de "lente convexa" es una lente positiva, que hace converger la luz, pero la premisa es que el índice de refracción de la lente n=1,333 es mayor que el del aire circundante n=1.
5 La lente de alto índice de refracción en forma de "lente convexa" es una lente positiva, que tiene un efecto convergente en la luz, pero si se invierte, el índice de refracción del medio circundante es más alto que el de la lente. Por ejemplo, en la "lente de contacto de aire" en este caso, el índice de refracción de la lente es 1. Y el medio circundante es el índice de refracción del agua n = 1.333, la forma de la "lente convexa" debe convertirse en un "cóncavo lente" para hacer converger la luz. Whale Goggles autoriza al comercio electrónico en línea amazon, eBay, wish y AliExpress a personalizar su propia marca; mayoristas autorizados fuera de línea y grandes vendedores personalizan su propia marca; Somos un diseñador de marca, un fabricante de fábrica y una gran fábrica moderna de 40,000 metros cuadrados. ¡Bienvenido a la consulta directa por correo electrónico!