Lidské tělo jako předmět fyzikálního měření

Podobné dokumenty
Ústav fyzikálního inženýrství Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně GEOMETRICKÁ OPTIKA. Přednáška 10

λ λ λ λ c n2 n = n = ; n n c v

Přehled vztahů k problematice jednoduchého úročení a úrokové sazby

stručná osnova jarní semestr podzimní semestr

a my chceme data proložit nějakou hladkou funkcí, která by vystihovala hlavní vlastnosti dat, ale ignorovala malé fluktuace a nepřesnosti.

stručná osnova jarní semestr podzimní semestr

1 POPISNÁ STATISTIKA V PROGRAMU MS EXCEL

OKRUŽNÍ A ROZVOZNÍ ÚLOHY: OBCHODNÍ CESTUJÍCÍ. FORMULACE PŘI RESPEKTOVÁNÍ ČASOVÝCH OKEN

veličiny má stejný řád jako je řád poslední číslice nejistoty. Nejistotu píšeme obvykle jenom jednou

Základy optického zobrazení

základním prvkem teorie křivek v počítačové grafice křivky polynomiální n

1. K o m b i n a t o r i k a

1.7.4 Těžiště, rovnovážná poloha

8.2.1 Aritmetická posloupnost

3. Sekvenční obvody. b) Minimalizujte budící funkce pomocí Karnaughovy mapy

8.2.1 Aritmetická posloupnost I

4 DOPADY ZPŮSOBŮ FINANCOVÁNÍ NA INVESTIČNÍ ROZHODOVÁNÍ

Laboratorní práce č. 4: Úlohy z paprskové optiky

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického odporu

sin n sin n 1 n 2 Obr. 1: K zákonu lomu

23. Mechanické vlnění

8.1.3 Rekurentní zadání posloupnosti I

ODRAZ A LOM SVTLA. Odraz svtla lom svtla index lomu úplný odraz svtla píklady

3 - Póly, nuly a odezvy

2 STEJNORODOST BETONU KONSTRUKCE

9.3.5 Korelace. Předpoklady: 9304

MATEMATICKÁ INDUKCE. 1. Princip matematické indukce

Deskriptivní statistika 1

Konec srandy!!! Mocniny s přirozeným mocnitelem I. Předpoklady: základní početní operace

je konvergentní, právě když existuje číslo a R tak, že pro všechna přirozená <. Číslu a říkáme limita posloupnosti ( ) n n 1 n n n

Geometrická optika. Zákon odrazu a lomu světla

FUNKCÍ JEDNÉ REÁLNÉ PROMĚNNÉ PRVNÍ DIFERENCIÁL

12. N á h o d n ý v ý b ě r

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í Z F Y Z I K Y

b c a P(A B) = c = 4% = 0,04 d

Závislost slovních znaků

Vytápění BT01 TZB II - cvičení

Permutace s opakováním

Klasická pravděpodobnost

17. Statistické hypotézy parametrické testy

Zformulujme PMI nyní přesně (v duchu výrokové logiky jiný kurz tohoto webu):

Základní pojmy Zobrazení zrcadlem, Zobrazení čočkou Lidské oko, Optické přístroje

Petr Šedivý Šedivá matematika

je konvergentní, právě když existuje číslo a R tak, že pro všechna přirozená <. Číslu a říkáme limita posloupnosti ( ) n n 1 n n n

Laboratorní práce č. 10 Úloha č. 9. Polarizace světla a Brownův pohyb:

10.3 GEOMERTICKÝ PRŮMĚR

Užití binomické věty

Interference. 15. prosince 2014

Vztahy mezi základním souborem a výběry. Základní pojmy a symboly. K čemu to je dobré? Výběrové metody zkoumání

Napíšeme si, jaký význam mají jednotlivé zadané hodnoty z hlediska posloupností. Zbytek příkladu je pak pouhým dosazováním do vzorců.

5.3.4 Využití interference na tenkých vrstvách v praxi

Funkce. RNDr. Yvetta Bartáková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

Matice. nazýváme m.n reálných čísel a. , sestavených do m řádků a n sloupců ve tvaru... a1

jsou reálná a m, n jsou čísla přirozená.

Aritmetická posloupnost, posloupnost rostoucí a klesající Posloupnosti

OVMT Přesnost měření a teorie chyb

MATICOVÉ HRY MATICOVÝCH HER

P. Girg. 23. listopadu 2012

Iterační výpočty projekt č. 2

1.3. POLYNOMY. V této kapitole se dozvíte:

1 ROVNOMĚRNOST BETONU KONSTRUKCE

2 IDENTIFIKACE H-MATICE POPISUJÍCÍ VEDENÍ Z NAMĚŘENÝCH HODNOT

PŘÍKLAD NA PRŮMĚRNÝ INDEX ŘETĚZOVÝ NEBOLI GEOMETRICKÝ PRŮMĚR

DIFERENCIÁLNÍ POČET FUNKCE JEDNÉ PROMĚNNÉ. 1) Pojem funkce, graf funkce

Statistika. Jednotlivé prvky této množiny se nazývají prvky statistického souboru (statistické jednotky).

OPTIKA Optické přístroje TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

Cavendishův pokus: Určení gravitační konstanty,,vážení Země

Zobrazení čísel v počítači

6 Intervalové odhady. spočteme aritmetický průměr, pak tyto průměry se budou chovat jako by pocházely z normálního. nekonečna.

České vysoké učení technické v Praze. Fakulta dopravní. Semestrální práce. Statistika

Fabryův-Perotův rezonátor

Abstrakt: Úloha seznamuje studenty se základními pojmy geometrické optiky

Kapitola 12: Zpracování dotazů. Základní kroky ve zpracování dotazů

Příklady k přednášce 9 - Zpětná vazba

Úloha III.S... limitní

Geometrická optika. Vznikají tak dva paprsky odražený a lomený - které spolu s kolmicí v místě dopadu leží v jedné rovině a platí:

3.1 OBSAHY ROVINNÝCH ÚTVARŮ

DERIVACE FUNKCÍ JEDNÉ REÁLNÉ PROM

Úloha II.S... odhadnutelná

Měření indexu lomu pevných látek a kapalin refraktometrem

Odhady parametrů 1. Odhady parametrů

Přednáška VI. Intervalové odhady. Motivace Směrodatná odchylka a směrodatná chyba Centrální limitní věta Intervaly spolehlivosti

Permutace s opakováním

OPTICKÉ VLASTNOSTI OKA. ROZKLAD SVĚTLA HRANOLEM 1. OPTICKÉ VLASTNOSTI OKA

Komplexní čísla. Definice komplexních čísel

Základy korelační analýzy

UPLATNĚNÍ ZKOUŠEK PŘI PROHLÍDKÁCH MOSTŮ

Seznámíte se s pojmem Riemannova integrálu funkce jedné proměnné a geometrickým významem tohoto integrálu.

4.2 Elementární statistické zpracování Rozdělení četností

Název: Čočková rovnice

Vzorový příklad na rozhodování BPH_ZMAN

7. Analytická geometrie

Instalační manuál inels Home Control

odhady parametrů. Jednostranné a oboustranné odhady. Intervalový odhad střední hodnoty, rozptylu, relativní četnosti.

Gullstrandovo schématické oko

Definice obecné mocniny

OPTIMALIZACE AKTIVIT SYSTÉMU PRO URČENÍ PODÍLU NA VYTÁPĚNÍ A SPOTŘEBĚ VODY.

ZÁKLADNÍ POJMY OPTIKY

Odhad parametru p binomického rozdělení a test hypotézy o tomto parametru. Test hypotézy o parametru p binomického rozdělení

Gullstrandovo schématické oko

Transkript:

Veleth ápadů uitelů yziky 8 Lidské tělo jako předmět yzikálího měřeí ŠTĚPÁNKA KUBÍNOVÁ Kateda yziky, PřF UHK Abstakt Laboatoí páce by měly být edílou souástí výuky yziky. Vyuující se však asto setkávají s edostatkem pomůcek a ezájmem ze stay žáků. Jak lze tedy povést laboatoí páce sado, zábavě a s využitím poutavého příběhu? Nechte žáky vypavit se apříklad po stopách zloiu a vypátat pachatele i vyzkoušet si paktiky oího lékaře. Laboatoí páce a téma optika V deší době ejsou býle u lověka ic eobvyklého, alespoň a teí je používá již zaá ást populace. Každý tedy ví, že oky býlí jsou chaakteistické především svou optickou mohutostí udávaou v dioptiích, ať kladých i zápoých. Vědí však studeti jaká je vlastí optická mohutost oka? Jak vziká v oku obaz? Jak je možé, že lověk vidí ostře a blízko i a dálku? Nechme je si to vypoítat, případě změřit po své vlastí oi v ámci laboatoí páce. Optická soustava lidského oka Zeptáme-li se studetů a iomace týkající se lidského oka, asto ejsou ai schopi říci jeho spávé ozměy, atož optickou mohutost. Nosí-li apříklad ěkdo býle s pěti dioptiemi, pokládají to studeti již za zaou optickou mohutost. Co tedy řekou, zjistí-li přibližou optickou mohutost svého oka? Zkusme ejpve optickou mohutost oka vypoítat pomocí modelu, a ásledě změřit. Existuje ěkolik modelů lidského oka, kteé umožňuji poměě přesý, ale zjedodušeý popis zobazováí předmětu okem. Po aše úely použijeme kombiaci Gullstadova modelu a Emsleyova-Gaova schematického modelu oka. [] Při vytvářeí obazu musí světelý papsek pojít až k sítici, místu vytvořeí obazu, tyřmi ůzými optickými postředími. Těmito postředími jsou ohovka, komoová voda, oka a sklivec. Každé z ich má odlišé optické vlastosti, kteé si budeme yí chaakteizovat pomocí půměých hodot zdavého oka. Rohovka má tva vypukloduté oky a lze ji popsat těmito paamety: Polomě křivosti vější plochy = 7,7 mm Polomě křivosti vitří plochy = 6,8 mm Idex lomu ohovky =,376 Tloušťka ohovky d = 0,5 mm Komoová voda vyplňuje předí oí segmet o hloubce zhuba,7 mm. Idex lomu =,336 59

Veleth ápadů uitelů yziky 8 Oí oka uguje v oku jako spojá oka. Lze jí chaakteizovat podobě jako lupu ablízko zvětšuje, a dálku keslí zmešeé převáceé obázky. Zak využívá pouze tuto duhou vlastost. Zakřiveí oí oky eí stejé a obou staách, předí plocha je méě vykleutá ež zadí. Čoku lze tedy popsat paamety: Polomě zakřiveí předí plochy oky Polomě zakřiveí zadí plochy oky R = 0 mm R = - 6 mm Idex lomu oky emá stejou hodotu v jejím jádu a a okaji, ve výpotech se používá půměá hodota =,46 Rosolovitá hmota sklivce vyplňuje celý zadí segmet oka. Sklivec chaakteizujeme pouze jeho idexem lomu, kteý je stejý jako v případě komoové vody. Idex lomu sklivce s =,336 Optickou soustavu oka si lépe představíme za pomoci ásledujícího ákesu. ohovka oka sítice komoová voda zakový ev Nákes Optické složky oka sklivec = s s Nákes Zobazovací systém oka 60

Veleth ápadů uitelů yziky 8 Na zaátku laboatoí páce se můžeme žáků zeptat, co všecho zají o lidském oku, a s jejich pomocí vytvořit ákes podobý ákesu.. Zjistíme, zda žáci vědí, kteé ásti lidského oka tvoří zobazovací apaát a jak vlastí obaz v oku vziká. Při zjišťováí ástí tvořících optickou soustavu oka keslíme ákes., jež poslouží jako model po ásledující výpoet optické mohutosti oka. Výpoet optické mohutosti oka Optickou soustavu oka ozdělíme a dvě ásti ohovku a oí oku. Rohovka je zhuba 0,5 mm silá vypuklodutá oka z jedé stay obklopeá vzduchem a z duhé stay komoovou vodou. Po výpoet její optické mohutosti použijeme ovice po tlustou oku. Pod pojmem tlustá oka, espektive je oka ozumíme dvojici cetovaých lámavých kulových ploch o uitém idexu lomu, vořeých do postředí o ůzých idexech lomu. Tlustá oka je jedozaě zadaá idexy lomu, paamety obou kulových ploch (středy S a poloměy ) a vzdáleostí jejich vcholů d. Tlustá oka je v podstatě složeá cetovaá zobazovací soustava, dílími zobazovacími soustavami jsou obě lámavé kulové plochy. [] Optická mohutost oky je ova převáceé hodotě ohiskové vzdáleosti oky, tedy. Poto musíme ejpve uit ohiskovou vzdáleost ohovky jako celku. Vyjdeme z ásledujících vztahů po tlustou oku []:. Po ohiskové vzdáleosti jedotlivých lámavých ploch ohovky platí:.. Po optický iteval tlusté oky platí ásledující vztah: d. Po dosazeích a ásledých úpavách dostaeme vztah po optickou mohutost ohovky ve tvau: d Po íselém dosazeí jedotlivých hodot 43 D. 6

Veleth ápadů uitelů yziky 8 Obdobě budeme postupovat i v případě oí oky, kdy se však jedá o dvojvypuklou oku obklopeou postředím o stejém idexu lomu. Tím se vypoet zaě zjedoduší. Po ohiskové vzdáleosti dvou lámavých ploch bude platit []:. R. R R R A ásledě po optickou mohutost oky: d R R R R Po íselém dosazeí je hodota optické mohutosti oky ova 7,5 D. Celkovou optickou mohutost oka získáme pouhým seteím hodot ohovky a oí oky, jelikož uvažujeme, že jsou cetovaé a těsě a sebe aléhají. Zdavé lidské oko má tedy dle ašeho výpotu 60,5 dioptií. Výpoet optické mohutosti oka pomocí měřeí koveí vzdáleosti Již víme přibližou hodotu optické mohutosti lidského oka, yí se pokusíme uit tuto veliiu po aše oi pomocí měřeí. Koveí vzdáleostí se myslí vzdáleost předmětu od eakomodujícího oka (ezaostřeého oka), kdy se předmět zobazuje a sítici ejostřeji. Po tuto úlohu potřebujeme list papíu s tištěým textem běžé velikosti a délkové měřidlo. Měřeí bude pobíhat celkem třikát po pavé oko, levé oko a obě oi souasě. Zakyjte si jedo oko a uchopte list papíu s textem do uky, kteá je a stejé staě těla jako otevřeé oko. Oko ezaostřujte, spíše se pokuste o koukaí do dálky. Přibližujte a oddalujte uku s textem, dokud alezete místo ejostřejšího viděí. Změřte vzdáleost mezi tímto místem a okem, jedá se pávě o ou koveí vzdáleost. Měřeí povedeme i po zbylé dva uvedeé případy. Pokládejme optický systém oka za jedu spojou oku, před kteou je předmět umístě v koveí vzdáleosti a obaz se vytváří a sítici, zhuba 7 mm od této oky. [] Je uté dát pozo a zamékovou koveci. Pokud zapíšeme zámé hodoty, obdžíme: a = koveí vzdáleost v metech (měla by dosahovat hodot 0,5 0,3 m) a = 7 mm = 7.0-3 m Po výpoet použijeme zobazovací ovici oky: a a Neí přeapeím, že každé oko může mít jiou optickou mohutost. 6

Veleth ápadů uitelů yziky 8 Měřeí akomodace oka Lidské oko je schopé zobazovat ostře předměty blízké i vzdáleé. Vytvořeí obazu předmětu v ůzé vzdáleosti před okem je umožěo změou optické mohutosti uvedeého dioptického systému oka, tzv. akomodací. Jaký ozsah akomodace v dioptiích lze opět staovit měřeím. Lidské oko ozlišuje dva okajové body bod daleký a bod blízký. Bod daleký zázoňuje ejvzdáleější předmět, jež může ještě oko vidět ostře. Teto bod by se u zdavého oka měl teoeticky alézat v ekoeu. Neí tedy uté jej měřit. Naopak bod blízký zaí ejblíže oku umístěý předmět, kteý ještě eí ozmazaý. Vzdáleost bodu blízkého budeme měřit. [] Opět použijeme papí s textem běžé velikosti, postupě jej budeme přibližovat k oku až do okamžiku, kdy bude text aposledy jasě itelý. Zde se achází blízký bod a jeho vzdáleost od oka změříme. Měřeí můžeme povést opět po každé oko zvlášť i obě oi souasě. Zjištěou hodotu dosadíme do ovice: a d a b akomodaí amplituda, kde a b ozauje bod blízký a a d bod daleký. Hodoty dosazujeme v metech, aby výsledek byl v dioptiích. Jelikož a d je ovo ekoeu, abývá duhý zlomek v ovici hodoty ula. Akomodaí amplituda se měí s věkem, jak ukazuje ásledující obázek. Obázek 3 Závislost akomodaí amplitudy a věku [] Liteatua [] KUCHYNKA, Pavel. Oí lékařství..vyd. Paha: Gada, 007, [40], 768 s. ISBN 978-80-47-638. [] KALUS, Reé. Tivium z optiky. Vyd.. Ostava: Ostavská uivezita, 004, 07 s. ISBN 80-704-999-. 63