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使用显微镜与望远镜时如何预防近视眼?

来源:目致远 保护视力预防近视网

  1. 显微镜、望远镜与眼镜影响视力的相似性
  2. 显微镜、望远镜和人眼形成的复合系统的成像过程
  3. 如何给显微镜和望远镜调焦才能保护视力?

显微镜、望远镜与眼镜影响视力的相似性

对于人眼来说,显微镜、望远镜与眼镜的功能是相似的:它们都是利用一些折射曲面来影响与补充人眼的光学系统,让人清晰地看见所看物体。我们知道,眼镜对视力的影响是极大的。配戴近视眼镜不恰当,眼睛的近视程度会急剧加深;而使用雾视镜,则有助于预防近视眼。同样地,如何使用显微镜与望远镜对视力的影响也是极大的。增加目镜、物镜与所看物体相互之间的距离都有助于保护视力。

人眼可以看成是一个由不同折射曲面组成的组合透镜,其功能是让从所看物体发射来的光线在视网膜上形成一个实像(即让每一点发出来的进入眼睛的光线都各自汇聚成恰好落在视网膜上的特定的一点),从而让人看清物体。这就对各个折射曲面的曲度与相对距离以及它们距视网膜与物体的距离形成了特定的要求。当所看物体与视网膜之间的距离发生变化时,这一组合透镜也要进行相应的调整才能继续看清物体。对于人眼来说,这一调整主要是通过睫状肌的收缩与舒张来实现的。睫状肌能够在多个层面上调节人眼的光学系统,包括调节晶状体的凸度、晶状体到视网膜的距离甚至角膜的曲度。

在使用外在的透镜(比如显微镜、望远镜与眼镜)时,如果将人眼与外在的透镜仍然仅仅看成是一个组合透镜,那么看清物体的整个成像过程是类似的。唯一的区别是,这时有了更多的相互依赖的折射曲面,有了更多的可以调节的参数,各个可调节部分必须相互协调才能看清楚物体。比如,如果增加外在透镜的凸度(减小凹度),眼睛本身就必须减小自身的凸度(放松睫状肌)才能继续看清物体。

显微镜、望远镜和人眼形成的复合系统的成像过程

不过,显微镜与望远镜在调节的过程中改变的通常并不是其透镜的凸度,而是各透镜、眼睛与所看物体相互之间的距离,从而也能影响最终所成的实像到视网膜的距离,决定是否能清晰成像与眼睛需要做出的调节。如果其焦距没有调节好,那么就可能让眼睛相当于戴上了一个度数很高的近视眼镜,促使近视程度的急剧增加。因此,使用显微镜与望远镜时绝不是看清物体就够了的。关键的问题是,在看清楚物体的范围内,应该继续怎样调节才能减小人眼的负担,保护视力?当然,要更好地理解这一过程并恰当地调好焦距,就必须首先理解这一复合系统是如何成像的。

光学显微镜与望远镜都是由主要的两部分组成,一个是物镜(靠近所看物体),一个是目镜(靠近眼睛)。物镜的作用是将从所看物体发射来的光折射形成一个位于目镜与物镜之间的实像,而人眼所看的实际上就是这个实像。这一实像的位置由物镜及其与所看物体之间的距离决定,与目镜的位置无关。物镜与所看物体之间的距离越远,这一实像距物镜的距离也就越近。而目镜的作用是将由这一实像发射来的光进一步汇聚,让更多的光线进入眼睛(给人的感觉即是进一步放大了物体),并分担人眼为看清这一实像所需要的凸度(因为这一实像距人眼是相当近的,要看清所需要的凸度也相当高)。

如何给显微镜和望远镜调焦才能保护视力?

显微镜和望远镜是类似的。要保护视力,总的原则和正常的用眼原则是一致的:增加眼睛(目镜可以看成是眼睛的一部分)到物镜所成的实像之间的距离。要实现这一点的方法包括:1. 增加目镜和物镜之间的距离(因为物镜决定了其实像的位置),这一点对显微镜和望远镜都是适用的;2. 增加所看物体到物镜的距离,这一点仅对显微镜适用(即增加载物台到物镜之间的距离)。另一种简单的理解方式是,目镜和物镜都可以看成是人眼的一部分,增加它们到所看物体之间的距离就可以保护视力。