錢廣來/文
(續(xù)上期)
眾所周知,如果沒有瞳孔,檢影驗光無法進(jìn)行,在檢影驗光中小孔起到了決定性的作用。為了便于理解,筆者用凸透鏡的成像原理來解釋這種現(xiàn)象。
先了解一下凸透鏡成像原理(如圖1)。
圖1
凸透鏡成像原理與焦距、物距、像距3大要素有關(guān),通過圖1可以看出,物體在焦距之外成的像是倒立的,在焦距之內(nèi)成的像是正立的,在焦距之上無法成像。為了便于理解,歸納如下(如圖2):
圖2
在圖1中,在物距不變的前提下移動物體,觀察像的運動方向。試驗證明,物距大于焦距時,像的運動方向與物體的運動方向是相反的,可以理解為逆動;物距小于焦距時,像的運動方向與物體的運動方向是相同的,可以理解為順動。也可以理解為倒立的像是逆動,正立的像是順動。
下面舉例證明虛像的運動方向與物體的運動方向是一致的:
就好比照鏡子,鏡中的圖像就可以理解為正立的虛像,把照鏡子的人可以理解為物,鏡中的人就是像,像與物的運動方向是一致的,這可以理解為順動(如圖3)。
圖3 平面鏡成虛像
小孔成像就是實像逆動的例子,小孔成的像是實像,而且是倒立的,如果試著移動一下小物體,會發(fā)現(xiàn)像會向相反的方向移動。也就是物上移時像就下移,物左移時像就右移,物與像的運動方向總是相反的,在這里可理解為逆動(如圖4)。
圖4 小孔成像
像的運動方向不僅與物體和透鏡間的距離有關(guān),還與光屏和透鏡距離的遠(yuǎn)近有關(guān)。如在模擬眼的試驗基礎(chǔ)上,用平行光線透過凸透鏡照射在光屏之上(如圖5)。
圖5
在圖5中,平行光線射入透鏡后照射到光屏上,然后自上而下由A點移動到B點,再移動到C點時,在焦點之內(nèi)光屏上的像也是自上而下移動,在焦點之外光屏上的像卻是自下而上移動。通過上圖可以看出,光屏在焦距之內(nèi)時像與物呈順動關(guān)系,光屏在焦距之外時像與物呈逆動關(guān)系。
通過以上試驗,下面的情形就容易理解了。
在沒有瞳孔情形下的近視眼,當(dāng)平行光線進(jìn)入眼內(nèi)到達(dá)視網(wǎng)膜上時,因為視網(wǎng)膜在屈光系統(tǒng)焦點之后,所以在視網(wǎng)膜上的光斑與檢影鏡呈逆動關(guān)系。
逆動光斑的圖像在眼屈光系統(tǒng)的焦點之外,再經(jīng)眼屈光系統(tǒng)折射出眼外,檢影者看到的是逆動關(guān)系,兩次逆動事實上也就變成順動。就好比把一件物體倒過來之后,再倒過來一次,也就是相當(dāng)于正立了。
由此說明,在沒有瞳孔的狀態(tài)下,近視眼在進(jìn)行檢影驗光時看到的影動是順動的。
在沒有瞳孔情形下的遠(yuǎn)視眼,當(dāng)平行光線進(jìn)入眼內(nèi)到達(dá)視網(wǎng)膜上時,因為視網(wǎng)膜在屈光系統(tǒng)焦點之內(nèi),所以在視網(wǎng)膜上的光斑與檢影鏡呈順動關(guān)系。順動光斑的圖像在眼屈光系統(tǒng)焦點之內(nèi),再經(jīng)眼屈光系統(tǒng)折射出眼外,檢影者看到的是順動狀態(tài),兩次都是順動,其結(jié)果還是順動狀態(tài)。
這說明眼睛在沒有瞳孔的狀態(tài)下,無論近視還是遠(yuǎn)視,在檢影時都是呈順動狀態(tài),根本就看不出順逆變化,使檢影無法進(jìn)行。
為什么在有瞳孔的狀態(tài)下就能看到順逆影動呢?要想讓檢影進(jìn)行下去,唯一的辦法就是讓人眼視網(wǎng)膜上的圖像無論是近視狀態(tài)還是遠(yuǎn)視狀態(tài)都保持運動方向一致,只有視網(wǎng)膜上的運動方向統(tǒng)一,才能保證檢影者看到不同的影動,才能根據(jù)影動情況來判斷人眼的屈光狀態(tài)。人眼的瞳孔能做到這一點,在瞳孔直徑適當(dāng)大小時會產(chǎn)生特殊的焦深作用,有了焦深就能讓平行光線進(jìn)入人眼視網(wǎng)膜上的像在一定的范圍內(nèi)始終保持順動狀態(tài)。
如果在模擬眼上加上帶小孔的光闌,此時的情況就改變了,模擬眼無論是在近視狀態(tài)下還是在遠(yuǎn)視狀態(tài)下,“視網(wǎng)膜”上光斑都是呈順動狀態(tài),這顯然是光闌產(chǎn)生的作用。當(dāng)然,這個光闌的孔徑是有一定要求的,太大或太小都不能形成順動狀態(tài)。有了不管是近視還是遠(yuǎn)視都能在視網(wǎng)膜上產(chǎn)生順動光斑的這個基礎(chǔ),再進(jìn)行檢影驗光就變得可行了。近視的結(jié)果是順動加逆動,結(jié)果是逆動,遠(yuǎn)視眼的結(jié)果是順動加順動,結(jié)果還是順動,驗光人員可以依據(jù)這些變化進(jìn)行驗光操作了。
不少驗光人員都知道小孔會產(chǎn)生焦深等作用,但小孔能在一定的范圍內(nèi)讓逆動光斑變?yōu)轫槃?,這種現(xiàn)象值得探討。
(全文完)