ランダムな単語を書くだけで近視の度合いを測ることができます。原理は何ですか？なぜ目は近視になるのでしょうか？

あなたは近視ですか？自分がどれくらい近視なのか知っていますか？

実は、近視の度合いを知るのはとても簡単です。紙に単語を書いて、その紙を目の前に置き、はっきりと見えるところに置いて、ゆっくりと紙を遠ざけます。紙の文字が少しぼやけて、角が粗くなったら、止めて、紙と目の間の距離を測ります。最後に、測定値を 100 で割って近視の度数を求めます。測定距離が0.5メートルの場合、近視の度数は200度になります。今、それを試してみて、最終的に測定された度数があなたの近視の度数と一致しているかどうかを確認できます。

測定結果が正しければ、この測定方法の原理についてお話ししましょう。正しくない場合は、正しくなるまで再度測定します。

この測定方法の基本原理を理解するには、まず目が近視になる理由を理解する必要があります。目は非常に洗練された器官ですが、物理学の観点から見ると、非常に単純なものでもあります。実は、目の視覚は凸レンズによる像形成の原理とまったく同じなのです。物体から放射された光が凸レンズを通過すると、収束効果が発生することが知られています。最終的に、光は凸レンズの後ろのどこかの一点に収束します。この点を焦点と呼びます。光が凸レンズを通過すると、その後ろに倒立した実像が形成されます。

凸レンズ結像実験には、主に 3 つの物理量があります。 1 つ目は物体と凸レンズの間の距離で、これを「物体距離」と呼びます。 2つ目は、凸レンズとその後ろのスクリーン上に形成される像との間の距離であり、「像距離」と呼ばれます。 3つ目は凸レンズと焦点の間の距離で、「焦点距離」と呼ばれます。

これら 3 つの物理量の間には密接な関係があり、1/u+1/v=1/f と表すことができます。ここで、u は物体距離、v は像距離、f は焦点距離を表します。私たちの目は実際には凸レンズシステムです。眼球の前には凸レンズである水晶体があります。

物体から発せられた光が水晶体を通過すると、光は収束し、最終的に眼球の後ろの網膜に像を形成し、私たちはその物体を見ることができます。

しかし、ここで問題があります。それは、眼球の大きさは基本的に固定されており、つまり、レンズから網膜までの距離が固定されており、言い換えれば、物体距離が固定されているということです。しかし、目で見るものは近いものも遠いものもあり、つまり物体間の距離は常に変化しています。物体までの距離は変化し続けますが、像までの距離は変化しません。この場合、物をはっきりと見るためには焦点を調整する必要があり、目にはそのような能力が備わっています。

水晶体の両側には毛様体筋と呼ばれる筋肉があり、これが収縮したり弛緩したりすることで水晶体の焦点距離を調節することができます。

遠くの物を見ると、毛様体筋が弛緩し、水晶体が平らになり、焦点距離が長くなります。近くのものを見ると、毛様体筋が緊張し、水晶体が膨らんで焦点距離が短くなります。目の衛生に注意を払わず、近すぎる距離で長時間読書や書き込みをすると、毛様体筋が緊張したままになります。時間が経つと、毛様体筋はロックされて弛緩できなくなるため、焦点距離を拡大することはできません。当然、遠くのものがはっきり見えなくなり、目が近視になってしまいます。

目が近視になる理由がわかったので、文字で近視を測定するという原理に戻ってみましょう。

毛様体筋が自由に弛緩できないと、物体までの距離が制限されます。近視の程度は人によって異なるため、物体距離の限界も異なります。上記の方法を使用して、物体距離の限界を測定することができます。物体距離の逆数がディオプターであり、近視の度数はディオプターの100倍になります。たとえば、物体距離が 0.5 メートルの場合、視度は 1/0.5、度数は 200 度になります。メガネは凹レンズであり、レンズの前に正立した虚像を形成でき、遠くの物体を近づけるのと同じです。近視の人がはっきりと見ることができる最大距離が 0.5 メートルである場合、200 度のメガネをかけるだけで、目の前の 0.5 メートルにある遠く​​の物体の虚像が形成され、自然にはっきりと見えるようになります。

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