Kurs ishining predmeti - Farg‘ona davlat universiteti fizika texnika fakulteti

Kurs ishining predmeti:
Mavzuga oid ilmiy va metodik ma’lumotlarni
o’rganish va tahlil qilish, “Refraksiya hodisasi. Tabiatdagi optik hodisalar”
mavzusini o’rganish davomida bilim va ko’nikmani oshirish.
Kurs ishining tuzilmasi:
Ushbu “Refraksiya hodisasi. Tabiatdagi optik
hodisalar” mavzusidagi kurs ishi Kirish qismi, 2 bob, 4 ta bo’lim, xulosa va
foydalanilgan adabiyotlardan iborat.
6
I BOB. REFRAKSIYA HODISASI
Odam ko‘zi o‘ziga xos optik asbob bolib, u optikada alohida o‘rin tutadi.
Bu, birinchidan, ko‘p optik asboblarning ko‘z sezishiga mo‘ljallangani,
ikkinchidan, odamning (va hayvonning) ko‘zi evolyutsiya jarayonida
taqsimlashgan biologik sistema sifatida, bionika doirasida optik sistemalarni
loyihalash va yaxshilashga doir ba’zi g‘oyalarni vujudga keltirishi bilan
tushuntiriladi.
1.1-§. Ko‘zning optik sistemasi va uning ba‘zi xususiyatlari
Ko‘z tibbiyotchilar uchun faqat funksional buzilish va kasallanish
qobiliyatiga ega bo‘lgan a’zo hisoblanmay, balki ba’zi ko‘zga taalluqli bo‘lmagan
boshqa kasalliklar to‘g‘risidagi axborot manbai hamdir
Ko‘rish tizimiga tushgan yorug‘lik elektr impulsiga aylanadi va u ko‘rish
nervlari orqali miyadagi markaziy nerv tizimiga beriladi. Fotoretseptorlar
sezgirligi juda yuqori bo‘lib, unga tushgan kuchsiz yorug‘likni ham elektr
impulsiga aylantirib beradi. Yorug‘lik ta'sirida retseptor hujayralarida ma'lum
biokimyoviy reaksiyalarni hosil qildiradi va harakat potensiali yuzaga keladi.
Ko‘z nafaqat elektromagnit to‘lqinni qabul qiladi, balki ularni farqlay oladi
ham. Buyum tasvirini va rangini, qanday masofada joylashganini ham aniqlaydi.
Tabiat bunga uzoq evolyusiya tufayli erishdi.
Ba'zi umurtqali hayvonlar ham odam kabi ranglarni ajratadi. Masalan, otlar,
qo‘ylar va cho‘chqalar faqat qizil va zangori ranglarni farqlaydi. Tunda ov
qiluvchi hayvonlar, masalan, mushuklar, bo‘rilar rangni farqlamaydi. Hayvonlar
ultrabinafsha va infraqizil nurlarni farqlay olmaydi. Bunga sabab quyoshdan yerga
amalda 290 nmdan kichik to‘lqinlar yetib kelmaydi. Shu sababli hayvon va
odamlarda bu to‘lqin uzunligini sezuvchi organlar rivojlanmagan. Lekin, bundan
ancha katta to‘lqin uzunlikli ultrabinafsha nurlarni ham ko‘z sezmaydi. Bunga
7
sabab yuqori energiyali ultrabinafsha nurlar ko‘zdagi yorug‘likka sezgir
pigmentlarni buzishidadir.
Shu sababli gavhar va shishasimon suyuqlik nafaqat ultrabinafsha nurlarni,
balki to‘lqin uzunligi 400 nmga yaqin ba'zi nurlarni ham kuchli yutadi. Agar bu
nurlar energiyasi katta bo‘lsa to‘r pardani kuydiradi.
Infraqizil nurlarni oladigan bo‘lsak, uni hayvonlar tanasining o‘zi ham
chiqaradi. 37
0
C da maksimal nurlanish 9-10 mkm to‘lqin uzunlikka mos keladi.
1sm
2
hayvon tanasi 50 mW quvvatli energiyani nurlaydi. Bu esa ko‘zga
quyoshdan tushadigan energiyadan ancha kattadir.
1.1.1-rasm. Ko’zning tuzilishi. 1-tashqi oqsil qobiq (sklera), 2-muguz parda,
3-konyunktiv, 4-qon tomirli qobiq, 5-rangdor parda, 6-qorachiq, 7-ko‘z gavhari,
8-ko‘zning oldingi kamerasi, 9-shishasimon jism, 10-ko‘ruv nervi, 11-to‘rparda
(ratina), 12-ko‘zning ko‘r dog‘i, 13- sariq dog‘.
Odam ko‘zining tuzilishi haqida qisqacha to‘xtab olamiz. Ko‘z kosasi asli
ko‘zning o‘zi bo‘lib (1.1.1-rasm), u uncha to‘g‘ri bo‘lmagan shar shaklidadir;
katta odamlarda uning old-orqa o‘lchovi o‘rtacha 24,3 mm, vertikal o`lchovi —
23,4 mm va gorizontal o‘lchovi — 23,6 mm. Ko‘zning devorlari konsentrik
joylashgan uchta— tashqi, o‘rta va ichki qobiqlardan iborat. Tashqi oqsil qobiq —
8
sklera 1 ko‘zning oldingi qismida shaffof qavariq muguz qobiq 2-muguz pardaga
aylanadi. Muguz pardaning qalinligi o‘rtasida 0,6 mm ga yaqin, atrofida to 1 mm
gacha bo‘ladi.
Optik xossalari bo‘yicha muguz parda – ko‘zning eng kuchli sindiruvchi
qismidir. U go‘yo ko‘zga yoruglik nurlari kiradigan derazadir. Muguz pardaning
egrilik radiusi 7-8 mm, moddasinnig sindirish ko‘rsatkichi 1,38 ga teng. Muguz
pardaning tashqi qoplami ko‘z qovoqlariga berkitilgan konyunktiv 3 ga o‘tadi.
Skleraga qon tomirli qobiq 4 tutashgan bo‘lib, uning ichki sirti ko‘z ichida
yoruglikning diffuzli sochilishiga to ‘sqinlik qiladigan xira-qora pigmentli
hujayralar bilan qoplangan. Ko‘zning oldinig qismida tomirli qobiq 5-rangdor
pardaga aylanadi. Bu pardada doiraviy teshik-qorachiq 6 mavjud. Ko‘z
qorachig‘iga ko‘zning ichki tomonidan, bevosita ko‘z gavhari 7 — ikki
tomonlama qavariq linzaga o‘xshash shaffof va elastik jism yondashadi. Ko‘z
gavharining diametri 8-10 mm, oldingi sirti egriligining radiusi o‘rtacha 10 mm,
orqa egriligining radiusi – 6 mm. Gavhar moddasining sindirish ko‘rsatkichi 1,4
dan biroz kattaroq.
Muguz parda va gavhar orasida ko‘zning oldingi kamerasi 8 joylashgan
bo‘lib, u suvsimon namlik bilan, ya’ni optik xossalari bo‘yicha suvga yaqin
bo‘lgan suyuqlik bilan to‘lgan. Ko‘zning gavharidan tortib, to orqa devorigacha
bo‘lgan butun ichki qismi shaffof, shishasimon jism (9) deb ataluvchi dirildoq
massaga to‘la boladi. Shishasimon jismning sindirish ko‘rsatkichi suvniki kabidir.
Ko‘zning yuqorida ko‘rib chiqilgan elementlari asosan uning yorug‘lik
o‘tkazuvchi apparatiga tegishlidir. Ko‘ruv nervi 10 ko‘z kosasiga orqa devordan
kirib tarmoqlangach , u ko‘zning eng ichki to‘rqatlamiga yoki ko‘zning yoruglikni
qabul qiluvchi apparati (retseptori) bo‘lgan to‘rpardaga yoki ratina 11 ga o‘tadi.
To‘r parda bir necha qatlamdan iborat bo‘lib, qatlamlarning qalinligi va
yorug’likka sezgirligi bir xil emas, unda periferik uchlari turli shakllarga ega
bo‘lgan yorug‘lik sezgir ko‘ruv hujayralari joylashgan . Ularning cho‘zinchoq
uchlariga
tayoqchalar,
konussimon
uchlariga
kolbachalar
deyiladi.
9
Tayoqchalarning uzunligi 63-81 mkm, diametri 1,8 mkm ga yaqin, kolbachalar
esa mos holda 35 mkm va 5-6 mkm bo’ladi. Kishi ko‘zining to‘r qatlamida 130
millionga yaqin tayoqcha va 7 million kolbacha joylashgan.
Ko‘ruv nervi kirgan joyda yorug‘likni sezmaydigan ko‘zning ko‘r dog‘i 12
mavjud. To‘r pardaning o‘rtasida, chekkaga sal yaqin yerda, yorug’ikka eng sezgir
bo’lgan sariq dog‘ 13 yotadi, uning markaziy qismi taxminan 0,4 mm diametrga
ega.
Kolbachalar va tayoqchalar to‘r parda ustida bir tekisda taqsimlangan.
Kolbachalar to‘r pardaning asosan o‘rta qismida, sariq dog‘da joylashgan, sariq
dog‘ning markazida faqat kolbachalar turadi, to‘r pardaning chetlarida esa – faqat
tayoqchalar joylashgan.
Dastlab ko‘zning yorugiik o‘tkazish apparatining xususiyatlarini ko‘rib
chiqamiz.
Ko‘zni muguz parda, oldingi kamera suyuqligi va gavhar (to‘rt sindiruvchi
sirt) dan iborat va oldidan havo, orqasidan esa shishasimon jism bilan
chegaralanuvchi, markazlashgan optik sistema kabi tasavvur etish mumkin. Bosh
optik o‘q OO (1.1.1-rasm) muguz pardaning, qorachiqning va gavharning
geometrik markazlaridan o‘tadi. Bundan tashqari yana ko‘zning OO' ko‘ruv o‘qini
ham mavjud ko‘ruv o‘qi eng yaxshi yorugiik sezilishi yo‘nalishini belgilaydi va
gavhar bilan sariq dog‘ markazlaridan o‘tadi, bosh optik va ko‘ruv o‘qlari
orasidagi burchak taxminan 50 ni tashkil etadi.
1.1.2-rasmda biror o’rtacha normal ko’z uchun fokuslar, bosh nuqtalar,
tekisliklar va tugun nuqtalar ko’rsatilgan (masofalar millimetrlarda berilgan).
10
1.1.2-rasm. Ko’zning fokuslar, bosh nuqtalar, tekisliklar va tugun nuqtalari.
Soddalashtirish
maqsadida
ko’pincha
bu
sistemani
keltirilgan
reduksiyalangan ko’z bilan, ya’ni buyumlar fazasi tomonidan sindirish
ko’rsatkichi h = 1,336 ga teng suyuqlik bilan o‘ralgan linza bilan almashtiriladi.
Keltirilgan ko‘z moddalarining birida yagona bosh tekislik muguz pardaning
oldinig sirtidan 1,6 mm masofada turadi, tugun nuqtalar mos kelgan bo’lib, muguz
parda sirtidan 7,2 mm masofada joylashgandir.
Yorugiikning asosiy sinishi muguz pardaning tashqi chegarasida yuz beradi,
butun muguz pardaning optik kuchi taxminan 40 dioptriyaga, gavharniki taxminan
20 dioptriyaga, butun ko‘zniki esa 60 dioptriyaga yaqin.
|