人眼與視力矯正

關於這個模擬實驗

「人眼與視力矯正」是一個 3D 生理光學剖面模擬，展示眼睛如何將遠近物體聚焦到視網膜上。學生可在 0.25 m 至 6.0 m 之間拖動注視蘋果目標，同時觀察睫狀肌和晶狀體自動進行視覺調節。將眼睛狀況切換為「近視」會拉長眼球，使光線會聚在視網膜前方；切換為「遠視」則會縮短眼球，使光線會聚在視網膜後方。以屈光度 (D) 為單位調整矯正眼鏡鏡片，即可將焦點重新移回視網膜上。

學生可以探索什麼

選擇「正常視力（正視眼）」並開啟「自動調節」，將蘋果目標由 5.0 m 拖近至 0.35 m，觀察晶狀體如何變厚以將焦點保持在視網膜上。
切換至「近視」並配戴 0.00 D 鏡片，觀察遠處光線在視網膜前方的玻璃體液內相交，形成紅色模糊光環。
調校負值發散透鏡 (−2.50 D) 或點擊鏡框，將焦點準確移到近視視網膜上，獲得 100% 清晰視力。
切換至「遠視」，將目標移近，並套用正值會聚透鏡 (+2.50 D)，將原本落在視網膜後方的焦點移前。
關閉「自動調節」，了解為何未經調節的眼睛無法同時保持遠處和近處物體清晰聚焦。

學習目標

1解釋角膜和富彈性的晶狀體如何折射光線，在視網膜上形成清晰的實像。
2對比近視（聚焦於視網膜前方）與遠視（聚焦於視網膜後方）的聚焦誤差。
3解釋為何發散 (−D) 凹透鏡能矯正近視，而會聚 (+D) 凸透鏡能矯正遠視。
4描述睫狀肌使晶狀體變厚以增加對近處目標折光力的視覺調節過程。

教師常問的問題

近視的成因是甚麼？如何矯正？

當眼球略微過長或角膜弧度過彎時，便會出現近視，導致來自遠處物體的光線聚焦在視網膜前方。具有負屈光度 (−D) 的發散凹透鏡可在光線進入眼睛前將其略微發散，使其直接聚焦在視網膜上。

遠視的成因是甚麼？如何矯正？

當眼球過短或眼睛的折光力太弱時，便會出現遠視，導致來自近處物體的光線會聚在視網膜後方。具有正屈光度 (+D) 的會聚凸透鏡可提供額外的折射能力。

甚麼是屈光度 (D)？

屈光度是光學折光力（焦度）的單位，定義為透鏡焦距（以米為單位）的倒數 (P = 1 / f)。例如，+2.50 D 透鏡的焦距為 +0.40 米。

人眼如何在遠處路牌與書本之間切換焦點？

有別於透過前後移動堅硬玻璃鏡頭來對焦的相機，人眼利用睫狀肌改變彈性晶狀體的曲率和厚度——這個過程稱為視覺調節。

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