DSE 物理 · 光學 · 視覺原理

光線進入眼睛模擬器

探索光如何進入眼睛形成視覺，理解發光與非發光物體的區別

🎯 實驗目標

理解光線如何進入眼睛並形成視覺。區分發光物體和非發光物體，觀察瞳孔大小如何影響進入眼睛的光線數量。

📝 實驗步驟

1️⃣

選擇物體類型

發光或非發光物體

2️⃣

調整距離

改變物體到眼睛的距離

3️⃣

調整瞳孔大小

模擬亮暗環境的瞳孔反應

4️⃣

觀察光線路徑

追蹤光線如何進入眼睛

光線進入眼睛模擬

📊 光線類型
發散光線 (自發光)

藍色弧線 = 角膜

黑點 = 瞳孔

標記 = 視網膜

💡 觀察重點：發光物體直接發出光線

燈泡自己發光

50 cm
無限遠 (∞)10 cm100 cm

距離影響光線的發散程度

4 mm
2 mm (亮環境)5 mm (正常)8 mm (暗環境)

瞳孔越大，進入眼睛的光線越多

👀 觀察重點

1️⃣

光線發散方式

近距離物體發出發散光線，無限遠物體發出平行光線

2️⃣

瞳孔調節功能

瞳孔越大，進入的光線越多，適應暗環境

3️⃣

反射光原理

非發光物體必須反射光源（如太陽）的光才能被看見

💡 概念理解

💡 發光與非發光

發光物體（如燈泡、太陽）自己發出光線；非發光物體（如樹木、書本）必須反射其他光源的光才能被看見。

👁️ 視覺形成

光線通過角膜和瞳孔進入眼睛，經水晶體折射後在視網膜成像，視神經將訊號傳至大腦。

⚫ 瞳孔反射

瞳孔會自動調節大小：亮環境縮小（減少光線進入，保護視網膜），暗環境放大（增加光線進入，提高靈敏度）。

∞ 無限遠物體

當物體非常遠（如星星）時，到達眼睛的光線幾乎平行。水晶體需要放鬆才能將平行光聚焦在視網膜上。

📚 DSE 考試重點

1️⃣

發光物體與非發光物體：發光物體（如太陽、燈泡、螢幕）自己發出光線；非發光物體（如月亮、書本、樹木）必須反射其他光源的光才能被看見。

💡 月亮不是發光物體，它反射太陽光

2️⃣

眼睛的結構：光線依序通過角膜（Cornea）、瞳孔（Pupil）、水晶體（Lens），在視網膜（Retina）成像。視神經（Optic nerve）將訊號傳至大腦。

💡 角膜和水晶體都能折射光線，使光線聚焦

3️⃣

瞳孔調節（Pupil reflex）：瞳孔直徑由虹膜（Iris）控制。亮環境時縮小至 2-4 mm（0.002-0.004 m）減少光線進入；暗環境時放大至 4-8 mm（0.004-0.008 m）增加光線進入，這是自動反射動作。

💡 DSE 注意：雖然日常用 mm，但 SI 基本單位是米(m)。距離可用 cm 或 m 表示

4️⃣

水晶體調節（Accommodation）：看近物時水晶體變厚（曲率增加），看遠物時水晶體變薄（曲率減少）。睫狀肌（Ciliary muscle）控制水晶體形狀，使影像始終聚焦在視網膜上。

💡 近視是因為眼球太長或水晶體曲率太大，影像聚焦在視網膜前