Uhryn Yu., Brytan V., Trembetskyi M [vbrytan2@gmail.com]
Ivan Franko Drohobych Pedagogical University, Drohobych, Ukraine
Download in PDF: http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua//journals/2018-v1-15/2018_1-15-UhrynBrytan_Scientific_journal_FMO.pdf

REASONING OF THE MOST DISTINCT VISION DISTANCE  

Abstract.  Examines the reasons for the establishment of most distinct vision distance. It is shown that in textbooks on physics and Biophysics there is a full explanation of this concept. It is proved that the blur of the point image on the retina decreases when removing points from the eyes and practically stops its decrease, when the deletion reaches about 10 cm taking into account calculations for the phenomenon of the spherical surface refraction neuraxial rays.
The conclusion that the most clear distance vision is the optimal distance that a valid low when a good enough linear resolution and, at the same time large enough to form images of paraxial rays.
The three major ideas concerning this problem are distinguished:
The lens equation for nonparaxial ray are found.
It is shown that even in the case of unlimited re duking ability of focal length of human eye crystalline lens, the vision will not be perfect because refraction nature of spherical surface for nonparaxial rays. If an object is located too close to the eye, then image is formed by nonparaxial rays giving a lot images on the retina of each point of the object. As the result, the image is blurred. If an object is too far from the eye, another problem appears: liner resolution decreases, so the images of different points of the object join into one point.
It is shown that existence of the most distinct vision distance due to not biology nature of the human eye but only physics nature of spherical surface refraction and circular aperture diffraction.
Keywords: the most clear distance vision, linear resolution, angular resolution, paraxial beam, separately beam.

Обґрунтування відстані найкращого бачення
Угрин Ю. О., Британ В.Б., Трембецький М. В.
Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка Дрогобич, Україна

Анотація. Досліджено причини формування відстані найкращого бачення. Показано, що в навчальних підручниках з фізики і біофізики немає вичерпного пояснення цієї величини. За допомогою обчислень для явища заломлення сферичною поверхнею непараксіальних променів доведено, що розпливчатість зображення точки на сітківці ока людини зменшується з віддаленням цієї точки від ока і практично перестає зменшуватись за відстані від ока близько 10 см. Зроблено висновок, що відстань найкращого бачення – це оптимальна відстань, яка є прийнятно малою для того, щоб була достатньою лінійна роздільна здатність і водночас досить великою для того, щоб зображення кожної точки предмета утворювалось на сітківці від перетину параксіальних променів.
Щодо цієї проблеми можна виділити три головні ідеї:
Знайдено формули лінзи для непараксіальних променів.
Показано, що навіть у випадку необмеженої здатності кристалика ока людини до зменшення своєї фокусної відстані, бачення не буде досконалим внаслідок природи заломлення непараксіальних променів сферичною поверхнею. Якщо предмет розміщений надто близько до ока, то зображення формується непараксіальними променями, що спричиняє виникнення багатьох зображень кожної точки на сітківці ока. В результаті зображення розпливається. Якщо ж предмет знаходиться надто далеко, від ока, виникає інша проблема: зменшується лінійне розділення і тоді зображення різних точок предмета зливаються в одну.
Показано, що існування відстані найкращого бачення обумовлено не біологічною природою людського ока, а саме, фізичною природою заломлення на сферичній поверхні та дифракції на круглому отворі.
Ключові слова: відстань найкращого бачення, акомодація, лінійна роздільна здатність, кутова роздільна здатність, параксіальний промінь,  непараксіальний промінь.

References

1. Bushok H. F., Venher Y. F. Kurs fizyky u 3 knyhakh. Knyha 3. Optyka. Fizyka atoma ta atomnoho yadra [Physics course in 3 books Book 3. Optics. Atomic and nuclear Physics]. Kyiv: Lybid. (2003).

2. Kucheruk I. M., Horbachuk I. T. Zahalnyi kurs fizyky u 3 tomakh. Optyka, Kvantova fizyka [General Physics course in 3 volumes. Optics, Quantum Physics]. Kyiv: Tekhnika. (2006).

3.  Ohanian H. C. Physics. New-York – London: W.W.Norton & Company. (1985).

4. Remisov A. N., Maksina A. H.,Potapenko A. Y. Meditsinskaya I biologicheskaya fizika [Medical and biological Physics]. Moskva: Vysshaya shkola. (2003).

5. Shvetz Y. Y., Nebesnyuk O. Y., Nikonova Z. A., Nikonova A. O. Biofizyka. Navchalnyi posibnyk [Biophysics. Educational textbook]. Zaporizhzhya: ZDIA. (2008).

6. Sivukhin D. V. Obshchiy kurs fiziki. Uchebnoe posobie: Dlya vuzov V 5t. T. IV. Optika.[General Physics course. Educational textbook for Universities in 5 vol., vol. IV. Optics]. Moskva:  FIZMATLIT. (2005).

7. Tipler P. A. Physics. New-York: Worth Publisher Incorporation. (1982).

8. Tymanyuk V. A., Zhyvotova E. N. Byofyzyka. Uchebnyk dlya studentov vuzov [Biophysics. Textbook for University students]. Kharkov: Zolotye stranytsy. (2003).

9. Yemchyk L. F., Kmit Y. M. Medychna i biolohichna fizyka: pidruchnyk [Medical and biological Physic: Textbook]. Lviv: Svit. (2003).