Зміст
Око - це вікно мізків на світ. Це оптичний прилад, який перетворює фотони в електричні сигнали, які люди вчаться розпізнавати як світло і колір. Однак при всій вражаючій пристосованості очей - як і будь-який оптичний прилад - має обмеження. Серед них - так звана близька точка, за якою око не може зосередитися. Близька точка обмежує відстань, на якій люди можуть чітко бачити предмети.
Будова ока
На передній частині ока розташований жорсткий прозорий шар під назвою рогівка, який схожий на нерухому лінзу, яку неможливо регулювати. Позаду рогівки знаходиться рідина, яка називається водним гумором, який заповнює простір між рогівкою та кришталиком. Кришталик прозорий, як рогівка, але його можна переробити, щоб сфокусуватись на предметах на різних відстанях. Від кришталика світло проходить через інший шар рідини, який називається гумором склоподібного тіла, до сітківки - шар клітин на задній частині ока, які переводять світлові сигнали в нервові імпульси, які проходять по зоровому нерву до мозку.
Лінзи
Коли світло рухається крізь лінзу, воно зігнуте або заломлюється. Лінза вигинає паралельні промені світла, щоб вони зустрічалися у вогнищі. Відстань від лінзи до її фокусної точки називається фокусною відстанню. Якщо світло відштовхується від предмета, а потім рухається через об'єктив, що сходяться, світлові промені зігнуті, щоб утворити зображення. Точка, де формується зображення, і розмір зображення залежать від фокусної відстані лінзи та розташування об'єкта відносно лінзи.
Рівняння лінзи
Залежність між фокусною відстанню та розташуванням зображення визначається рівнянням об'єктива: 1 / L + 1 / L = 1 / f, де L - відстань між лінзою та об'єктом, L - відстань від лінзи до зображення, яке воно формує, і f - фокусна відстань. Відстань від кришталика ока до сітківки трохи більше 1,7 см, тому для ока людини L завжди однакова; тільки L, відстань до об'єкта та f (фокусна відстань) змінюються. Ваше око змінює фокусну відстань лінзи, щоб зображення завжди утворювалося на сітківці. Щоб сфокусуватись на предметі далеко, лінза налаштовується на фокусну відстань приблизно 1,7 см.
Збільшення
Чи збільшує об'єктив об'єкт, залежить від того, де об'єкт відносно фокусної відстані лінзи. Збільшення задається рівнянням M = -L / L, де — як і в попередньому рівнянні — L - відстань до об’єкта, а L - відстань від лінзи до зображення, яке вона утворює. Однак людське око має межі; поки що він може регулювати лише фокусну відстань, і тому не може чітко зосередитись на чомусь ближчому, ніж на найближчій точці. Для людей з хорошим зором найближча точка зазвичай становить близько 25 см; З віком людей найближча точка стає більшою.
Максимальне збільшення
Оскільки L для людського ока завжди однаковий - 1,7 см - єдиним параметром у рівнянні збільшення, яке змінюється, є L або відстань до розглянутого об'єкта. Оскільки люди не можуть зосередитись на чомусь поза межами точки, максимальне збільшення людського ока - з точки зору розміру зображення, яке утворюється на сітківці в порівнянні з розміром самого об'єкта - знаходиться в найближчій точці, коли М = 1,7 см / 25 см = .068 див. Як правило, це визначається як 1x збільшення, а збільшення для оптичних інструментів, таких як лупа, як правило, визначається шляхом порівняння його зі звичайним зором. Зображення, що утворюються на сітківці, перевернуті або перевернуті, хоча мозок не має розуму - його навчились інтерпретувати отриману інформацію так, ніби зображення було правою стороною.