Innhold
Øyet er hjernevinduet i verden. Det er et optisk instrument, som oversetter fotoner til elektriske signaler som mennesker lærer å gjenkjenne som lys og farge. For all sin imponerende tilpasningsevne har øyet - som ethvert optisk instrument - imidlertid begrensninger. Blant disse er det såkalte nærpunktet, utover hvilket øyet ikke kan fokusere. Nærpunktet begrenser avstanden mennesker kan se objekter tydelig på.
Øyets struktur
Foran øyet er et tøft, gjennomsiktig lag som kalles hornhinnen, som er som en fast linse som ikke kan justeres. Bak hornhinnen er en væske kalt den vandige humoren, som fyller rommet mellom hornhinnen og linsen. Linsen er gjennomsiktig som hornhinnen, men den kan omformes til å fokusere på objekter i forskjellige avstander. Fra linsen beveger lys seg gjennom et annet lag væske som kalles glasslegemet til netthinnen - laget av celler på baksiden av øyet som oversetter lyssignaler til nerveimpulser, som beveger seg langs synsnerven til hjernen.
objektiver
Når lys beveger seg gjennom en linse blir det bøyd eller bryt opp. Linsen bøyer parallelle lysstråler slik at de møtes på et samlingspunkt. Avstanden fra linsen til dets brennpunkt kalles brennvidden. Hvis lys spretter av en gjenstand og deretter beveger seg gjennom en konvergerende linse, bøyes lysstrålene for å danne et bilde. Punktet der bildet dannes og størrelsen på bildet avhenger av brennvidden til objektivet og objektets plassering i forhold til linsen.
Linsens ligning
Forholdet mellom brennvidde og plasseringen av et bilde er definert av linsens ligning: 1 / L + 1 / L = 1 / f, der L er avstanden mellom et objektiv og et objekt, L er avstanden fra linsen til bildet det danner og f er brennvidde. Avstanden fra øyets linse til netthinnen er litt over 1,7 cm, så for det menneskelige øyet er L alltid den samme; bare L, avstanden til objektet og f (brennvidden) endres. Øyet ditt endrer brennvidden på linsen slik at bildet alltid dannes på netthinnen. For å fokusere på et objekt langt borte, justeres linsen til en brennvidde på omtrent 1,7 cm.
forstørrelse
Hvorvidt en linse forstørrer et objekt, avhenger av hvor objektet er i forhold til brennvidden til linsen. Forstørrelsen er gitt av ligningen M = -L / L, der - akkurat som i forrige ligning - L er avstanden til objektet og L er avstanden fra linsen til bildet den danner. Det menneskelige øye har imidlertid grenser; den kan bare justere sin brennvidde så langt, og slik at den ikke kan fokusere tydelig på noe nærmere enn nærmeste punkt. For personer med godt syn er nærpunktet vanligvis omtrent 25 cm; Når folk blir eldre, blir nærmeste punkt større.
Maksimal forstørrelse
Siden L for det menneskelige øyet alltid er det samme - 1,7 cm - er den eneste parameteren i forstørrelsesligningen som endrer seg L eller avstanden til objektet som er sett. Fordi mennesker ikke kan fokusere på noe utenfor nærpunktet, er den maksimale forstørrelsen av det menneskelige øyet - når det gjelder størrelsen på bildet som dannes på netthinnen sammenlignet med størrelsen på selve objektet - på det nærmeste punktet, når M = 1,7 cm / 25 cm = 0,068 cm. Generelt er dette definert til å være 1x forstørrelse, og forstørrelse for optiske instrumenter som forstørrelsesglass defineres vanligvis ved å sammenligne det med normalt syn. Bilder som dannes på netthinnen er omvendt eller opp ned, selv om hjernen ikke har noe imot - det har lært seg å tolke informasjonen den mottar som om bildet var høyre side opp i stedet.