Tartalom
A szem a világ ablaka. Ez egy optikai eszköz, amely a fotonokat olyan elektromos jelekké alakítja, amelyeket az emberek megtanulnak felismerni fényként és színként. Minden figyelemre méltó alkalmazkodóképessége szempontjából a szemnek - mint minden optikai műszernek - korlátozása van. Ezek között van az úgynevezett közeli pont, amelyen kívül a szem nem tud összpontosítani. A közeli pont korlátozza azt a távolságot, amelyen az emberek világosan láthatják a tárgyakat.
A szem felépítése
A szem elején egy kemény, átlátszó réteg, a szaruhártya, amely olyan, mint egy rögzített lencse, amelyet nem lehet beállítani. A szaruhártya mögött egy vizes humornak nevezett folyadék van, amely kitölti a szaruhártya és a lencse közötti teret. A lencse átlátszó, mint a szaruhártya, de átalakítható, hogy különféle távolságra lévő tárgyakra összpontosítson. A lencséből a fény áthalad egy újabb folyadékrétegen, amelyet üveges humornak nevezik, a retina felé - a szem hátulján levő sejtek azon rétegén, amely a fényjeleket idegi impulzusokká alakítja, amelyek a látóideg mentén az agyba vezetnek.
Objektív
Amint a fény áthalad egy lencsén, meghajlik vagy megtört. A lencse meghajolja a párhuzamos fénysugarakat úgy, hogy egy fókuszpontban találkozzanak. Az objektív és a fókuszpont közötti távolságot fókusztávolságnak nevezzük. Ha a fény lepattan egy tárgyról, majd áthalad egy konvergáló lencsén, a fénysugarak hajlítva képeket képeznek. A kép kialakulásának helye és a kép mérete a lencse fókusztávolságától és az objektum lencséhez viszonyított helyzetétől függ.
A lencse egyenlete
A fókusztávolság és a kép helyének kapcsolatát a lencse egyenlete határozza meg: 1 / L + 1 / L = 1 / f, ahol L az objektív és egy objektum közötti távolság, L a lencsétől a a kép, amelyet formál, és f a fókusztávolság. A szem lencse és a retina távolsága valamivel több, mint 1,7 cm, tehát az emberi szem számára az L mindig azonos; csak L, az objektumtól való távolság és az f (fókusztávolság) változik. A szeme megváltoztatja lencséjének fókusztávolságát úgy, hogy a kép mindig a retinán alakuljon ki. A távoli tárgyra való fókuszáláshoz az objektív körülbelül 1,7 cm fókusztávolságra áll.
nagyobbítás
Az, hogy egy lencse nagyít-e egy objektumot, attól függ, hogy az objektum hol helyezkedik el a lencse fókusztávolságához képest. A nagyítást az M = -L / L egyenlet adja, ahol - csakúgy, mint az előző egyenletben - L a tárgytól való távolság, és L a lencse és a kép közötti távolság. Az emberi szemnek azonban vannak korlátai; eddig csak a gyújtótávolságát állíthatja be, és így egyértelműen nem a közeli pontra közelebb eső pontra összpontosíthat. Jó látású embereknél a közeli pont általában kb. 25 cm; az emberek öregedésével a közeli pont nagyobb lesz.
Maximális nagyítás
Mivel az emberi szem számára L mindig azonos - 1,7 cm -, a nagyítási egyenlet egyetlen változó paramétere az L vagy a megtekintett objektumtól való távolság. Mivel az emberek nem tudnak a közeli ponttól eltérő pontokra összpontosítani, az emberi szem maximális nagyítása - a retinaon képződő kép méretének és a tárgy nagyságának szempontjából - a közeli ponton van, amikor M = 1,7 cm / 25 cm = .068 cm. Ezt általában 1-szeres nagyításnak tekintik, és az optikai eszközök, például a nagyító szemüveg nagyítását általában úgy határozzák meg, hogy összehasonlítják a normál látással. A retinában képződött képek fordítva vagy fejjel lefelé vannak, bár az agy nem bánja - megtanulta a kapott információkat úgy értelmezni, mintha a kép jobb oldalról felfelé lenne.