Sadržaj
Oko je mozak prozor u svijet. To je optički instrument, koji prevodi fotone u električne signale koje ljudi nauče prepoznati kao svjetlost i boju. Međutim, zbog svoje impresivne prilagodljivosti, oko - kao i svaki optički instrument - ima ograničenja. Među njima je takozvana bliska točka, izvan koje se oko ne može usredotočiti. Bliska točka ograničava udaljenost na kojoj ljudi mogu jasno vidjeti predmete.
Struktura oka
Na prednjem dijelu oka je čvrst, proziran sloj koji se naziva rožnica, koji je poput fiksne leće koja se ne može podesiti. Iza rožnice je tekućina koja se naziva vodeni humor, koja ispunjava prostor između rožnice i leće. Leća je prozirna poput rožnice, ali može se mijenjati kako bi se fokusirali na objekte na različitim udaljenostima. Iz leće svjetlost putuje kroz drugi sloj tekućine koji se naziva staklast humor do mrežnice - sloj stanica na stražnjem dijelu oka koji prenose svjetlosne signale u živčane impulse, koji putuju optičkim živcem do mozga.
Objektivi
Dok svjetlost putuje kroz leću, savijena je ili prekrivena. Leća savija paralelne zrake svjetlosti tako da se susreću u žarištu. Udaljenost od leće do njene žarišta naziva se žarišnom duljinom. Ako svjetlost odskoči od nekog predmeta, a zatim putuje kroz konvergirajuću leću, svjetlosne zrake se savijaju kako bi formirale sliku. Točka u kojoj se slika formira i veličina slike ovise o žarišnoj duljini leće i položaju objekta u odnosu na leću.
Jednadžba leće
Odnos između žarišne duljine i lokacije slike definiran je jednadžbom objektiva: 1 / L + 1 / L = 1 / f, gdje je L udaljenost između leće i objekta, L je udaljenost od leće do slika koju formira i f je žarišna duljina. Udaljenost od leće oka do mrežnice je nešto više od 1,7 cm, pa je za ljudsko oko L uvijek ista; samo L, udaljenost do objekta i f (žarišna duljina) se mijenjaju. Vaše oko mijenja žarišnu duljinu leće tako da se slika uvijek formira na mrežnici. Da bi se fokusirao na objekt daleko, objektiv se prilagođava žarišnoj duljini od oko 1,7 cm.
Povećanje
Hoće li objektiv povećati objekt ovisi o tome gdje je objekt u odnosu na žarišnu duljinu leće. Povećanje je dato jednadžbom M = -L / L, gdje je - kao i u prethodnoj jednadžbi - L udaljenost do objekta, a L je udaljenost od leće do slike koju čini. Međutim, ljudsko oko ima ograničenja; do sada može prilagoditi samo žarišnu duljinu i tako se jasno ne može usredotočiti na ništa bliže od bliže točke. Za osobe s dobrim vidom, blizina je obično oko 25 cm; kako ljudi stare, bliža točka postaje veća.
Maksimalno povećalo
Pošto je L za ljudsko oko uvijek isti - 1,7 cm - jedini parametar u jednadžbi povećavanja koji se mijenja je L ili udaljenost do promatranog predmeta. Budući da se ljudi ne mogu usredotočiti na bilo šta što se nalazi izvan bliske točke, maksimalno povećavanje ljudskog oka - u smislu veličine slike koja se formira na mrežnici u odnosu na veličinu samog objekta - nalazi se u blizini, kada M = 1,7 cm / 25 cm = .068 cm. Općenito, ovo je definirano kao 1x povećavanje, a povećalo za optičke instrumente poput povećala obično se definira usporedbom s normalnim vidom. Slike koje se formiraju na mrežnici su obrnute ili naopačke, iako mozak nema smisla - naučio je interpretirati informacije koje dobiva kao da je slika umjesto njih postavljena desno.