Hva er den maksimale Forstørrelse av det menneskelige øyet?

Øyet er hjernens vindu mot verden. Det er et optisk instrument, som kan oversettes fotoner til elektriske signaler som mennesker lære å gjenkjenne som lys og farge. For all sin imponerende tilpasningsevne, men øyet --- som noen optisk instrument --- har begrensninger. Blant disse er den såkalte nær punkt, utover som øyet ikke kan fokusere. Den nærmeste punktet begrenser avstanden som mennesker kan se objekter klart.

Oppbygging av øyet

På forsiden av øyet er en hard, gjennomsiktig lag som kalles hornhinnen, som er som en fast linse som ikke kan justeres. Bak hornhinnen er en væske som kalles den vandige humor, som fyller rommet mellom hornhinnen og linsen. Linsen er gjennomsiktig som hornhinnen, men det kan omformes til å fokusere på objekter i forskjellige avstander. Fra linsen, reiser lys gjennom et lag av væske som kalles glasslegemet til netthinnen --- laget av celler på baksiden av øyet som oversette lyssignaler til nerveimpulser, som reiser langs den optiske nerven til hjernen.

objektiver

Som lyset reiser gjennom en linse det er bøyd eller brytes. Objektivet bøyer parallelle stråler av lys, slik at de møtes på et samlingspunkt. Avstanden fra linsen det sentrale punktet kalles brennvidden. Hvis lyset spretter av et objekt og deretter reiser gjennom en samlelinse, lysstrålene er bøyd for å danne et bilde. Det punkt hvor de bilde former og størrelsen av bildet avhengig av brennvidden til objektivet og plasseringen av objektet i forhold til linsen.

Objektivet ligning

Forholdet mellom brennvidde, og at plasseringen av et bilde er definert av linsen ligning: 1 / L + 1 / L '= 1 / f, hvor L er avstanden mellom et objektiv og et objekt, L' er avstanden fra objektivet til bilde det danner og f er brennvidden. Avstanden fra linsen i øyet til netthinnen er litt over 1,7 cm, så for det menneskelige øyet L 'er alltid den samme; bare L, avstanden til objektet, og f (brennvidden) endring. Øyet forandrer fokallengden av linsen slik at bildet alltid danner seg på netthinnen. For å fokusere på et objekt langt borte, justerer objektivet til en brennvidde på ca 1,7 cm.

forstørrelse

Hvorvidt en linse forstørrer et objekt er avhengig av hvor objektet er i forhold til brennvidden til linsen. Forstørrelsen er gitt ved ligningen M = -L '/ L, hvor --- akkurat som i den foregående ligning --- L er avstanden til objektet, og L' er avstanden fra linsen til bildet det former. Det menneskelige øye, men har begrensninger; det kan bare justere brennvidden så langt, og slik at det ikke kan fokusere klart på noe nærmere enn den nærmeste punkt. For folk med godt syn, er den nærmeste punktet vanligvis ca 25 cm; Som mennesker alder, blir den nærmeste punkt større.

maksimal forstørrelse

Siden L 'for det menneskelige øyet er alltid den samme --- --- 1,7 cm er den eneste parameteren i ligning forstørrelse som endres, er L eller avstanden til objektet på. Fordi mennesker ikke kan fokusere på noe utover nær punktet, er den maksimale forstørrelse av det menneskelige øye --- i forhold til størrelsen på bildet som dannes på netthinnen i forhold til størrelsen av selve objektet --- i den nærmeste punkt, når M = 1,7 cm / 25 cm = 0,068 cm. Vanligvis er dette definert til å være 1x forstørrelse, og forstørrelse for optiske instrumenter som forstørrelsesglass briller er vanligvis definert ved å sammenligne den normalt syn. Bilder som dannes på netthinnen blir invertert eller opp ned, selv om hjernen ikke tankene --- det har lært å tolke informasjonen den mottar som om bildet var riktig vei opp i stedet.