ما هو أقصى تكبير للعين البشرية؟

العين هي نافذة الدماغ على العالم. إنها أداة بصرية تترجم الفوتونات إلى إشارات كهربائية يتعلم البشر التعرف عليها كالضوء واللون. على الرغم من قدرتها الرائعة على التكيف ، فإن العين - مثل أي أداة بصرية - لها حدود. من بينها ما يسمى بالنقطة القريبة ، والتي لا تستطيع العين بعدها التركيز. تحدد النقطة القريبة المسافة التي يمكن للبشر من خلالها رؤية الأشياء بوضوح.

يوجد في مقدمة العين طبقة صلبة وشفافة تسمى القرنية ، وهي تشبه العدسة الثابتة التي لا يمكن ضبطها. يوجد خلف القرنية سائل يسمى الخلط المائي ، والذي يملأ الفراغ بين القرنية والعدسة. العدسة شفافة مثل القرنية ، ولكن يمكن إعادة تشكيلها للتركيز على الأشياء على مسافات مختلفة. من العدسة سفرة خفيفة من خلال طبقة أخرى من السائل تسمى الخلط الزجاجي لشبكية العين - طبقة الخلايا في الجزء الخلفي من العين التي تترجم الإشارات الضوئية إلى نبضات عصبية تنتقل على طول العصب البصري إلى الدماغ.

عندما ينتقل الضوء عبر العدسة ، فإنه ينثني أو ينكسر. تعمل العدسة على ثني أشعة الضوء المتوازية بحيث تلتقي عند نقطة محورية. المسافة من العدسة إلى نقطتها البؤرية تسمى البعد البؤري. إذا ارتد الضوء عن كائن ثم انتقل عبر عدسة متقاربة ، تنحني أشعة الضوء لتكوين صورة. تعتمد النقطة التي تتشكل فيها الصورة وحجم الصورة على البعد البؤري للعدسة وموقع الكائن بالنسبة للعدسة.

يتم تحديد العلاقة بين البعد البؤري وموقع الصورة بواسطة معادلة العدسة: 1 / L + 1 / L '= 1 / f ، حيث L هي المسافة بين العدسة والجسم ، L 'هي المسافة من العدسة إلى الصورة التي تشكلها و f هي البؤرة الطول. المسافة من عدسة العين إلى شبكية العين تزيد قليلاً عن 1.7 سم ، لذلك بالنسبة للعين البشرية فإن L 'هي نفسها دائمًا ؛ فقط L ، المسافة إلى الكائن ، و f (الطول البؤري) تتغير. تقوم عينك بتغيير البعد البؤري لعدستها بحيث تتشكل الصورة دائمًا على شبكية العين. للتركيز على شيء بعيد ، تتكيف العدسة مع طول بؤري يبلغ حوالي 1.7 سم.

تعتمد إمكانية تكبير العدسة لجسم ما على مكان وجود الكائن بالنسبة إلى البعد البؤري للعدسة. يتم إعطاء التكبير بواسطة المعادلة M = -L '/ L ، حيث - تمامًا كما في المعادلة السابقة - L هي المسافة إلى الكائن و L' هي المسافة من العدسة إلى الصورة التي تشكلها. لكن العين البشرية لها حدود. يمكنه فقط ضبط الطول البؤري حتى الآن ، وبالتالي لا يمكنه التركيز بوضوح على أي شيء أقرب من النقطة القريبة. بالنسبة للأشخاص ذوي البصر الجيد ، تكون النقطة القريبة عادة حوالي 25 سم ؛ مع تقدم الناس في العمر ، تصبح النقطة القريبة أكبر.

نظرًا لأن L 'للعين البشرية هي نفسها دائمًا - 1.7 سم - فإن المعلمة الوحيدة في معادلة التكبير التي تتغير هي L أو المسافة إلى الكائن المعروض. لأن البشر لا يستطيعون التركيز على أي شيء يتجاوز النقطة القريبة ، أقصى تكبير للعين البشرية - من حيث حجم الصورة التي تتشكل على شبكية العين مقارنة بحجم الجسم نفسه - هي في النقطة القريبة ، عندما M = 1.7 سم / 25 سم = .068 سم. بشكل عام ، يتم تعريف هذا على أنه تكبير 1x ، ويتم تعريف التكبير للأجهزة البصرية مثل العدسات المكبرة عادةً من خلال مقارنتها بالرؤية العادية. الصور التي تتشكل على شبكية العين مقلوبة أو مقلوبة رأسًا على عقب ، على الرغم من أن الدماغ لا يمانع - لقد تعلم تفسير المعلومات التي يتلقاها كما لو كانت الصورة في الجانب الأيمن بدلاً من ذلك.