Ποια είναι η μέγιστη μεγέθυνση του ανθρώπινου ματιού;

Το μάτι είναι το παράθυρο του εγκεφάλου στον κόσμο. Είναι ένα οπτικό όργανο, το οποίο μεταφράζει τα φωτόνια σε ηλεκτρικά σήματα που οι άνθρωποι μαθαίνουν να αναγνωρίζουν ως φως και χρώμα. Ωστόσο, για όλη την εντυπωσιακή προσαρμοστικότητα του, το μάτι - όπως κάθε οπτικό όργανο - έχει περιορισμούς. Μεταξύ αυτών είναι το λεγόμενο κοντινό σημείο, πέρα ​​από το οποίο το μάτι δεν μπορεί να εστιάσει. Το κοντινό σημείο περιορίζει την απόσταση στην οποία οι άνθρωποι μπορούν να δουν τα αντικείμενα καθαρά.

Στο μπροστινό μέρος του ματιού υπάρχει ένα σκληρό, διαφανές στρώμα που ονομάζεται κερατοειδής, το οποίο είναι σαν ένα σταθερό φακό που δεν μπορεί να ρυθμιστεί. Πίσω από τον κερατοειδή είναι ένα υγρό που ονομάζεται υδατικό χιούμορ, το οποίο γεμίζει το διάστημα μεταξύ του κερατοειδούς και του φακού. Ο φακός είναι διαφανής όπως ο κερατοειδής, αλλά μπορεί να αναδιαμορφωθεί ώστε να εστιάζει σε αντικείμενα σε διαφορετικές αποστάσεις. Από τον φακό, το φως ταξιδεύει μέσω ενός άλλου στρώματος υγρού που ονομάζεται υαλώδες χιούμορ στον αμφιβληστροειδή - το στρώμα των κυττάρων στο πίσω μέρος του το μάτι που μεταφράζει τα φωτεινά σήματα σε νευρικά ερεθίσματα, τα οποία ταξιδεύουν κατά μήκος του οπτικού νεύρου στον εγκέφαλο.

Καθώς το φως κινείται μέσω ενός φακού κάμπτεται ή διαθλάται. Ο φακός κάμπτει παράλληλες ακτίνες φωτός έτσι ώστε να συναντώνται σε εστιακό σημείο. Η απόσταση από το φακό στο σημείο εστίασης ονομάζεται εστιακό μήκος. Εάν το φως αναπηδά από ένα αντικείμενο και μετά διασχίζει έναν συγκλίνοντα φακό, οι ακτίνες φωτός κάμπτονται για να σχηματίσουν μια εικόνα. Το σημείο όπου σχηματίζεται η εικόνα και το μέγεθος της εικόνας εξαρτώνται από το εστιακό μήκος του φακού και τη θέση του αντικειμένου σε σχέση με το φακό.

Η σχέση μεταξύ εστιακού μήκους και θέσης μιας εικόνας καθορίζεται από την εξίσωση φακού: 1 / L + 1 / L '= 1 / f, όπου L είναι η απόσταση μεταξύ φακού και αντικειμένου, L 'είναι η απόσταση από το φακό στην εικόνα που σχηματίζει και το f είναι το εστιακό μήκος. Η απόσταση από το φακό του ματιού στον αμφιβληστροειδή είναι λίγο πάνω από 1,7 cm, οπότε για το ανθρώπινο μάτι το L 'είναι πάντα το ίδιο. μόνο L, η απόσταση από το αντικείμενο και f (το εστιακό μήκος) αλλάζουν. Το μάτι σας αλλάζει το εστιακό μήκος του φακού του έτσι ώστε η εικόνα να σχηματίζεται πάντα στον αμφιβληστροειδή. Για να εστιάσετε σε ένα αντικείμενο πολύ μακριά, ο φακός προσαρμόζεται σε εστιακό μήκος περίπου 1,7 cm.

Το εάν ένας φακός μεγεθύνει ένα αντικείμενο εξαρτάται από το πού το αντικείμενο σχετίζεται με το εστιακό μήκος του φακού. Η μεγέθυνση δίνεται από την εξίσωση M = -L '/ L, όπου - όπως και στην προηγούμενη εξίσωση - το L είναι η απόσταση από το αντικείμενο και το L' είναι η απόσταση από το φακό στην εικόνα που σχηματίζει. Το ανθρώπινο μάτι, ωστόσο, έχει όρια. μπορεί να προσαρμόσει μόνο το εστιακό του μήκος μέχρι στιγμής και έτσι δεν μπορεί να εστιάσει καθαρά σε κάτι πιο κοντά από το κοντινό σημείο. Για άτομα με καλή όραση, το κοντινό σημείο είναι συνήθως περίπου 25 cm. καθώς οι άνθρωποι γερνούν, το κοντινό σημείο γίνεται μεγαλύτερο.

Επειδή το L 'για το ανθρώπινο μάτι είναι πάντα το ίδιο - 1,7 cm - η μόνη παράμετρος στην εξίσωση μεγέθυνσης που αλλάζει είναι το L ή η απόσταση από το αντικείμενο που προβάλλεται. Επειδή οι άνθρωποι δεν μπορούν να επικεντρωθούν σε τίποτα πέρα ​​από το κοντινό σημείο, τη μέγιστη μεγέθυνση του ανθρώπινου ματιού - όσον αφορά το μέγεθος του η εικόνα που σχηματίζεται στον αμφιβληστροειδή σε σύγκριση με το μέγεθος του ίδιου του αντικειμένου - βρίσκεται στο κοντινό σημείο, όταν M = 1,7 cm / 25 cm = 0,068 εκ. Γενικά, αυτό ορίζεται ως μεγέθυνση 1x και η μεγέθυνση για οπτικά όργανα όπως μεγεθυντικοί φακοί ορίζεται τυπικά συγκρίνοντάς την με κανονική όραση. Οι εικόνες που σχηματίζονται στον αμφιβληστροειδή είναι ανεστραμμένες ή ανάποδες, αν και ο εγκέφαλος δεν πειράζει - μαθαίνει να ερμηνεύει τις πληροφορίες που λαμβάνει σαν να ήταν η εικόνα δεξιά.