¿Cuál es el aumento máximo del ojo humano?

El ojo es la ventana del cerebro al mundo. Es un instrumento óptico que traduce fotones en señales eléctricas que los humanos aprenden a reconocer como luz y color. Sin embargo, a pesar de su impresionante adaptabilidad, el ojo, como cualquier instrumento óptico, tiene limitaciones. Entre estos se encuentra el llamado punto cercano, más allá del cual el ojo no puede enfocar. El punto cercano limita la distancia a la que los humanos pueden ver los objetos con claridad.

En la parte frontal del ojo hay una capa transparente y resistente llamada córnea, que es como una lente fija que no se puede ajustar. Detrás de la córnea hay un líquido llamado humor acuoso, que llena el espacio entre la córnea y el cristalino. El cristalino es transparente como la córnea, pero se puede remodelar para enfocar objetos a diferentes distancias. Desde la lente, la luz viaja a través de otra capa de líquido llamada humor vítreo hasta la retina, la capa de células en la parte posterior de el ojo que traduce las señales de luz en impulsos nerviosos, que viajan a lo largo del nervio óptico hasta el cerebro.

Cuando la luz viaja a través de una lente, se dobla o refracta. La lente dobla los rayos de luz paralelos para que se encuentren en un punto focal. La distancia desde la lente hasta su punto focal se llama distancia focal. Si la luz rebota en un objeto y luego viaja a través de una lente convergente, los rayos de luz se desvían para formar una imagen. El punto donde se forma la imagen y el tamaño de la imagen dependen de la distancia focal de la lente y la ubicación del objeto en relación con la lente.

La relación entre la distancia focal y la ubicación de una imagen se define mediante la ecuación de la lente: 1 / L + 1 / L '= 1 / f, donde L es la distancia entre una lente y un objeto, L 'es la distancia desde la lente a la imagen que forma yf es la focal largo. La distancia desde el cristalino del ojo a la retina es un poco más de 1,7 cm, por lo que para el ojo humano L 'es siempre el mismo; sólo cambian L, la distancia al objeto yf (la distancia focal). Su ojo cambia la distancia focal de su lente para que la imagen siempre se forme en la retina. Para enfocar un objeto lejano, la lente se ajusta a una distancia focal de aproximadamente 1,7 cm.

El hecho de que una lente aumente un objeto depende de dónde se encuentre el objeto en relación con la distancia focal de la lente. El aumento viene dado por la ecuación M = -L '/ L, donde, al igual que en la ecuación anterior, L es la distancia al objeto y L' es la distancia desde la lente a la imagen que forma. El ojo humano, sin embargo, tiene límites; solo puede ajustar su distancia focal hasta el momento, por lo que no puede enfocar claramente en nada más cercano que el punto cercano. Para las personas con buena vista, el punto cercano suele ser de unos 25 cm; a medida que las personas envejecen, el punto cercano se hace mayor.

Dado que L 'para el ojo humano es siempre el mismo (1,7 cm), el único parámetro en la ecuación de aumento que cambia es L o la distancia al objeto visto. Debido a que los humanos no pueden enfocar nada más allá del punto cercano, el aumento máximo del ojo humano, en términos del tamaño de la imagen que se forma en la retina en comparación con el tamaño del objeto en sí, está en el punto cercano, cuando M = 1.7 cm / 25 cm = .068 cm. Generalmente, esto se define como un aumento de 1x, y el aumento para instrumentos ópticos como lupas se define típicamente comparándolo con la visión normal. Las imágenes que se forman en la retina están invertidas o al revés, aunque al cerebro no le importa: aprende a interpretar la información que recibe como si la imagen estuviera boca arriba.