Quel est le grossissement maximal de l'œil humain?

L'œil est la fenêtre du cerveau sur le monde. C'est un instrument optique, qui traduit les photons en signaux électriques que les humains apprennent à reconnaître sous forme de lumière et de couleur. Cependant, malgré son impressionnante adaptabilité, l'œil, comme tout instrument optique, a des limites. Parmi ceux-ci se trouve le point dit proche, au-delà duquel l'œil ne peut pas se concentrer. Le point proche limite la distance à laquelle les humains peuvent voir clairement les objets.

À l'avant de l'œil se trouve une couche dure et transparente appelée cornée, qui ressemble à une lentille fixe qui ne peut pas être ajustée. Derrière la cornée se trouve un fluide appelé humeur aqueuse, qui remplit l'espace entre la cornée et le cristallin. La lentille est transparente comme la cornée, mais elle peut être remodelée pour se concentrer sur des objets à différentes distances. De la lentille, voyages légers à travers une autre couche de liquide appelée humeur vitrée jusqu'à la rétine—la couche de cellules à l'arrière de l'œil qui traduit les signaux lumineux en impulsions nerveuses, qui voyagent le long du nerf optique jusqu'au cerveau.

Lorsque la lumière traverse une lentille, elle est courbée ou réfractée. La lentille courbe des rayons de lumière parallèles de sorte qu'ils se rencontrent en un point focal. La distance entre l'objectif et son foyer est appelée distance focale. Si la lumière rebondit sur un objet puis traverse une lentille convergente, les rayons lumineux sont courbés pour former une image. Le point où se forme l'image et la taille de l'image dépendent de la distance focale de l'objectif et de l'emplacement de l'objet par rapport à l'objectif.

La relation entre la distance focale et l'emplacement d'une image est définie par l'équation de l'objectif: 1/L + 1/L' = 1/f, où L est la distance entre une lentille et un objet, L' est la distance de la lentille à l'image qu'elle forme et f est la focale longueur. La distance du cristallin de l'œil à la rétine est d'un peu plus de 1,7 cm, donc pour l'œil humain L' est toujours la même; seulement L, la distance à l'objet, et f (la distance focale) changent. Votre œil modifie la distance focale de son cristallin afin que l'image se forme toujours sur la rétine. Pour faire la mise au point sur un objet éloigné, l'objectif s'ajuste à une distance focale d'environ 1,7 cm.

Le fait qu'un objectif grossisse un objet dépend de la position de l'objet par rapport à la distance focale de l'objectif. Le grossissement est donné par l'équation M = -L' / L, où, comme dans l'équation précédente, L est la distance à l'objet et L' est la distance de l'objectif à l'image qu'il forme. L'œil humain, cependant, a des limites; il ne peut ajuster sa distance focale que jusqu'à présent, et donc il ne peut pas se concentrer clairement sur quelque chose de plus proche que le point proche. Pour les personnes ayant une bonne vue, le point de près est généralement d'environ 25 cm; à mesure que les gens vieillissent, le point proche devient plus grand.

Étant donné que L' pour l'œil humain est toujours le même - 1,7 cm - le seul paramètre de l'équation de grossissement qui change est le L ou la distance à l'objet observé. Parce que les humains ne peuvent pas se concentrer sur quoi que ce soit au-delà du point proche, le grossissement maximum de l'œil humain - en termes de taille de l'image qui se forme sur la rétine par rapport à la taille de l'objet lui-même est au point proche, lorsque M = 1,7 cm / 25 cm = 0,068 cm. Généralement, cela est défini comme un grossissement de 1x, et le grossissement pour les instruments optiques comme les loupes est généralement défini en le comparant à une vision normale. Les images qui se forment sur la rétine sont inversées ou à l'envers, bien que le cerveau ne s'en soucie pas: il a appris à interpréter les informations qu'il reçoit comme si l'image était à l'endroit.