מה ההגדלה המרבית של העין האנושית?

העין היא חלון המוח על העולם. זהו מכשיר אופטי, המתרגם פוטונים לאותות חשמליים שבני אדם לומדים להכיר כאור וצבע. עם זאת, למרות כל כושר ההסתגלות המרשים שלה, לעין - כמו לכל מכשיר אופטי - יש מגבלות. בין אלה נקודת הנקודה הקרובה, שמעליה העין אינה יכולה להתמקד. הנקודה הקרובה מגבילה את המרחק שבו בני אדם יכולים לראות אובייקטים בצורה ברורה.

בקדמת העין שכבה קשוחה ושקופה הנקראת הקרנית, שהיא כמו עדשה קבועה שלא ניתנת לכוונון. מאחורי הקרנית יש נוזל המכונה ההומור המימי, שממלא את החלל שבין הקרנית לעדשה. העדשה שקופה כמו הקרנית, אך ניתן לעצב אותה מחדש כדי להתמקד בחפצים במרחקים שונים. מהעדשה, נסיעות קלות דרך שכבת נוזל אחרת הנקראת ההומור הזגוגי לרשתית - שכבת התאים בחלק האחורי של העין המתרגמת אותות אור לדחפי עצבים, הנעים לאורך עצב הראייה למוח.

כאשר האור עובר עדשה הוא כפוף או נשבר. העדשה מכופפת קרני אור מקבילות כך שייפגשו בנקודת מוקד. המרחק מהעדשה לנקודת המוקד שלה נקרא אורך המוקד. אם האור קופץ מעצם ואז עובר דרך עדשה מתכנסת, קרני האור מכופפות ליצירת תמונה. הנקודה בה נוצרת התמונה וגודל התמונה תלוי באורך המוקד של העדשה ובמיקום האובייקט ביחס לעדשה.

הקשר בין אורך המוקד למיקום התמונה מוגדר על ידי משוואת העדשה: 1 / L + 1 / L '= 1 / f, כאשר L הוא המרחק בין עדשה לאובייקט, L 'הוא המרחק מהעדשה לתמונה שהיא יוצרת ו- f הוא המוקד אורך. המרחק מעדשת העין לרשתית הוא קצת יותר מ- 1.7 ס"מ, כך שלעין האנושית L 'זהה תמיד; רק L, המרחק לאובייקט ו- f (אורך המוקד) משתנים. העין שלך משנה את אורך המוקד של עדשתה כך שהתמונה תמיד נוצרת על הרשתית. כדי להתמקד באובייקט רחוק, העדשה מסתגלת לאורך מוקד של כ- 1.7 ס"מ.

אם עדשה מגדילה אובייקט תלוי היכן האובייקט יחסית לאורך המוקד של העדשה. ההגדלה ניתנת על ידי המשוואה M = -L '/ L, כאשר - ממש כמו במשוואה הקודמת - L הוא המרחק לאובייקט ו- L' הוא המרחק מהעדשה לתמונה שהוא יוצר. לעין האנושית, לעומת זאת, יש גבולות; היא יכולה רק להתאים את אורך המוקד שלה עד כה, ולכן היא לא יכולה להתמקד בבירור במשהו קרוב יותר מהנקודה הקרובה. עבור אנשים עם ראייה טובה, הנקודה הקרובה היא בדרך כלל כ- 25 ס"מ; ככל שאנשים מזדקנים, הנקודה הקרובה הופכת גדולה יותר.

מכיוון ש L 'לעין האנושית תמיד זהה - 1.7 ס"מ - הפרמטר היחיד במשוואת ההגדלה שמשתנה הוא L או המרחק לאובייקט הנצפה. מכיוון שבני אדם אינם יכולים להתמקד בשום דבר מעבר לנקודה הקרובה, ההגדלה המקסימלית של העין האנושית - מבחינת גודלה של התמונה שנוצרת על הרשתית בהשוואה לגודל האובייקט עצמו - נמצאת בנקודה הקרובה, כאשר M = 1.7 ס"מ / 25 ס"מ = .068 ס"מ. באופן כללי, זה מוגדר כגדול פי 1, והגדלה עבור מכשירים אופטיים כמו משקפיים מגדילים מוגדרת בדרך כלל על ידי השוואתו לראייה רגילה. תמונות שנוצרות על הרשתית הפוכות או הפוכות, אם כי למוח לא אכפת - הוא למד לפרש את המידע שהוא מקבל כאילו התמונה במקום זה צד ימין.