Øyet er hjernens vindu mot verden. Det er et optisk instrument som oversetter fotoner til elektriske signaler som mennesker lærer å gjenkjenne som lys og farge. Til tross for sin imponerende tilpasningsevne har øyet - som ethvert optisk instrument - begrensninger. Blant disse er det såkalte nærpunktet, utover hvilket øyet ikke kan fokusere. Nærpunktet begrenser avstanden mennesker kan se objekter tydelig på.
Øyets struktur
Foran øyet er det et tøft, gjennomsiktig lag som kalles hornhinnen, som er som en fast linse som ikke kan justeres. Bak hornhinnen er det en væske som kalles den vandige humoren, som fyller rommet mellom hornhinnen og linsen. Linsen er gjennomsiktig som hornhinnen, men den kan omformes for å fokusere på gjenstander på forskjellige avstander. Fra linsen, lys reiser gjennom et annet væskelag kalt glasslegemet til netthinnen - cellelaget på baksiden av øyet som oversetter lyssignaler til nerveimpulser, som beveger seg langs synsnerven til hjernen.
Linser
Når lyset beveger seg gjennom en linse, bøyes det eller brytes. Linsen bøyer parallelle lysstråler slik at de møtes i et fokuspunkt. Avstanden fra linsen til brennpunktet kalles brennvidde. Hvis lys spretter av et objekt og deretter beveger seg gjennom en konvergerende linse, blir lysstrålene bøyd for å danne et bilde. Punktet der bildet dannes og størrelsen på bildet avhenger av linsens brennvidde og plasseringen av objektet i forhold til linsen.
Linseligningen
Forholdet mellom brennvidde og plassering av et bilde er definert av linseligningen: 1 / L + 1 / L '= 1 / f, hvor L er avstanden mellom en linse og en gjenstand, L 'er avstanden fra linsen til bildet den danner, og f er fokus lengde. Avstanden fra linsen til øyet til netthinnen er litt over 1,7 cm, så for det menneskelige øye er L 'alltid den samme; bare L, avstanden til objektet og f (brennvidde) endres. Øyet ditt endrer brennvidden på linsen, slik at bildet alltid dannes på netthinnen. For å fokusere på et objekt langt borte, justeres linsen til en brennvidde på ca. 1,7 cm.
Forstørrelse
Hvorvidt et objektiv forstørrer et objekt, avhenger av hvor objektet er i forhold til objektivets brennvidde. Forstørrelsen er gitt av ligningen M = -L '/ L, hvor - akkurat som i forrige ligning - L er avstanden til objektet og L' er avstanden fra linsen til bildet den danner. Det menneskelige øye har imidlertid grenser; den kan bare justere brennvidden så langt, og så kan den ikke fokusere tydelig på noe nærmere enn nærpunktet. For personer med godt syn er nærpunktet vanligvis ca. 25 cm; når folk eldes, blir nærpunktet større.
Maksimal forstørrelse
Siden L 'for det menneskelige øye alltid er den samme - 1,7 cm - er den eneste parameteren i forstørrelsesligningen som endres L eller avstanden til objektet som sees. Fordi mennesker ikke kan fokusere på noe utover nærpunktet, den maksimale forstørrelsen av det menneskelige øye - når det gjelder størrelsen på bildet som dannes på netthinnen sammenlignet med størrelsen på selve gjenstanden — er på nærmeste punkt, når M = 1,7 cm / 25 cm = .068 cm. Generelt er dette definert til å være 1x forstørrelse, og forstørrelse for optiske instrumenter som forstørrelsesbriller er vanligvis definert ved å sammenligne det med normalt syn. Bilder som dannes på netthinnen er invertert eller opp ned, selv om hjernen ikke har noe imot - den læres å tolke informasjonen den mottar som om bildet i stedet var med høyre side opp.
