Oko je mozgovým oknom do sveta. Je to optický prístroj, ktorý prevádza fotóny na elektrické signály, ktoré sa ľudia naučia rozpoznávať ako svetlo a farbu. Napriek všetkej svojej pôsobivej prispôsobivosti má oko - ako každý optický prístroj - obmedzenia. Medzi nimi je takzvaný blízky bod, za ktorý oko nedokáže zaostriť. Blízky bod obmedzuje vzdialenosť, v ktorej ľudia môžu jasne vidieť objekty.
Štruktúra oka
V prednej časti oka je tvrdá, priehľadná vrstva, ktorá sa nazýva rohovka a je ako pevná šošovka, ktorú nie je možné upraviť. Za rohovkou je tekutina nazývaná komorová voda, ktorá vypĺňa priestor medzi rohovkou a šošovkou. Objektív je priehľadný ako rohovka, ale je možné ho zmeniť tak, aby zaostroval na objekty v rôznych vzdialenostiach. Z objektívu svetlo cestuje cez ďalšiu vrstvu tekutiny nazývanú sklovec do sietnice - vrstva buniek v zadnej časti oko, ktoré prekladá svetelné signály na nervové impulzy, ktoré sa pohybujú pozdĺž optického nervu do mozgu.
Objektívy
Pri prechode svetla cez šošovku sa ohýba alebo láme. Objektív ohýba rovnobežné lúče svetla tak, aby sa stretli v ohniskovom bode. Vzdialenosť od objektívu k jeho ohnisku sa nazýva ohnisková vzdialenosť. Ak sa svetlo odráža od predmetu a potom cestuje cez zbiehajúce sa šošovky, lúče svetla sa ohýbajú a vytvárajú obraz. Bod, v ktorom sa obraz vytvára, a jeho veľkosť závisia od ohniskovej vzdialenosti objektívu a umiestnenia objektu vo vzťahu k objektívu.
Rovnica objektívu
Vzťah medzi ohniskovou vzdialenosťou a pozíciou obrázka je definovaný rovnicou objektívu: 1 / L + 1 / L '= 1 / f, kde L je vzdialenosť medzi objektívom a objektom, L 'je vzdialenosť od objektívu k obrazu, ktorý vytvára, f je ohnisko dĺžka. Vzdialenosť od šošovky oka k sietnici je niečo málo cez 1,7 cm, takže pre ľudské oko je L 'vždy rovnaká; mení sa iba L, vzdialenosť od objektu a f (ohnisková vzdialenosť). Vaše oko zmení ohniskovú vzdialenosť svojho objektívu tak, aby sa obraz vždy vytvoril na sietnici. Na zaostrenie na vzdialený objekt sa objektív nastaví na ohniskovú vzdialenosť asi 1,7 cm.
Zväčšenie
To, či objektív objekt zväčšuje, závisí od toho, kde je objekt vo vzťahu k ohniskovej vzdialenosti objektívu. Zväčšenie je dané rovnicou M = -L '/ L, kde - rovnako ako v predchádzajúcej rovnici - L je vzdialenosť od objektu a L' je vzdialenosť od objektívu k obrazu, ktorý vytvára. Ľudské oko má však hranice; dokáže zatiaľ upraviť iba svoju ohniskovú vzdialenosť, a tak sa nedokáže zreteľne zamerať na nič bližšie ako na blízky bod. Pre ľudí s dobrým zrakom je najbližší bod zvyčajne asi 25 cm; s pribúdajúcimi rokmi sa blízky bod zväčšuje.
Maximálne zväčšenie
Pretože L 'pre ľudské oko je vždy rovnaká - 1,7 cm - jediným parametrom v rovnici zväčšenia, ktorý sa mení, je L alebo vzdialenosť od sledovaného objektu. Pretože ľudia sa nemôžu sústrediť na nič mimo blízkeho bodu, maximálne zväčšenie ľudského oka - čo sa týka veľkosti obraz, ktorý sa vytvára na sietnici v porovnaní s veľkosťou samotného objektu - je v blízkom bode, keď M = 1,7 cm / 25 cm = 0,068 cm. Spravidla je to definované ako 1-násobné zväčšenie a zväčšenie pre optické prístroje, ako sú zväčšovacie okuliare, sa zvyčajne definuje porovnaním s normálnym videním. Obrázky, ktoré sa tvoria na sietnici, sú obrátené alebo obrátené naopak, hoci mozgu to neprekáža - naučilo sa interpretovať prijaté informácie tak, akoby boli namiesto toho obrázkom pravou stranou nahor.
