Περιεχόμενο
Το μάτι είναι το παράθυρο εγκεφάλων στον κόσμο. Είναι ένα οπτικό όργανο, το οποίο μετατρέπει τα φωτόνια σε ηλεκτρικά σήματα που μαθαίνουν να αναγνωρίζουν οι άνθρωποι ως φως και χρώμα. Ωστόσο, για όλη την εντυπωσιακή προσαρμοστικότητά του, το οπτικό όργανο με τα μάτια έχει περιορισμούς. Μεταξύ αυτών είναι το λεγόμενο κοντινό σημείο, πέρα από το οποίο το μάτι δεν μπορεί να επικεντρωθεί. Το κοντινό σημείο περιορίζει την απόσταση στην οποία οι άνθρωποι μπορούν να δουν καθαρά αντικείμενα.
Δομή του ματιού
Στο μπροστινό μέρος του ματιού υπάρχει ένα σκληρό, διαφανές στρώμα που ονομάζεται κερατοειδής, το οποίο είναι σαν σταθερός φακός που δεν μπορεί να ρυθμιστεί. Πίσω από τον κερατοειδή είναι ένα υγρό που ονομάζεται υδατοειδές υγρό, το οποίο γεμίζει το διάστημα μεταξύ του κερατοειδούς και του φακού. Ο φακός είναι διαφανής όπως ο κερατοειδής, αλλά μπορεί να αναμορφωθεί για να εστιάσει σε αντικείμενα σε διαφορετικές αποστάσεις. Από τον φακό, το φως ταξιδεύει μέσα από ένα άλλο στρώμα υγρού που ονομάζεται υαλοειδές υγρό στον αμφιβληστροειδή - το στρώμα των κυττάρων στο πίσω μέρος του ματιού που μεταφράζει τα φωτεινά σήματα σε νευρικές παλμίες, οι οποίες κινούνται κατά μήκος του οπτικού νεύρου στον εγκέφαλο.
Φακοί
Καθώς το φως ταξιδεύει μέσα από ένα φακό είναι λυγισμένο ή διαθλασμένο. Ο φακός λυγίζει παράλληλες ακτίνες φωτός έτσι ώστε να συναντώνται σε ένα εστιακό σημείο. Η απόσταση από τον φακό στο εστιακό σημείο ονομάζεται εστιακή απόσταση. Αν το φως αναπηδήσει από ένα αντικείμενο και στη συνέχεια ταξιδεύει μέσα από ένα συγκλίνουσες φακούς, οι ακτίνες φωτός κάμπτονται για να σχηματίσουν μια εικόνα. Το σημείο όπου σχηματίζεται η εικόνα και το μέγεθος της εικόνας εξαρτάται από το εστιακό μήκος του φακού και τη θέση του αντικειμένου σε σχέση με τον φακό.
Η εξίσωση του φακού
Η σχέση μεταξύ της εστιακής απόστασης και της θέσης μιας εικόνας καθορίζεται από την εξίσωση του φακού: 1 / L + 1 / L = 1 / f, όπου L είναι η απόσταση μεταξύ φακού και αντικειμένου, L είναι η απόσταση από τον φακό η εικόνα που σχηματίζει και το f είναι η εστιακή απόσταση. Η απόσταση από τον φακό του οφθαλμού στον αμφιβληστροειδή είναι λίγο πάνω από 1,7 cm, έτσι ώστε το ανθρώπινο μάτι L να είναι πάντα το ίδιο. μόνο L, η απόσταση από το αντικείμενο και η f (εστιακή απόσταση) αλλάζουν. Το μάτι σας αλλάζει το εστιακό μήκος του φακού του έτσι ώστε η εικόνα να σχηματίζεται πάντα στον αμφιβληστροειδή. Για να εστιάσετε σε ένα αντικείμενο πολύ μακριά, ο φακός ρυθμίζεται σε εστιακή απόσταση περίπου 1,7 cm.
Μεγέθυνση
Το αν ένας φακός μεγεθύνει ένα αντικείμενο εξαρτάται από το πού το αντικείμενο είναι σε σχέση με το εστιακό μήκος του φακού. Η μεγέθυνση δίνεται από την εξίσωση M = -L / L, όπου -όπως και στην προηγούμενη εξίσωση -L είναι η απόσταση από το αντικείμενο και L είναι η απόσταση από τον φακό στην εικόνα που σχηματίζει. Το ανθρώπινο μάτι, ωστόσο, έχει όρια. μπορεί να προσαρμόσει μόνο το εστιακό της μήκος μέχρι τώρα, και έτσι δεν μπορεί να επικεντρωθεί σαφώς σε τίποτα πιο κοντά από το κοντινό σημείο. Για άτομα με καλή όραση, το εγγύς σημείο είναι συνήθως περίπου 25 cm. καθώς οι άνθρωποι γερνούν, το κοντινό σημείο γίνεται μεγαλύτερο.
Μέγιστη μεγέθυνση
Δεδομένου ότι το L για το ανθρώπινο μάτι είναι πάντα το ίδιο - 1,7 cm - η μόνη παράμετρος στην εξίσωση μεγέθυνσης που αλλάζει η τιμή L ή η απόσταση από το αντικείμενο που βλέπετε. Επειδή οι άνθρωποι δεν μπορούν να επικεντρωθούν σε τίποτα πέρα από το κοντινό σημείο, η μέγιστη μεγέθυνση του ανθρώπινου ματιού - όσον αφορά το μέγεθος της εικόνας που σχηματίζεται στον αμφιβληστροειδή σε σύγκριση με το μέγεθος του ίδιου του αντικειμένου - βρίσκεται στο κοντινό σημείο, όταν το M = 1.7 cm / 25 cm = .068 cm. Γενικά, αυτό ορίζεται ως η μεγέθυνση 1x και η μεγέθυνση για οπτικά όργανα, όπως τα μεγεθυντικά φακούς, τυπικά ορίζεται με τη σύγκρισή της με την κανονική όραση. Οι εικόνες που σχηματίζονται στον αμφιβληστροειδή είναι ανεστραμμένες ή ανάποδα, αν και ο εγκέφαλος δεν έχει το μυαλό - έμαθε να ερμηνεύσει τις πληροφορίες που λαμβάνει, σαν να ήταν η εικόνα προς τα δεξιά.