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 comme lumière et couleur. Cependant, malgré son adaptabilité impressionnante, l'œil, comme tout instrument optique, a ses limites. Parmi ceux-ci est le soi-disant point proche, au-delà duquel l'œil ne peut pas se concentrer. Le point le plus proche limite la distance à laquelle les humains peuvent voir clairement les objets.

Structure de l'œil

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

Lentilles

Lorsque la lumière traverse une lentille, elle est pliée ou réfractée. La lentille courbe les rayons parallèles de manière à ce qu'ils se rencontrent à un point focal. La distance entre l'objectif et son point focal est appelée distance focale. Si la lumière rebondit sur un objet, puis se déplace à travers une lentille convergente, les rayons lumineux sont pliés pour former une image. Le point où l'image se forme 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.

L'équation de la lentille

La relation entre la focale La longueur et l'emplacement d'une image sont définis par l'équation de la lentille: 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 il forme et f est la distance focale. La distance de la lentille de l'œil à la rétine est un peu plus de 1,7 cm, donc pour l'œil humain, c'est toujours pareil; seulement L, la distance à l'objet, et f (la distance focale) changent. Votre œil change la distance focale de son objectif pour que l'image se forme toujours sur la rétine. Pour faire la mise au point sur un objet éloigné, l'objectif s'adapte à une distance focale d'environ 1,7 cm.

Grossissement

Si une lentille agrandit un objet dépend de l'emplacement 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'oeil humain, cependant, a des limites; il ne peut ajuster sa distance focale que jusqu'à présent, et ne peut donc pas se concentrer clairement sur quelque chose de plus proche que le point le plus proche. Pour les personnes ayant une bonne vision, le point le plus proche est généralement d'environ 25 cm; À mesure que les gens vieillissent, le point le plus proche devient plus grand.

Grossissement maximum

Puisque l'œil humain est toujours le même - 1,7 cm - le seul paramètre de l'équation d'agrandissement qui change est le L ou la distance à l'objet vu. Parce que les humains ne peuvent pas se concentrer sur quelque chose au-delà du point proche, le grossissement maximal 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 - est proche. quand M = 1,7 cm /25 cm = 0,068 cm. Généralement, ceci est défini comme un grossissement 1x, et le grossissement pour les instruments optiques comme les loupes est généralement défini en le comparant à la vision normale. Les images qui se forment sur la rétine sont inversées ou à l'envers, bien que le cerveau ne s'en préoccupe pas - il a appris à interpréter les informations qu'il reçoit comme si l'image était à droite.