NộI Dung
Con mắt là cửa sổ não trên thế giới. Nó là một dụng cụ quang học, giúp chuyển các photon thành tín hiệu điện mà con người học cách nhận biết là ánh sáng và màu sắc. Tuy nhiên, đối với tất cả khả năng thích ứng ấn tượng của nó, con mắt giống như bất kỳ dụng cụ quang học nào cũng có những hạn chế. Trong số này là cái gọi là điểm gần, ngoài ra mắt không thể tập trung. Điểm gần giới hạn khoảng cách mà con người có thể nhìn rõ các vật thể.
Cấu trúc của mắt
Ở phía trước mắt là một lớp trong suốt, cứng gọi là giác mạc, giống như một thấu kính cố định không thể điều chỉnh được. Đằng sau giác mạc là một chất lỏng gọi là chất lỏng hài hước, lấp đầy khoảng trống giữa giác mạc và ống kính. Thấu kính trong suốt như giác mạc, nhưng nó có thể được định hình lại để tập trung vào các vật thể ở các khoảng cách khác nhau. Từ thấu kính, ánh sáng truyền qua một lớp chất lỏng khác gọi là sự hài hước thủy tinh đến võng mạc. Lớp tế bào ở phía sau mắt chuyển các tín hiệu ánh sáng thành các xung thần kinh, truyền dọc theo dây thần kinh thị giác đến não.
Ống kính
Khi ánh sáng truyền qua một thấu kính, nó bị uốn cong hoặc khúc xạ. Thấu kính uốn cong các tia sáng song song để chúng gặp nhau tại một tiêu điểm. Khoảng cách từ ống kính đến tiêu điểm của nó được gọi là tiêu cự. Nếu ánh sáng bật ra khỏi một vật thể và sau đó truyền qua một thấu kính hội tụ, các tia sáng bị bẻ cong để tạo thành một hình ảnh. Điểm mà hình ảnh hình thành và kích thước của hình ảnh phụ thuộc vào độ dài tiêu cự của ống kính và vị trí của vật thể so với ống kính.
Phương trình thấu kính
Mối quan hệ giữa độ dài tiêu cự và vị trí của hình ảnh được xác định bởi phương trình thấu kính: 1 / L + 1 / L = 1 / f, trong đó L là khoảng cách giữa ống kính và vật thể, L là khoảng cách từ ống kính đến hình ảnh nó tạo thành và f là độ dài tiêu cự. Khoảng cách từ thấu kính của mắt đến võng mạc chỉ hơn 1,7 cm một chút, vì vậy đối với mắt người L luôn giống nhau; chỉ L, khoảng cách đến đối tượng và f (độ dài tiêu cự) thay đổi. Mắt của bạn thay đổi độ dài tiêu cự của ống kính để hình ảnh luôn hình thành trên võng mạc. Để lấy nét vào một vật ở xa, ống kính sẽ điều chỉnh tiêu cự khoảng 1,7 cm.
Độ phóng đại
Việc một ống kính có phóng to một vật hay không phụ thuộc vào vị trí của vật đó so với tiêu cự của ống kính. Độ phóng đại được cho bởi phương trình M = -L / L, trong đó, giống như trong phương trình trước, L L là khoảng cách đến vật thể và L là khoảng cách từ ống kính đến hình ảnh mà nó tạo thành. Mắt người, tuy nhiên, có giới hạn; nó chỉ có thể điều chỉnh độ dài tiêu cự của nó cho đến nay, và vì vậy nó không thể tập trung rõ ràng vào bất cứ thứ gì gần hơn điểm gần. Đối với những người có thị lực tốt, điểm gần thường là khoảng 25 cm; khi mọi người già đi, điểm gần trở nên lớn hơn.
Độ phóng đại tối đa
Vì L đối với mắt người luôn luôn giống nhau. 1.7 cm, tham số duy nhất trong phương trình phóng đại thay đổi là L hoặc khoảng cách đến đối tượng được xem. Bởi vì con người không thể tập trung vào bất cứ thứ gì ngoài điểm gần, độ phóng đại tối đa của mắt người về mặt kích thước của hình ảnh hình thành trên võng mạc so với kích thước của vật thể chính là ở điểm gần, khi M = 1,7 cm / 25 cm = .068 cm. Nói chung, điều này được định nghĩa là độ phóng đại 1x và độ phóng đại cho các dụng cụ quang học như kính lúp thường được xác định bằng cách so sánh nó với tầm nhìn bình thường. Hình ảnh hình thành trên võng mạc bị đảo ngược hoặc lộn ngược, mặc dù bộ não không bận tâm đến việc học cách giải thích thông tin mà nó nhận được như thể hình ảnh được đặt ở phía bên phải.