Ögat är hjärnans fönster mot världen. Det är ett optiskt instrument, som översätter fotoner till elektriska signaler som människor lär sig att känna igen som ljus och färg. För alla dess imponerande anpassningsförmåga, men ögat --- precis som alla optiska instrument --- har begränsningar. Bland dessa är den så kallade nära punkt, efter vilken ögat inte kan fokusera. Den nära punkt begränsar avståndet där människor kan se föremål klart
struktur i ögat
På framsidan av ögat är en tuff, transparent lager som kallas hornhinnan, som är som en fast objektiv som inte kan justeras. Bakom hornhinnan är en vätska som kallas kammarvatten, som fyller upp utrymmet mellan hornhinnan och linsen. Linsen är genomskinlig som på hornhinnan, men det kan omformas att fokusera på föremål på olika avstånd. Från linsen, kallas ljuset färdas genom ett lager av vätska glaskroppen till näthinnan --- lagret av celler vid bakre delen av ögat som översätter ljussignaler till nervimpulser, som färdas längs synnerven till hjärnan.
Objektiv
När ljuset färdas genom en lins är böjd eller brytas. Objektivet böjar parallella ljusstrålar så att de träffas på en brännpunkt. Avståndet från linsen till dess brännpunkt kallas brännvidd. Om ljus studsar ett objekt och sedan färdas genom en konvergerande lins, ljusstrålarna böjs för att bilda en bild. Den punkt där bilden former och storleken på bilden beror på brännvidden för linsen och placeringen av objektet i förhållande till linsen.
Linsen Ekvationen
Förhållandet mellan brännvidden och den plats en bild definieras av linsen ekvationen: 1 /L + 1 /L '= 1 /f, där L är avståndet mellan en lins och ett objekt, L' är avståndet från linsen till bilden den bildar och f är brännvidden. Avståndet från linsen i ögat på näthinnan är lite över 1,7 cm, så för det mänskliga ögat L "är alltid detsamma, bara L, avståndet till objektet, och f (brännvidden) förändring. Dina ögon ändrar brännvidd objektivet så att bilden alltid bildas på näthinnan. Att fokusera på ett objekt långt borta, justerar objektivet en brännvidd på ca 1,7 cm.
Förstoring
Oavsett om en lins förstorar ett objekt beror på var objektet är i förhållande till brännvidd på objektivet. Förstoringen ges av ekvationen M =-L '/L, där --- precis som i föregående ekvation --- l är avståndet till objektet och L' är avståndet från linsen till bilden den bildar. Det mänskliga ögat har dock begränsningar, det kan bara anpassa dess brännvidd hittills, så det inte kan fokusera tydligt på något närmare än nära punkten. För personer med god syn, är den närmaste punkten vanligen cirka 25 cm, som människor åldras, blir nära punkten större
Största förstoring
Eftersom L "för det mänskliga ögat är alltid samma --- 1,7 cm. --- den enda parametern i förstoring ekvation som ändras är L eller avståndet till objektet visas. Eftersom människor inte kan fokusera på någonting bortom den närmaste punkten, att den maximala förstoringen av det mänskliga ögat --- när det gäller storleken på bilden formulär på näthinnan i förhållande till storleken på själva objektet --- är på den närmaste punkt, när M=1. 7 cm /25 cm=0,068 cm. I allmänhet är detta definieras som 1x förstoring och förstoring för optiska instrument såsom förstoringsglas vanligtvis definieras genom att jämföra med normal syn. Bilder som ligger på näthinnan är upp och ner, även om hjärnan inte ihåg --- det är lärt sig att tolka den information den får som om bilden var höger sida och upp i stället.
