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O olho é a janela do cérebro no mundo. É um instrumento óptico, que traduz fótons em sinais elétricos que os humanos aprendem a reconhecer como luz e cor. Apesar de toda a sua impressionante adaptabilidade, no entanto, o olho - como qualquer instrumento óptico - tem limitações. Entre eles está o chamado ponto próximo, além do qual o olho não pode focalizar. O ponto próximo limita a distância em que os humanos podem ver objetos claramente.
Estrutura do olho
Na frente do olho, há uma camada dura e transparente chamada córnea, que é como uma lente fixa que não pode ser ajustada. Atrás da córnea, há um fluido chamado humor aquoso, que preenche o espaço entre a córnea e as lentes. A lente é transparente como a córnea, mas pode ser remodelada para focalizar objetos a diferentes distâncias. Das lentes, a luz viaja através de outra camada de fluido chamada humor vítreo para a retina - a camada de células na parte posterior do olho que traduz sinais de luz em impulsos nervosos, que viajam ao longo do nervo óptico até o cérebro.
Lentes
À medida que a luz viaja através de uma lente, ela é dobrada ou refratada. A lente curva raios de luz paralelos para que eles se encontrem em um ponto focal. A distância da lente ao seu ponto focal é chamada de distância focal. Se a luz quica em um objeto e viaja através de uma lente convergente, os raios de luz são curvados para formar uma imagem. O ponto em que a imagem se forma e o tamanho da imagem dependem da distância focal da lente e da localização do objeto em relação à lente.
A equação da lente
A relação entre a distância focal e a localização de uma imagem é definida pela equação da lente: 1 / L + 1 / L = 1 / f, onde L é a distância entre uma lente e um objeto, L é a distância da lente para a imagem que forma ef é a distância focal. A distância da lente do olho até a retina é um pouco acima de 1,7 cm, portanto, para o olho humano, L é sempre o mesmo; somente L, a distância do objeto ef (a distância focal) mudam. Seu olho altera a distância focal da lente para que a imagem sempre se forme na retina. Para focalizar um objeto distante, a lente se ajusta a uma distância focal de cerca de 1,7 cm.
Ampliação
Se uma lente amplia um objeto depende de onde o objeto é relativo à distância focal da lente. A ampliação é dada pela equação M = -L / L, onde - assim como na equação anterior - L é a distância do objeto e L é a distância da lente à imagem que forma. O olho humano, no entanto, tem limites; ele só pode ajustar sua distância focal até agora e, portanto, não pode focar claramente em nada mais próximo do que o ponto próximo. Para pessoas com boa visão, o ponto mais próximo é geralmente cerca de 25 cm; À medida que as pessoas envelhecem, o ponto próximo se torna maior.
Ampliação máxima
Como L para o olho humano é sempre o mesmo - 1,7 cm - o único parâmetro na equação de ampliação que muda é o L ou a distância do objeto visualizado. Como os humanos não conseguem se concentrar em nada além do ponto próximo, a ampliação máxima do olho humano - em termos do tamanho da imagem que se forma na retina em comparação com o tamanho do próprio objeto - está no ponto próximo, quando M = 1,7 cm / 25 cm = 0,068 cm. Geralmente, isso é definido como ampliação de 1x, e a ampliação para instrumentos ópticos, como lentes de aumento, é normalmente definida comparando-a à visão normal. As imagens que se formam na retina são invertidas ou de cabeça para baixo, embora o cérebro não se importe - ele aprendeu a interpretar as informações que recebe como se a imagem estivesse do lado direito para cima.