L'occhio è finestra del cervello sul mondo. È uno strumento ottico, che si traduce di fotoni in segnali elettrici che gli esseri umani imparano a riconoscere come luce e colore. Per tutte le sua adattabilità impressionante, tuttavia, l'occhio---come qualsiasi strumento ottico---ha limitazioni. Tra questi è il cosiddetto punto vicino, oltre che l'occhio non può concentrarsi. Il punto vicino limita la distanza a cui gli esseri umani possono vedere chiaramente gli oggetti.
Struttura dell'occhio
Nella parte anteriore dell'occhio è uno strato trasparente resistente chiamato la cornea, che è come una lente fissa che non può essere regolata. Dietro la cornea è un liquido chiamato umore acquoso, che riempie lo spazio tra la cornea e il cristallino. La lente è trasparente come la cornea, ma può essere rimodellato per mettere a fuoco sugli oggetti alle distanze differenti. Dalla lente, la luce viaggia attraverso un altro strato di liquido chiamato umore vitroso alla retina---lo strato delle cellule nella parte posteriore dell'occhio che traducono i segnali luminosi in impulsi nervosi, che viaggiano lungo il nervo ottico al cervello.
Lenti
Come la luce viaggia attraverso una lente è piegato o rifratta. La lente si piega raggi paralleli di luce affinché si incontrano in un punto focale. La distanza dalla lente al punto focale viene chiamata la lunghezza focale. Se la luce rimbalza su un oggetto e poi viaggia attraverso una lente convergente, i raggi di luce sono piegati per formare un'immagine. Il punto dove l'immagine si forma e le dimensioni dell'immagine dipendono la lunghezza focale dell'obiettivo e la posizione dell'oggetto rispetto alla lente.
L'equazione di lente
Il rapporto tra lunghezza focale e la posizione di un'immagine è definito dall'equazione lente: 1/L + 1/L ' = 1/f, dove L è la distanza tra una lente e un oggetto, L' è la distanza tra la lente e l'immagine si forma e f è la lunghezza focale. La distanza tra la lente dell'occhio e la retina è un po' più di 1,7 cm, così per l'essere umano occhio L' è sempre la stessa; solo L, la distanza all'oggetto e cambiamento di f (la lunghezza focale). Il tuo occhio cambia la lunghezza focale del suo obiettivo in modo che l'immagine si forma sempre sulla retina. Per mettere a fuoco un oggetto lontano, la lente si adatta alla lunghezza focale di circa 1,7 cm.
Ingrandimento
Se una lente ingrandisce un oggetto dipende dove l'oggetto è relativo alla lunghezza focale della lente. L'ingrandimento è dato dall'equazione M = -L ' / L, dove---proprio come l'equazione precedente---L è la distanza all'oggetto e L' è la distanza tra la lente e l'immagine si forma. L'occhio umano, tuttavia, ha dei limiti; può solo regolare la sua lunghezza focale finora, e quindi esso non può concentrarsi chiaramente su qualcosa più vicino il punto vicino. Per le persone con buona vista, il punto vicino è solitamente circa 25 cm; mentre la gente invecchia, il punto vicino diventa maggiore.
Massimo ingrandimento
Dal L' per l'occhio umano è sempre lo stesso---1,7 cm---l'unico parametro dell'equazione di ingrandimento che cambia è la L o hanno visto la distanza all'oggetto. Perché gli esseri umani non possono concentrarsi su qualcosa di là del punto vicino, nel punto vicino, è il massimo ingrandimento dell'occhio umano---in termini di dimensioni dell'immagine che si forma sulla retina rispetto le dimensioni dell'oggetto stesso---quando M = 1,7 cm / 25 cm =.068 cm. Generalmente, questo viene definito come ingrandimento di 1x e ingrandimento per strumenti ottici come lenti d'ingrandimento viene in genere definito confrontandolo con visione normale. Immagini che si formano sulla retina sono invertiti o testa in giù, anche se il cervello non mente---ha imparato a interpretare le informazioni che riceve come se l'immagine fosse destra-up invece.