Qual è la lunghezza focale minima dellocchio umano?

Risposta breve
La focale la lunghezza dellocchio umano adulto medio, sano, al punto vicino è di circa 18,5 mm. I giovani possono adattare le loro lenti a una lunghezza focale di circa 15,4 mm.

Sfondo
La lunghezza focale dellocchio umano è la distanza tra il cristallino e la retina quando un oggetto è a fuoco (Fig. 1). Pertanto, la parte ...even when considering blurred images too nella domanda non ha molto senso. Quindi concentrerò la mia risposta solo su immagini nitide (gioco di parole).

Il le lenti dellocchio sono più spesse al centro rispetto ai bordi, e quindi lenti positive e convergenti. Formano unimmagine invertita sullo strato fotosensibile nella parte posteriore dellocchio – la retina (Fig. 1) Limmagine retinica è modellata da due lenti: 1) la cornea con una lunghezza focale fissa e 2) la lente dellocchio, che è una lente con lunghezza focale variabile attraverso cambiamenti di forma (Fig. 1) chiamata accomodamento ed è mediata dal muscoli ciliari (Kolb, 2012) .

Quando i muscoli ciliari sono rilassati, la lunghezza focale della lente dellocchio è massima e gli oggetti distanti sono a fuoco (infinito). Quando i muscoli ciliari si contraggono, accorciano la lunghezza focale del cristallino per mettere a fuoco gli oggetti più vicini. I due limiti di questo intervallo sono chiamati punto lontano , (muscoli ciliari rilassati) e punto vicino (sistemazione massima) (fonte: University of Colorado, Boulder ).

La distanza tra il cristallino e la retina è di circa 20 mm. Quando un oggetto è lontano dallocchio (infinito), limmagine si trova essenzialmente nel punto focale. Pertanto la lunghezza focale della cornea e del cristallino dovrebbe essere di circa 20 mm quando i muscoli dellocchio sono rilassati. La forza della lente è il reciproco della sua lunghezza focale in metri. Pertanto, la forza della cornea e del cristallino nel punto lontano è di circa 1 / 0,020 = 50 diottrie (fonte: University of Colorado, Boulder ) ..

Quando un oggetto si trova nel punto vicino (il punto più vicino al quale un oggetto può essere messo a fuoco chiaramente sulla retina), la lunghezza focale della cornea e del cristallino deve essere modificato in modo che limmagine si formi sulla retina, che è ancora a 20 mm di distanza. Il tipico punto vicino in un adulto è di 25 cm, corrispondente a una lunghezza focale della cornea e del cristallino di 18,52 mm utilizzando le regole standard di ray-tracing delle lenti . Quindi la forza della cornea e del cristallino deve ora essere di circa 1 / 0,01852 = 54 diottrie. In altre parole, i muscoli dellocchio possono fornire una gamma di accomodamento di 4 diottrie (fonte: University of Colorado, Boulder ).

I bambini possono, tuttavia, concentrarsi su punti fino a 6,5 cm di distanza , cioè , per un valore di 15 diottrie potenza ottica, cioè , una lunghezza focale minima di 15,39 mm.

^{Fig. 1. Occhio umano. Pannello superiore: occhio rilassato non accomodato. Pannello inferiore: occhio accomodato. fonte: Khan Academy}

_{Riferimento
– Kolb , Anatomia lorda dellocchio. In: Webvision. The Organization of the Retina and Visual System , Moran Eye Center (2012)}