Vilken är den minsta längd som vårt ögons brännvidd kan gå, även när vi tar hänsyn till de suddiga bilderna.
Svar
Kort svar
Fokus längden på det genomsnittliga, friska, vuxna mänskliga ögat nära punkten är cirka 18,5 mm. Unga individer kan rymma sina linser ytterligare till en brännvidd på cirka 15,4 mm.
Bakgrund
brännvidd av det mänskliga ögat är avståndet mellan linsen och näthinnan när ett objekt är i fokus (fig. 1). Därför är inte ...even when considering blurred images too -delen i frågan mycket meningsfull. Så jag fokuserar mitt svar på enbart skarpa bilder (ordlek avsedd).
linserna i ögat är tjockare i mitten än vid kanterna, och därmed positiva och konvergerande linser. De bildar en inverterad bild på det ljuskänsliga skiktet på baksidan av ögat – näthinnan (fig. 1) näthinnans bild formas av två linser: 1) hornhinnan med en fast brännvidd och 2) ögonlinsen, som är en lins med variabel brännvidd genom formförändringar (Fig. 1) kallad boende och förmedlas av ciliärmuskler (Kolb, 2012) .
När ciliarymusklerna är avslappnade blir brännvidden av ögonlinsen är maximal och de avlägsna föremålen är i fokus (oändlighet). När ciliärmusklerna dras samman förkortar de ögonlinsens brännvidd för att få närmare objekt i fokus. div id = ”e9267257 78 ”>
fjärrpunkt , (ciliära muskler slappna av) och närpunkten (maximal logi) (källa: University of Colorado, Boulder ).
Avståndet mellan ögonlinsen och näthinnan är cirka 20 mm. När ett objekt är långt borta från ögat (oändligheten) ligger bilden väsentligen i kontaktpunkten. Därför bör hornhinnans och ögonlinsens brännvidd vara cirka 20 mm när ögonmusklerna är avslappnade. Linsstyrkan är den ömsesidiga brännvidden i meter. Därför är hornhinnans och ögonlinsens styrka längst bort ca 1 / 0,020 = 50 dioptrar (källa: University of Colorado, Boulder ) ..
När ett objekt är beläget vid den närmaste punkten (den närmaste punkten där ett objekt kan bringas i tydligt fokus på näthinnan) måste hornhinnans och ögonlinsens brännvidd ändras så att bilden bildas på näthinnan, som fortfarande är 20 mm bort. Den typiska närpunkten hos en vuxen är 25 cm, vilket motsvarar en brännvidd på hornhinnan och ögonlinsen på 18,52 mm med standardstrålspårningsregler för linser . Därför måste hornhinnans och ögonlinsens styrka nu vara cirka 1 / 0,01852 = 54 dioptrar. Med andra ord kan ögonmusklerna ge ett boendeintervall på 4 dioptrier (källa: University of Colorado, Boulder ).
Barn kan dock fokusera på punkter så nära som 6,5 cm bort , ie , 15 dioptrar värt optisk effekt, dvs. , en minimal brännvidd på 15,39 mm.
Fig. 1. Mänskligt öga. Övre panel: avslappnat öga. Nedre panel: anpassad öga. källa: Khan Academy