Sisu
Silm on aju aken maailmas. See on optiline instrument, mis muudab footonid elektrilisteks signaalideks, mida inimesed õpivad valguse ja värvusena ära tundma. Kõigil muljetavaldavatel kohanemisvõimalustel on silmal - nagu igal optilisel instrumendil - piirangud. Nende hulgas on nn lähipunkt, millest kaugemale silm ei suuda keskenduda. Lähedal asuv punkt piirab kaugust, kus inimesed saavad objekte selgelt näha.
Silma struktuur
Silma ees on tugev, läbipaistev kiht, mida nimetatakse sarvkestaks, mis on nagu fikseeritud lääts, mida ei saa reguleerida. Sarvkesta taga on vedelik, mida nimetatakse vesivedelikuks, mis täidab sarvkesta ja läätse vahelise ruumi. Objektiiv on sarvkesta sarnaselt läbipaistev, kuid seda saab muuta, et keskenduda erineva vahemaaga objektidele. Läätsest liigub valgus läbi teise vedelikukihi, mida nimetatakse klaaskeha huumoriks, võrkkestasse - silma taga asuvasse rakkude kihti, mis muudavad valgussignaalid närviimpulssideks, mis liiguvad piki nägemisnärvi aju.
Objektiivid
Kui valgus liigub läbi objektiivi, on see painutatud või murdunud. Objektiiv painutab paralleelseid valguskiiri, nii et need kohtuvad fookuspunktis. Kaugus objektiivist selle fookuspunktini nimetatakse fookuskauguseks. Kui valgus põrkub objektilt tagasi ja liigub seejärel läbi koonduva läätse, on valguskiired pildi moodustamiseks painutatud. Kujutise vorm ja selle suurus sõltuvad läätse fookuskaugusest ja objekti asukohast läätse suhtes.
Objektiivi võrrand
Fookuskauguse ja pildi asukoha suhe on määratletud läätse võrrandiga: 1 / L + 1 / L = 1 / f, kus L on objektiivi ja objekti vaheline kaugus, L on kaugus objektiivist pildi, mille see moodustab, ja f on fookuskaugus. Kaugus silma läätsest võrkkestani on pisut üle 1,7 cm, nii et inimsilma jaoks on L alati sama; muutuvad ainult L, kaugus objektist ja f (fookuskaugus). Teie silm muudab oma läätse fookuskaugust nii, et pilt moodustub alati võrkkestas. Kaugele objektile teravustamiseks kohandatakse objektiivi fookuskauguseks umbes 1,7 cm.
Suurendus
See, kas objektiiv suurendab objekti, sõltub sellest, kus objekt asub objektiivi fookuskauguse suhtes. Suurendus saadakse võrrandiga M = -L / L, kus - nagu ka eelmises võrrandis - L on kaugus objektist ja L on kaugus objektiivist selle moodustatava kujutiseni. Inimese silmal on aga piirid; seni saab ta oma fookuskaugust reguleerida ainult ja seetõttu ei saa ta keskenduda selgelt millelegi lähemale kui lähipunkt. Hea nägemisega inimestel on lähipunkt tavaliselt umbes 25 cm; inimeste vananedes muutub lähipunkt suuremaks.
Maksimaalne suurendus
Kuna inimsilma korral on L alati sama - 1,7 cm -, on suurendusvõrrandis muutuv ainus parameeter L või kaugus vaadeldava objektini. Kuna inimesed ei saa keskenduda millelegi kaugemale kui lähipunkt, on inimsilma maksimaalne suurendus - võrkkestas moodustuva pildi suuruse suhtes võrreldes objekti enda suurusega - lähimas kohas, kui M = 1,7 cm / 25 cm = 0,68 cm. Üldiselt on see defineeritud kui 1-kordne suurendus ja optiliste instrumentide, näiteks luupide, suurendus määratletakse tavaliselt selle võrdlemisel normaalse nägemisega. Võrkkestas moodustuvad pildid on ümberpööratud või tagurpidi, ehkki aju ei pea seda silmas - ta õppis saadud teavet tõlgendama justkui kujutise asemel parempoolse küljega.