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눈은 세상의 두뇌 창입니다. 이것은 광자를 인간이 빛과 색으로 인식하는 것을 배우는 전기 신호로 변환하는 광학 기기입니다. 그러나 인상적인 적응력으로 인해 모든 광학 기기와 마찬가지로 눈에는 한계가 있습니다. 그중에는 눈이 초점을 맞출 수없는 소위 근거리가 있습니다. 가까운 지점은 사람이 물체를 명확하게 볼 수있는 거리를 제한합니다.
눈의 구조
눈 앞쪽에는 각막이라고하는 단단하고 투명한 층이 있는데, 이는 조정할 수없는 고정 렌즈와 같습니다. 각막 뒤에는 각막과 수정체 사이의 공간을 채우는 수성 체액이라는 액체가 있습니다. 렌즈는 각막처럼 투명하지만 거리가 다른 물체에 초점을 맞추도록 모양을 바꿀 수 있습니다. 수정체에서 빛은 유리 체액이라고 불리는 또 다른 유체 층을 통해 망막으로 이동합니다. 눈 뒤쪽의 세포 층은 빛 신호를 신경 자극으로 변환하여 시신경을 따라 뇌로 이동합니다.
렌즈
빛이 렌즈를 통과 할 때 구부러 지거나 굴절됩니다. 렌즈는 초점에서 만나도록 평행 광선을 구부립니다. 렌즈에서 초점까지의 거리를 초점 거리라고합니다. 빛이 물체에서 반사되어 수렴 렌즈를 통과하면 광선이 구부러져 이미지를 형성합니다. 이미지가 형성되는 지점과 이미지의 크기는 렌즈의 초점 거리와 렌즈에 대한 물체의 위치에 따라 달라집니다.
렌즈 방정식
초점 거리와 이미지의 위치 사이의 관계는 렌즈 방정식으로 정의됩니다 : 1 / L + 1 / L = 1 / f, 여기서 L은 렌즈와 물체 사이의 거리, L은 렌즈와의 거리 그것이 형성하는 이미지와 f는 초점 거리입니다. 눈의 렌즈에서 망막까지의 거리는 1.7cm를 약간 넘으므로 사람의 눈의 경우 L은 항상 같습니다. L, 물체까지의 거리 및 f (초점 거리) 만 변경됩니다. 눈은 렌즈의 초점 거리를 변경하여 이미지가 항상 망막에 형성되도록합니다. 멀리있는 물체에 초점을 맞추기 위해 렌즈는 약 1.7cm의 초점 거리로 조정됩니다.
확대
렌즈가 물체를 확대하는지 여부는 물체가 렌즈의 초점 거리에 상대적인 위치에 따라 다릅니다. 배율은 방정식 M = -L / L로 주어집니다. 여기서 이전 방정식에서와 같이 L은 물체까지의 거리이며 L은 렌즈에서 렌즈까지의 거리입니다. 그러나 인간의 눈에는 한계가 있습니다. 초점 거리를 지금까지만 조정할 수 있으므로 근거리보다 가까운 곳에 초점을 맞출 수 없습니다. 시력이 좋은 사람의 경우 가까운 지점은 보통 약 25cm입니다. 사람들이 나이가 들수록 근거리가 커집니다.
최대 배율
사람의 눈에 대한 L은 항상 동일 (1.7cm)하기 때문에 배율 방정식에서 변경되는 유일한 매개 변수는 L 또는 표시된 물체까지의 거리입니다. 인간은 근거리 이외의 것에 초점을 맞출 수 없기 때문에, 물체 자체의 크기와 비교하여 망막에 형성되는 이미지의 크기와 관련하여 인간의 눈의 최대 확대는 M 일 때 가까운 지점에 있습니다. = 1.7 cm / 25 cm = 0.068 cm 일반적으로 이것은 1 배 확대로 정의되며 돋보기와 같은 광학 기기의 확대는 일반적으로 일반 시력과 비교하여 정의됩니다. 뇌는 신경 쓰지 않지만 망막에 형성되는 이미지는 뒤집어 지거나 거꾸로되어 있습니다. 마치 이미지가 오른쪽이 위로 향하는 것처럼 수신하는 정보를 해석하는 것을 배웠습니다.