Artikolo Optikaj instrumentoj homa okulo
Partoj de la okulo
La korneo estas travidebla, malmola membrano kovranta la antaŭan parton de la okulo. La korneo refraktas la lumfaskon enirantan la okulon.
La pupilo estas la nigra parto de la okulo. La pupilo estas nigra, tial ĝi absorbas preskaŭ la tutan lumon. Pupilo estas truo tra kiu lumo pasas en la okulon. Ju pli granda la diametro de la pupilo, des pli da lumo eniras la okulon kaj ju pli malgranda la grandeco de la pupilo, des malpli da lumo eniras la okulon.
La iriso kontrolas la grandecon de la pupilo. Kiam la ĉirkaŭaĵo ĉirkaŭ la okulo estas tre hela, la iriso minimumigas la pupilon. Male, kiam la ĉirkaŭaĵo ĉirkaŭ la okuloj estas malpli hela, la iriso pligrandigas la pupilon tiel ke la kvanto da lumo eniranta la okulon estas granda. Se vi observis la diferencon inter la okulo de kato dum la tago kaj la nokto, tiam vi povas facile kompreni la funkcion de la iriso.
Ciliaraj muskoloj funkcias por ŝanĝi la kurbecon de la okullenso. Ŝanĝoj en la okullenso influas la fokusan distancon de la okullenso. Se la okulo observas objektojn je granda distanco, la ciliaraj muskoloj malstreĉiĝas tiel ke la radiuso de la lenskurbeco pliiĝas kaj la fokusa distanco de la lenso pliiĝas.
Kiam la okulo observas objektojn de proksime, la ciliaraj muskoloj kuntiriĝas tiel ke la radiuso de la kurbeco de la lenso malpliiĝas kaj la fokusa distanco de la lenso malpliiĝas. Do, nerekte, la funkcio de la ciliaraj muskoloj estas kontroli la fokusan distancon de la okullenso por ke la okulo povu ĝuste fokusigi la bildon de la objekto. La ŝanĝo en fokusa distanco de la okulario nomiĝas okula akomodiĝo.
La okullenso estas konverĝa lenso aŭ konveksa lenso aŭ pozitiva lenso. Kvankam pli da refrakto de lumo okazas en la korneo, la lenso de la okulo ankaŭ refraktas kaj enfokusigas la lumfaskon tiel ke la bildo formiĝas rekte sur la retino. Bildo devas formiĝi sur la retino por ke objektoj estu klare videblaj. La retino funkcias por konverti lumondojn en elektrajn signalojn, kiuj poste pasas tra la optika nervo al la cerbo.
Akomodo per normala okulo
Okulakomodiĝo estas la alĝustigo de la fokusa distanco (f) de la okullenso kun la distanco de la objekto de la okulo, tiel ke la bildo povas esti fokusita sur la retino. La fokusa distanco de la okullenso estas la distanco inter la okullenso kaj la fokusa punkto de la lenso (F). Kiam la okulo akomodiĝas, la kurbeco de la okullenso ŝanĝiĝas, kaŭzante ŝanĝon de la radiuso de kurbeco de la okulario kaj tial ankaŭ la fokusa distanco de la okullenso ŝanĝiĝas.
Se la okulo observas objekton ĉe malproksima punkto, la ciliara muskolo malstreĉiĝas, kaŭzante ke la okullenso flatiĝu tiel ke la radiuso de kurbeco kaj la fokusa distanco de la lenso pligrandiĝas. La malproksima punkto estas la plej fora distanco, kiun la okulo povas fokusigi, kie la malproksima punkto de la normala okulo estas senfina. Kiam la ciliaraj muskoloj malstreĉiĝas tiel ke la fokusa distanco de la okullenso fariĝas pli longa kaj povas fokusigi la objekton ĉe malproksima punkto, la okulo havas minimuman akomodon.
Kiam la okulo observas objektojn je proksima distanco, la ciliaraj muskoloj kuntiriĝas, kaŭzante ke la okullenso fariĝas pli kurba, tiel ke la radiuso de kurbeco kaj la fokusa distanco de la lenso malpliiĝas. La objekta distanco al la plej proksima okulo, kiun la okulo ankoraŭ povas fokusigi, nomiĝas la proksima punkto. La averaĝa homo havas proksiman punkton de 25 cm. Kiam la ciliaraj muskoloj kuntiriĝas tiel ke la fokusa distanco de la lenso de la okulo fariĝas pli mallonga kaj povas fokusigi la objekton je proksima punkto (25 cm), la okulo havas maksimuman akomodon.
Formado de bildo
La malproksima punkto
Se la objekto estas senfina, la okullenso platiĝas ĝis la fokusa distanco (f) de la lenso egalas al la bilddistanco (di). La bilddistanco estas la distanco inter la lenso kaj la punkto, kie la lumfasko estas refraktita de la okulo intersekcas. La punkto, kie la lumradioj intersekcas, koincidas kun la retino. Do oni povas konkludi, ke kiam la okulo observas senfinan objekton, la kurbeco de la okullenso platiĝas ĝis la fokusa distanco de la lenso (f) egalas la distancon inter la lenso kaj la retino. La lumfasko devas intersekci en la retino por ke lumo povu esti konvertita en elektrajn signalojn en la retino.
Jen matematika pruvo pri kial kiam objekto estas ĉe infinito, la fokusa distanco de la lenso (f) egalas al la bilddistanco (di). La rilato inter fokusa distanco (f), la objekta distanco (do) kaj la bilddistanco (di) estas esprimita per la jena ekvacio.
1/f = 1/do + 1/di —– Ekvacio 1
La okullenso estas konverĝa lenso. Tial, la fokusa distanco (f) estas pozitiva. La objekta distanco (do) estas senfina, do anstataŭigu la objektan distancon (do) en la ekvacio 1 per senfina simbolo.
1/f = 1/~ + 1/di
1/f = 0 + 1/di
1/f = 1/di
di = f —– Ekvacio 2
Ekvacio 2 montras, ke ĉe konverĝantaj lensoj, se la objekto estas ĉe infinito, la fokusa distanco (f) egalas al la bilddistanco (di).
La proksima punkto
Kio se la objekto estas proksime al la okulo? Antaŭe, oni klarigis, ke la proksima punkto de la normala okulo aŭ la distanco de la plej proksima objekto, kiun la normala okulo povas ĝuste fokusigi, estas 25 cm. Tial, la fokusa distanco (f) de la okullenso devas esti pli malgranda ol la objekta distanco (do) 25 cm. La fokusa distanco de la lenso de la okulo devas esti pli malgranda ol la distanco de 25 cm por ke la lenso de la okulo produktu la realan bildon. La okullenso estas konveksa lenso, kiu povas formi virtualan bildon kaj realan bildon. Reala bildo estas produktita de konveksa lenso kiam la fokusa distanco (f) estas pli malgranda ol la objekta distanco (do). Ĉi tio estis diskutita en la temo pri la bildformado de la konveksa lenso.
Taksu la fokusan distancon (f) de la okullensa sistemo:
La proksima punkto de la normala okulo estas 25 cm, tiel ke la distanco de la plej proksima(j) objekto(j) estas 25 cm. La distanco inter la korneo kaj la retino estas ĉirkaŭ 2.5 cm. La bildo estas klara se la lumfasko falas sur la retinon, tiel ke la distanco inter la korneo kaj la retino estas konsiderata kiel la bilddistanco (di). Do, la bilddistanco (in) estas 2.5 cm.
1/f = 1/do + 1/di
1/f = 1/25 + 1/2.5 = 1/25 + 10/25 = 11/25
f = 25/11
f = 2.27 cm
Surbaze de la rezultoj de la supraj kalkuloj, oni povas konkludi, ke la fokusa distanco (f) estas pli malgranda ol la bilddistanco (di). La diferenco inter la bilddistanco (di) kaj la fokusa distanco (f) estas 2.5 cm – 2.27 cm = 0.23 cm. La fokusa punkto de la korneo-okula lensa sistemo estas 0.23 cm maldekstre de la bildo aŭ retino.
La korneo-okula lensa sistemo estas konveksa lenso, tiel ke la bildo formiĝas sur la retino kvankam ĝi estas reala sed renversita. Kvankam la bildo sur la retino estas renversita, la nervo de la cerbo turnas ĝin vertikale.
