Grein Sjóntæki mannlegt auga
Hlutar augans
Hornhimnan er gegnsæ, hörð himna sem þekur framhlið augans. Hornhimnan brýtur ljósgeislann sem fer inn í augað.
Sjáöldin er svarti hluti augans. Hún er svört og gleypir því næstum allt ljósið. Sjáöldin er gat sem ljós fer í gegnum inn í augað. Því stærra sem sjáöldin er, því meira ljós fer inn í augað og því minni sem sjáöldin er, því minna ljós fer inn í augað.
Lithimnan stýrir stærð sjáöldrunnar. Þegar umhverfið í kringum augað er mjög bjart minnkar lithimnan sjáölduna. Aftur á móti, þegar umhverfið í kringum augun er minna bjart, stækkar lithimnan sjáölduna þannig að magn ljóss sem fer inn í augað er mikið. Ef þú hefur fylgst með muninum á kattarauga á daginn og nóttunni, þá geturðu auðveldlega skilið virkni lithimnunnar.
Brárvöðvar virka til að breyta sveigju augnlinsunnar. Breytingar á augnlinsunni hafa áhrif á brennivídd augnlinsunnar. Ef augað sér hluti í mikilli fjarlægð slaka brárvöðvarnir á þannig að radíus sveigju linsunnar eykst og brennivídd linsunnar eykst.
Þegar augað skoðar hluti í návígi dragast birgisvöðvarnir saman þannig að radíus linsubeygja minnkar og brennivídd linsunnar minnkar. Þannig er hlutverk birgisvöðvanna óbeint að stjórna brennivídd augnlinsunnar svo að augað geti fókusað mynd hlutarins rétt. Breytingin á brennivídd augnglersins kallast augnstilling.
Augnlinsan er samleitlinsa, kúptlinsa eða jákvæð linsa. Þó að meiri ljósbrot eigi sér stað í hornhimnu, þá brotnar og einbeitir augnlinsan einnig ljósgeislanum þannig að myndin myndist beint á sjónhimnunni. Mynd verður að myndast á sjónhimnunni til að hægt sé að sjá hluti greinilega. Virkni sjónhimnunnar er að breyta ljósbylgjum í rafboð sem síðan fara í gegnum sjóntaugina til heilans.
Aðstaða með eðlilegu auga
Augnstilling er aðlögun brennivíddar (f) augnlinsunnar að fjarlægð hlutarins frá auganu þannig að hægt sé að beina myndinni að sjónhimnunni. Brennivídd augnlinsunnar er fjarlægðin milli augnlinsunnar og brennipunkts linsunnar (F). Þegar augað aðlagast breytist sveigja augnlinsunnar, sem veldur því að sveigjugeisli augnglersins breytist og þar af leiðandi breytist brennivídd augnlinsunnar einnig.
Ef augað horfir á hlut í fjarlægum punkti slakar bifhárvöðvinn á, sem veldur því að augnlinsan flatnar út þannig að bogadíus og brennivídd linsunnar eykst. Fjarlægi punkturinn er fjærsta fjarlægðin sem augað getur fókusað á, þar sem fjarlægi punktur venjulegs auga er óendanlegur. Þegar bifhárvöðvarnir slaka á þannig að brennivídd augnlinsunnar lengist og hægt er að fókusera á hlut í fjarlægum punkti, hefur augað lágmarks aðlögunarhæfni.
Þegar augað skoðar hluti í návígi dragast birgisvöðvarnir saman, sem veldur því að augnlinsan verður sveigðari þannig að bognunarradíus og brennivídd linsunnar minnkar. Fjarlægðin milli hlutarins og næsta auga sem augað getur enn einbeitt sér að kallast nærpunktur. Meðalmanneskja hefur nærpunkt upp á 25 cm. Þegar birgisvöðvarnir dragast saman þannig að brennivídd augnlinsunnar styttist og hægt er að einbeita sér að hlutnum í návígi (25 cm), hefur augað hámarks aðlögunarhæfni.
Myndun myndar
Fjarlægi punkturinn
Ef fyrirbærið er óendanlegt, þá flatnar augnlinsan þar til brennivídd (f) linsunnar er jöfn myndfjarlægðinni (di). Myndfjarlægðin er fjarlægðin milli linsunnar og punktsins þar sem ljósgeislinn brotnar af auganu. Punkturinn þar sem ljósgeislarnir skerast fellur saman við sjónhimnuna. Því má álykta að þegar augað horfir á óendanlegt fyrirbæri, þá flatnar sveigju augnlinsunnar þar til brennivídd linsunnar (f) er jöfn fjarlægðinni milli linsunnar og sjónhimnunnar. Ljósgeislinn verður að skerast í sjónhimnunni til þess að ljós geti breyst í rafboð í sjónhimnunni.
Eftirfarandi er stærðfræðileg sönnun á því hvers vegna þegar hlutur er í óendanleika, þá er brennivídd linsunnar (f) jöfn myndfjarlægðinni (di). Sambandið milli brennivíddar (f), fjarlægðar hlutarins (do) og myndfjarlægðar (di) er tjáð með eftirfarandi jöfnu.
1/f = 1/do + 1/di —– Jafna 1
Augnlinsan er samleitnis. Þess vegna er brennivíddin (f) jákvæð. Fjarlægðin milli hlutarins (do) er óendanleg, svo skiptu út fjarlægðinni milli hlutarins (do) í jöfnu 1 fyrir óendanleikatákn.
1/f = 1/~ + 1/di
1/f = 0 + 1/di
1/f = 1/di
di = f —– Jafna 2
Jafna 2 sýnir að á samleitnum linsum, ef fyrirbærið er í óendanleika, þá er brennivíddin (f) jöfn myndfjarlægðinni (di).
Nálægasti punkturinn
Hvað ef hluturinn er nálægt auganu? Áður var útskýrt að nálægðarpunktur eðlilegs auga eða fjarlægðin að næsta hlut sem eðlilegt auga getur fókusað rétt á er 25 cm. Þannig verður brennivídd (f) augnlinsunnar að vera minni en fjarlægðin að hlutnum (do) 25 cm. Brennivídd augnlinsunnar verður að vera minni en fjarlægðin 25 cm til þess að augnlinsan framleiði raunverulega mynd. Augnlinsan er kúptur linsa sem getur myndað sýndarmynd og raunverulega mynd. Raunmynd myndast með kúptri linsu þegar brennivíddin (f) er minni en fjarlægðin að hlutnum (do). Þetta hefur verið rætt í umræðunni um myndun kúptrar linsu.
Áætlaðu brennivídd (f) augnlinsukerfisins:
Nálægðarpunktur eðlilegs auga er 25 cm þannig að fjarlægðin að næsta hlut (hlutum) er 25 cm. Fjarlægðin milli hornhimnu og sjónhimnu er um 2.5 cm. Myndin er skýr ef ljósgeislinn fellur á sjónhimnu þannig að fjarlægðin milli hornhimnu og sjónhimnu telst myndfjarlægðin (di). Þannig er myndfjarlægðin (in) 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
Byggt á niðurstöðum ofangreindra útreikninga má álykta að brennivíddin (f) sé minni en myndfjarlægðin (di). Munurinn á myndfjarlægðinni (di) og brennivíddinni (f) er 2.5 cm – 2.27 cm = 0.23 cm. Brennipunktur hornhimnu-augnalinsukerfisins er 0.23 cm vinstra megin við myndina eða sjónhimnuna.
Hornhimnu-augnalinsukerfið er kúpt linsa þannig að myndin myndast á sjónhimnunni þótt hún sé raunveruleg en öfug. Jafnvel þótt myndin á sjónhimnunni sé öfug, þá snýr taug heilans henni uppréttri.
