Članek Optični instrumenti človeško oko
Deli očesa
Roženica je prozorna, trda membrana, ki pokriva sprednji del očesa. Roženica lomi svetlobni žarek, ki vstopa v oko.
Zenica je črni del očesa. Zenica je črna, zato absorbira skoraj vso svetlobo. Zenica je odprtina, skozi katero svetloba prehaja v oko. Večji kot je premer zenice, več svetlobe vstopi v oko, manjša kot je zenica, manj svetlobe vstopi v oko.
Šarenica nadzoruje velikost zenice. Ko je okolje okoli očesa zelo svetlo, šarenica zoži zenico. Nasprotno pa, ko je okolje okoli oči manj svetlo, šarenica razširi zenico, tako da je količina svetlobe, ki vstopi v oko, velika. Če ste opazili razliko med mačjim očesom podnevi in ponoči, potem lahko zlahka razumete funkcijo šarenice.
Ciliarne mišice spreminjajo ukrivljenost očesne leče. Spremembe v očesni leči vplivajo na goriščno razdaljo očesne leče. Če oko opazuje predmete na veliki razdalji, se ciliarne mišice sprostijo, tako da se poveča polmer ukrivljenosti leče in poveča goriščna razdalja leče.
Ko oko opazuje predmete od blizu, se ciliarne mišice krčijo, tako da se zmanjša polmer ukrivljenosti leče in goriščna razdalja leče. Torej je posredno funkcija ciliarnih mišic nadzor goriščne razdalje očesne leče, da lahko oko pravilno izostri sliko predmeta. Sprememba goriščne razdalje okularja se imenuje akomodacija očesa.
Očesna leča je konvergentna leča, konveksna leča ali pozitivna leča. Čeprav se svetloba bolj lomi v roženici, očesna leča tudi lomi in fokusira svetlobni žarek, tako da se slika oblikuje neposredno na mrežnici. Slika se mora oblikovati na mrežnici, da se predmeti jasno vidijo. Mrežnica pretvarja svetlobne valove v električne signale, ki nato prehajajo skozi vidni živec v možgane.
Akomodacija z normalnim očesom
Akomodacija očesa je prilagajanje goriščne razdalje (f) očesne leče oddaljenosti predmeta od očesa, tako da se slika lahko izostri na mrežnici. Goriščna razdalja očesne leče je razdalja med očesno lečo in goriščem leče (F). Ko se oko akomodira, se spremeni ukrivljenost očesne leče, kar povzroči spremembo polmera ukrivljenosti okularja in s tem tudi goriščne razdalje očesne leče.
Če oko opazuje predmet na oddaljeni točki, se ciliarna mišica sprosti, zaradi česar se očesna leča splošči, tako da se povečata polmer ukrivljenosti in goriščna razdalja leče. Oddaljena točka je največja razdalja, na katero se oko lahko osredotoči, kjer je oddaljena točka normalnega očesa neskončna. Ko se ciliarne mišice sprostijo, tako da se goriščna razdalja očesne leče podaljša in se lahko osredotoči na predmet na oddaljeni točki, ima oko minimalno akomodacijo.
Ko oko opazuje predmete od blizu, se ciliarne mišice skrčijo, zaradi česar se očesna leča bolj ukrivi, tako da se polmer ukrivljenosti in goriščna razdalja leče zmanjšata. Razdalja predmeta do najbližjega očesa, ki jo oko še lahko izostri, se imenuje točka za bližino. Povprečen človek ima točko za bližino 25 cm. Ko se ciliarne mišice skrčijo tako, da se goriščna razdalja očesne leče skrajša in se lahko izostri na predmet na bližnji točki (25 cm), ima oko maksimalno akomodacijo.
Oblikovanje podobe
Daljna točka
Če je predmet neskončen, se očesna leča splošči, dokler goriščna razdalja (f) leče ni enaka slikovni razdalji (di). Slikovna razdalja je razdalja med lečo in točko, kjer se svetlobni žarek lomi skozi oko. Točka, kjer se svetlobni žarki sekata, sovpada z mrežnico. Torej lahko sklepamo, da se pri opazovanju neskončnega predmeta ukrivljenost očesne leče splošči, dokler goriščna razdalja leče (f) ni enaka razdalji med lečo in mrežnico. Svetlobni žarek se mora sekati v mrežnici, da se svetloba lahko pretvori v električne signale v mrežnici.
Sledi matematični dokaz, zakaj je goriščna razdalja leče (f) enaka slikovni razdalji (di), ko je objekt v neskončnosti. Razmerje med goriščno razdaljo (f), slikovno razdaljo (do) in slikovno razdaljo (di) je izraženo z naslednjo enačbo.
1/f = 1/do + 1/di —– Enačba 1
Očesna leča je zbiralna leča. Zato je goriščna razdalja (f) pozitivna. Razdalja predmeta (do) je neskončna, zato v enačbi 1 zamenjajte razdaljo predmeta (do) s simbolom za neskončnost.
1/f = 1/~ + 1/di
1/f = 0 + 1/di
1/f = 1/di
di = f —– Enačba 2
Enačba 2 kaže, da je na zbiralnih lečah goriščna razdalja (f) enaka slikovni razdalji (di), če je predmet v neskončnosti.
Bližnja točka
Kaj pa, če je predmet blizu očesa? Prej je bilo pojasnjeno, da je bližnja točka normalnega očesa oziroma razdalja najbližjega predmeta, na katerega lahko normalno oko pravilno izostri, 25 cm. Torej mora biti goriščna razdalja (f) očesne leče manjša od razdalje predmeta (do) 25 cm. Goriščna razdalja očesne leče mora biti manjša od razdalje 25 cm, da očesna leča ustvari resnično sliko. Očesna leča je konveksna leča, ki lahko tvori navidezno in resnično sliko. Resnično sliko ustvari konveksna leča, ko je goriščna razdalja (f) manjša od razdalje predmeta (do). To je bilo obravnavano v temi o nastanku slike konveksne leče.
Ocenite goriščno razdaljo (f) sistema očesnih leč:
Bližnja točka normalnega očesa je 25 cm, tako da je razdalja najbližjega predmeta (predmetov) 25 cm. Razdalja med roženico in mrežnico je približno 2.5 cm. Slika je jasna, če svetlobni žarek pade na mrežnico, zato se razdalja med roženico in mrežnico šteje za slikovno razdaljo (di). Torej je slikovna razdalja (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
Na podlagi rezultatov zgornjih izračunov lahko sklepamo, da je goriščna razdalja (f) manjša od slikovne razdalje (di). Razlika med slikovno razdaljo (di) in goriščno razdaljo (f) je 2.5 cm – 2.27 cm = 0.23 cm. Gorišče sistema roženica-očesna leča je 0.23 cm levo od slike oziroma mrežnice.
Sistem roženice in očesne leče je konveksna leča, tako da se slika na mrežnici oblikuje, čeprav je resnična, vendar obrnjena. Čeprav je slika na mrežnici obrnjena, jo možganski živec obrne pokonci.
