Documento de análisis óptico multicanal
Si quieres fotografiar objetos lejanos y cercanos, debes ajustar el enfoque para que los objetos puedan proyectarse claramente en la película. En una cámara real, el mecanismo consiste en ajustar la distancia entre la lente y la película. En el ojo, este paso está controlado por los músculos ciliares. Los músculos ciliares son un grupo de músculos involuntarios que rodean el cristalino. Al mirar objetos cercanos, este grupo de músculos hace que la curvatura del cristalino se vuelva más curvada, más gruesa y refractiva, permitiendo que la imagen se proyecte claramente en la retina. Por el contrario, al mirar objetos distantes, los músculos ciliares reducen la curvatura del cristalino, haciendo que las superficies delantera y trasera sean más planas y, en consecuencia, el poder refractivo disminuye. Finalmente, la imagen queda claramente proyectada en la retina.
La función del músculo ciliar de controlar las dioptrías del cristalino se llama acomodación. Cuando el ojo mira un objeto al infinito, si la imagen se puede proyectar claramente en la retina sin ajuste, este estado refractivo se llama "emetropía". En cambio, si la escena del infinito no puede proyectarse claramente en la retina sin ajuste, se denomina "error de refracción" o "error de refracción", que es lo que solemos llamar miopía, hipermetropía o astigmatismo.
De hecho, incluso si hay una imagen retiniana clara, no significa que podamos "ver" claramente, sino si hay algún problema en el proceso de transmisión de la información visual desde el nervio óptico al visual. corteza del cerebro. En otras palabras, los globos oculares, los nervios ópticos, las áreas visuales y la corteza visual del cerebro deben funcionar normalmente para que podamos ver las imágenes del mundo exterior con claridad y precisión.
Cuando la luz entra en un único refractor esférico compuesto por otro medio procedente del aire, su refracción en el material depende del radio de curvatura r de la interfaz entre el material y el aire y del índice de refracción N2 del material. . Si el índice de refracción del aire es n1, la relación es:
La distancia focal del lado del aire es la distancia focal principal frontal o 1 distancia focal. F2 se denomina distancia focal principal posterior o segunda distancia focal, que se refiere a la distancia desde la superficie refractiva hasta la distancia focal principal posterior, que puede representar el poder refractivo del cuerpo refractivo o, de otra manera, la distancia focal principal; se expresa en m (metros), y luego se toma este valor. El recíproco de se llama dioptría si la distancia focal principal de una lente es de 10 cm, equivalente a 0,1 m, entonces el poder refractivo de la lente es de 10 dioptrías (10D). Generalmente se estipula que la potencia óptica de una lente convexa es positiva y que el sistema refractivo de una lente cóncava vista por el ojo humano es un sistema óptico complejo. La luz que entra al ojo puede pasar a través de cuatro medios con diferentes índices de refracción: córnea, humor acuoso, cristalino y cuerpo vítreo, y la imagen en la retina a través de cuatro superficies refractivas con diferentes dioptrías (las superficies anterior y posterior de la córnea y la superficie anterior). y la interfaz posterior de la lente). Entre ellos, la luz incidente es la refracción más importante que se produce en la superficie anterior de la córnea. Según el principio de la óptica geométrica, los resultados del cálculo muestran que cuando el ojo adulto normal está quieto y no se ajusta, la posición de enfoque principal posterior del sistema refractivo es exactamente donde está la retina. Esta relación anatómica es importante para comprender las capacidades refractivas de obtención de imágenes del ojo normal. Muestra que todos los objetos ubicados a 6m de los ojos hasta el infinito, cuando llegan al sistema refractivo del ojo, la luz que emiten o reflejan es casi paralela, por lo que pueden formar una imagen clara en la retina, tal como si fueran colocada en la retina Al igual que la película en el foco principal de la cámara, se puede capturar una visión clara. Por supuesto, el ojo humano no puede ver incondicionalmente objetos a ninguna distancia. Por ejemplo, el ojo humano puede ver claramente Chu Yue (u otras estrellas distantes) y las sombras más grandes en su superficie, pero no objetos o características más pequeñas en la superficie de la luna. La razón es que si la luz del objeto es demasiado débil, o si la luz se dispersa o se absorbe a medida que viaja a través del espacio o en el ojo, cuando llega a la retina se ha debilitado lo suficiente como para excitar las células fotorreceptoras. y por tanto no se puede percibir; además, si el objeto es demasiado pequeño o distante. Si los ojos son demasiado grandes, su imagen en la retina será más pequeña que el límite de resolución retiniana y por tanto no se podrá percibir;
La refracción de la luz a través del sistema refractivo del ojo se llama refracción, y el poder refractivo total del ojo se puede expresar en dioptrías (D). El valor de dioptrías es igual al recíproco de la distancia focal principal (unidad: m) del cuerpo refractivo. El poder refractivo total del ojo humano en estado no adaptado es aproximadamente 59D.
El poder de enfoque de un espejo es negativo.
La distancia focal principal es el parámetro óptico más importante del cuerpo refractante. Puede utilizarse para calcular la posición de la imagen refractada formada por el objeto en cualquier posición. Tomando una lente delgada como ejemplo, si se conoce la distancia del objeto A, la distancia de la imagen B se puede calcular mediante la siguiente fórmula:
Se puede ver en la fórmula (2) que cuando la distancia del objeto A tiende al infinito, 1/a se acerca a cero, por lo que 1/b se acerca a 1/F2, es decir, la distancia de la imagen B es casi igual a F2, es decir, cuando el objeto está infinitamente lejos de la lente convexa, su posición de imagen; Estará en el foco principal trasero. De manera similar, no es difícil ver que la distancia de la imagen b de un objeto cuya distancia al objeto es menor que infinito siempre es mayor que F2, es decir, se visualizará más lejos que el foco principal. La conclusión anterior es muy importante para comprender las capacidades refractivas de obtención de imágenes del ojo.
Además, según los principios ópticos, la posición del foco principal es la posición donde los rayos de luz paralelos se refractan y se enfocan en un punto, lo cual es consistente con la primera conclusión mencionada anteriormente. Se puede considerar que la superficie de todo objeto está compuesta por innumerables puntos luminosos o puntos reflectantes, y la luz emitida por cada punto es divergente sólo cuando la distancia entre estos puntos y la superficie refractiva correspondiente se acerca al infinito, la luz de estos puntos será; Sólo cuando un punto alcanza la superficie refractante la luz puede ser casi paralela y luego refractarse para formar un punto en la superficie donde se encuentra el foco principal, y luego la imagen del objeto se compone de estos puntos. Por supuesto, el infinito es una posición imposible. De hecho, para el ojo humano y los sistemas ópticos generales, la luz emitida por cada punto de un objeto a 6 m de distancia puede considerarse casi paralela, por lo que la imagen del objeto puede formarse en el plano donde se encuentra el foco principal posterior.