Почему мой глаз может сфокусироваться на реальном изображении выпуклой линзы на многих расстояниях от линзы, но проекция работает только на определенном расстоянии?

Question

Скажите, у меня одна выпуклая линза. Я настраиваю его как камеру-обскуру, освещаю свой объект и проецирую изображение на плоскость проекции. Учитывая фокусное расстояние моего объектива, плоскость проецирования, объект и объектив должны быть на определенном конкретном расстоянии друг от друга, чтобы проецируемое изображение было в фокусе. Это дается уравнением:

1/f = 1/s1 + 1/s2

Где f - фокусное расстояние, s1 - расстояние от центра объектива до плоскости проекции, а s2 - расстояние от центра объектива до объекта.

Теперь скажите, что я удаляю плоскость проекции и заменяю ее собственным глазным яблоком. Я могу видеть (часть?) Реальное изображение через объектив. Я знаю, что это не виртуальное изображение, потому что изображение перевернуто (тогда как виртуальное изображение, созданное выпуклой линзой, является правильным способом). Теперь я делаю шаг назад от плоскости проекции, и реальное изображение, видимое через объектив, все еще находится в фокусе моего глазного яблока. Я делаю еще несколько шагов назад, и изображение все еще в фокусе.

Почему мой глаз может видеть сфокусированное изображение при многих различных значениях s1, но проекция может быть сфокусирована только на определенном s1?

Answer 1

Вы не видите реальное изображение. Вы всегда видите виртуальный образ, только перевернутый. Когда вы говорите, что видите реальное изображение, это просто означает, что есть фокусирующая плоскость, где вы могли бы разместить полупрозрачный экран и все же получить изображение.

Теперь ваша предпосылка заключается в том, что вы можете поместить свое "глазное яблоко" в фокусирующую плоскость и увидеть изображение. Это именно то, когда вы не можете увидеть изображение, так как вы не можете сфокусироваться на глазном яблоке (и это хорошо, что вы не можете). Линза в вашем глазном яблоке позволяет вам сфокусироваться на виртуальных изображениях перед вашим глазом, создавая реальное изображение на вашей сетчатке из них. Но вы не можете смотреть на реальные изображения, которые появляются на вашем глазном яблоке.

Фактически, когда реальное изображение проходит через ваше глазное яблоко и, следовательно, виртуальное изображение переворачивается вверх дном, вы видите только неразборчивое размытие (изображение одной точки, которая не может решить, будет ли она перевернутой или нет).

Answer 2

Любое изображение - это источник света. Когда вы захватываете реальное изображение на экране или бумаге, вы собираете все прибывающие туда лучи света и снова перераспределяете их во всех направлениях. Это означает, что вы зависите от всех лучей, исходящих от одного и того же источника света, или вы будете все смешивать. Если вы уберете экран, лучи света уйдут в том же направлении, в котором они были, и не будут смешиваться. Везде, где ваш взгляд смотрит на сцену, свет от некоторой точки объекта будет проходить через соответствующую точку реального изображения, позволяя вам сфокусироваться на ней.

Разница между реальным и виртуальным изображением заключается в том, что точка, в которой ваши "линии обзора" и точка визуализируемого объекта сходятся, находится перед объективом, а не позади него, то есть вы можете разместить там физический экран и захватывать и перераспределять свет в точке этой плоскости, не смешивая свет из разных точек объекта.