Hibás-e hogy a szemlencse képalkotását úgy ábrázolják hogy a retina ( a szem idegszövete, szenzora) a szemlencse fókuszában van?

Eleve tulajdonképpen nem egy lencse van a szemben, hiszen a szemlencse felületei mellett fénytörő felület (ráadásul sokkal erősebben) a szaruhártya külső felszíne.

De ha a fénytörő részeket egy lencsének vesszük is, akkor is, ettől egy ideálisan működő szemben (ahol az éles kép a retinára esik) a retina pont a képtávolságnak (k) megfelelő távolságra lesz, ami nem egyenlő a fókusztávolsággal (f).

1/f = 1/k + 1/t

t = tárgytávolság

Ugyanakkor ha a tárgytávolság elég nagy, akkor az 1/t értéke elhanyagolható lesz, tehát a fókusz- és képtávolság jó közelítéssel megegyezik. Tehát ha távolra néző szemet ábrázoltak így (a szembe nagyjából párhuzamosan esnek a fénysugarak), akkor nem olyan rossz az ábra (persze lehet, hogy csak szimplán nem értettek hozzá). Ha közelre nézéskor (is) így ábrázolták, akkor az ábra hibás.

A szaruhártyán kb. 42 D a fénytörés, a szemben összesen nagyjából 60 D (de ez változhat), ha jól emlékszem, de nem néztem utána.

A tárgy- és képtávolságból könnyen kiszámolható a képződő kép mérete (az emberi szem átmérője durván 2,5 cm).

A jobb oldali kép valóban úgy ábrázolja, hogy a fókuszpont a retinán van, de mivel itt távoli tárgyra néz a szem, és a képből érkező fénysugarak nagyjából párhuzamosak, nincs nagy eltérés a valóságtól (a képtávolság lényegében megegyezik a fókusztávolsággal, mint fentebb is írtam.

A második képen az egy pontból kiinduló sugarak gyűlnek össze a retinán. Azaz nem a lencse fókuszpontja, hanem épp az éles kép esik a retinára. (A fókuszpontban az egymással párhuzamosan futó fénysugarak gyűlnek össze.)

[link]

[link]

Ez a két ábra egymás mellett főleg azért érdekes, mert az elsőn nem törik a fény a szaruhártyán, a másodikon pedig igen. Annyiból viszont mindkettő OK, hogy bármilyen messzire lévő tárgyra is áll élesre a szem, mindig a retinán képződik az éles kép arra a távolságra nézve.

Azt nem szabad elfelejteni, hogy a szem nem fixfókuszos, hanem amolyan gyenge zoom optika. A szaruhártya (és az üvegtest) törőereje fix, de a szemlencséé változik, tehát az eredő fókusztávolság sem állandó. Ez is látszik a rajzokon, csak nincs kiemelve! Ha valamit még érdemes lett volna berajzolni, azok tehát az eltérő fókuszpontok a két esetben, hol közelebb, hol távolabb a retinához.