В ежедневието ние с вас често използваме устройство, което е много подобно по структура на окото и работи на същия принцип. Това е камера. Както в много други неща, след като е изобретил фотографията, човекът просто имитира това, което вече съществува в природата! Сега ще се убедите в това.
Човешкото око е оформено като неправилна топка с диаметър около 2,5 см. Тази топка се нарича очна ябълка. В окото влиза светлина, която се отразява от заобикалящите ни предмети. Апаратът, който възприема тази светлина, се намира на задната стена на очната ябълка (отвътре) и се нарича РЕТИНА... Състои се от няколко слоя светлочувствителни клетки, които обработват информацията, идваща до тях, и я изпращат до мозъка чрез зрителния нерв.
Но за да могат светлинните лъчи, влизащи в окото от всички посоки, да бъдат фокусирани върху толкова малка площ, която заема ретината, те трябва да претърпят пречупване и да се фокусират върху ретината. За да направите това, в очната ябълка има естествена двойно изпъкнала леща - КРИСТАЛ... Намира се пред очната ябълка.
Лещата е в състояние да променя своята кривина. Разбира се, той не прави това сам, а с помощта на специален цилиарен мускул. За да се настрои да вижда близко разположени обекти, лещата се изкривява, става по-изпъкнала и повече пречупва светлината. За да виждате далечни обекти, лещата става по-плоска.
Свойството на лещата да променя своята пречупваща сила, а с това и фокусната точка на цялото око, се нарича НАСТАНЯВАНЕ.
Принцип на настаняване
Пречупването на светлината включва и вещество, което запълва по-голямата част (2/3 от обема) на очната ябълка – стъкловидното тяло. Състои се от прозрачно желеобразно вещество, което не само участва в пречупването на светлината, но и осигурява формата на окото и неговата несвиваемост.
Светлината навлиза в лещата не по цялата предна повърхност на окото, а през малка дупка - зеницата (виждаме я като черен кръг в центъра на окото). Размерът на зеницата, което означава количеството входяща светлина, се регулира от специални мускули. Тези мускули са разположени в ириса около зеницата ( РАДУЖКЕ). Ирисът, освен мускули, съдържа пигментни клетки, които определят цвета на очите ни.
Наблюдавайте очите си в огледалото и ще видите, че ако насочите ярка светлина към окото, зеницата се стеснява, а в тъмното тя, напротив, става голяма - разширява се. Така очният апарат предпазва ретината от вредното въздействие на ярка светлина.
Отвън очната ябълка е покрита със силна протеинова обвивка с дебелина 0,3-1 mm - СКЛЕРОЙ... Състои се от влакна, образувани от колагеновия протеин и има защитна и поддържаща функция. Склерата е бяла с млечен блясък, с изключение на предната стена, която е прозрачна. Обаждат й се Роговица... Първичното пречупване на светлинните лъчи се случва в роговицата
Под протеиновата обвивка е СЪДОВ ЛИСТ, която е богата на кръвоносни капиляри и осигурява храна на очните клетки. Именно в него се намира ирисът със зеницата. По периферията ирисът преминава в ЦИЛИАРНА, или ЦИЛИУМ, ТЯЛО... В неговата дебелина е цилиарният мускул, който, както си спомняте, променя кривината на лещата и служи за акомодация.
Между роговицата и ириса, както и между ириса и лещата има пространства – камерите на окото, пълни с прозрачна, пречупваща светлината течност, която захранва роговицата и лещата.
Защитата на очите се осигурява и от клепачите – горни и долни – и миглите. В дебелината на клепачите са слъзните жлези. Течността, която те отделят, постоянно овлажнява лигавицата на окото.
Под клепачите има 3 двойки мускули, които осигуряват подвижност на очната ябълка. Едната двойка завърта окото наляво и надясно, другата нагоре и надолу, а третата го завърта около оптичната ос.
Мускулите осигуряват не само въртене на очната ябълка, но и промяна в нейната форма. Факт е, че окото като цяло също участва във фокусирането на изображението. Ако фокусът е извън ретината, окото се издърпва леко, за да може да вижда отблизо. Обратно, той се закръглява, когато човек разглежда отдалечени обекти.
Ако има промени в оптичната система, тогава в такива очи се появява късогледство или далекогледство. При хората с тези заболявания фокусът не е върху ретината, а пред нея или зад нея, и затова те виждат всички обекти замъглени.
В миопия в окото плътната обвивка на очната ябълка (склера) е опъната в предно-задната посока. Вместо сферично око, окото придобива формата на елипсоид. Поради това удължаване на надлъжната ос на окото, изображенията на обекти се фокусират не върху самата ретина, а отпред то и човекът се стреми да доближи всичко до очите или използва очила с дифузни („минус“) лещи, за да намали пречупващата сила на лещата.
Далекогледство развива се, ако очната ябълка се скъси в надлъжна посока. Светлинните лъчи в това състояние се събират per ретината. За да вижда добре такова око, е необходимо пред него да се поставят колекционерски - "плюс" очила.
Корекция на късогледство (А) и далекогледство (В)
Нека обобщим всичко, което беше казано по-горе. Светлината навлиза в окото през роговицата, преминава последователно през течността на предната камера, лещата и стъкловидното тяло и в крайна сметка достига до ретината, която е изградена от светлочувствителни клетки.
Сега да се върнем към устройството на камерата. Ролята на рефракционната система (леща) в камерата се играе от системата от лещи. Диафрагмата, която контролира размера на светлинния лъч, който влиза в лещата, действа като зеницата. А "ретината" на фотоапарата е фотографски филм (при аналоговите фотоапарати) или фоточувствителна матрица (при цифровите фотоапарати). Важна разлика между ретината и фоточувствителната матрица на камерата обаче е, че в нейните клетки се осъществява не само възприемането на светлина, но и първоначалният анализ на визуалната информация и изолирането на най-важните елементи на визуалните образи, напр. , посоката и скоростта на движение на обекта, неговия размер.
Между другото...
На ретината и фоточувствителната матрица на фотоапарата, намалена обърнат образът на външния свят е резултат от действието на законите на оптиката. Но вие виждате света не обърнат, тъй като в зрителния център на мозъка се извършва анализът на получената информация, като се отчита тази „корекция“.
Но новородените виждат света с главата надолу до около три седмици. До три седмици мозъкът се научава да обръща това, което вижда.
Има един такъв интересен експеримент, чийто автор е Джордж М. Стратън от Калифорнийския университет. Ако човек е сложен на очила, които обръщат визуалния свят с главата надолу, то в първите дни той е напълно дезориентиран в пространството. Но след една седмица човек свиква със заобикалящия го свят „с главата надолу“ и още по-малко осъзнава, че светът около него е с главата надолу; има нова зрително-моторна координация. Ако след това свалите обърнатите очила, тогава човекът отново изпитва дезориентация в пространството, която скоро преминава. Този експеримент демонстрира гъвкавостта на зрителния апарат и на мозъка като цяло.
Видео с инструкции:
Както виждаме
, леща и стъкловидно тяло. Комбинацията им се нарича диоптричен апарат. При нормални условия се получава пречупване (пречупване) на светлинните лъчи от зрителната цел от роговицата и лещата, така че лъчите се фокусират върху ретината. Пречупващата сила на роговицата (основният пречупващ елемент на окото) е 43 диоптъра. Изпъкналостта на лещата е променлива и нейната пречупваща сила варира между 13 и 26 диоптъра. Благодарение на това лещата осигурява настаняването на очната ябълка до обекти, разположени на близко или далечно разстояние. Когато например светлинни лъчи от далечен обект навлизат в нормално око (с отпуснат цилиарен мускул), целта е на фокус върху ретината. Ако окото е насочено към близък обект, те се фокусират зад ретината (т.е. изображението е замъглено върху него), докато настъпи акомодация. Цилиарният мускул се свива, разхлабвайки напрежението върху влакната на пояса; кривината на лещата се увеличава и в резултат на това изображението се фокусира върху ретината.
Роговицата и лещата заедно образуват изпъкнала леща. Светлинните лъчи от обекта преминават през възловата точка на лещата и образуват обърнато изображение върху ретината, като при фотоапарат. Ретината може да се сравни с фотографския филм по това, че и двете улавят визуални изображения. Структурата на ретината обаче е много по-сложна. Той обработва непрекъсната последователност от изображения, а също така изпраща съобщения до мозъка за движенията на визуални обекти, заплашителни знаци, периодични промени на светлината и тъмнината и други визуални данни за външната среда.
Въпреки че оптичната ос на човешкото око минава през възловата точка на лещата и точката на ретината между фовеата и главата на зрителния нерв (фиг. 35.2), окуломоторната система ориентира очната ябълка към област от обекта, наречена точка на фиксиране. От тази точка светлинен лъч преминава през възловата точка и се фокусира в ямката; по този начин тя върви по зрителната ос. Лъчите от останалата част от обекта се фокусират в областта на ретината около фовеята (фиг. 35.5).
Фокусирането на лъчите върху ретината зависи не само от лещата, но и от ириса. Ирисът действа като отвор на камерата и регулира не само количеството светлина, влизащо в окото, но, което е по-важно, дълбочината на зрителното поле и сферичната аберация на обектива. С намаляването на диаметъра на зеницата дълбочината на зрителното поле се увеличава и светлинните лъчи се насочват през централната част на зеницата, където сферичната аберация е минимална. Промените в диаметъра на зеницата настъпват автоматично (т.е. рефлексивно) при регулиране (акомодиране) на окото за изследване на близки предмети. Следователно, по време на четене или друга очна дейност, свързана с разграничаване на малки обекти, качеството на изображението се подобрява от оптичната система на окото.
Друг фактор, който влияе върху качеството на изображението, е разсейването на светлината. Той се свежда до минимум чрез ограничаване на светлинния лъч и поглъщането му от хороидния пигмент и пигментния слой на ретината. В това отношение окото отново прилича на камера. Там разсейването на светлината също се предотвратява чрез ограничаване на снопа лъчи и поглъщането му от черната боя, която покрива вътрешната повърхност на камерата.
Фокусирането на изображението се нарушава, ако размерът на зеницата не съответства на пречупващата сила на диоптъра. При късогледство (късогледство) изображенията на далечни обекти се фокусират пред ретината, без да достигат до нея (фиг. 35.6). Дефектът се коригира с вдлъбнати лещи. Обратно, при хиперметропия (далекогледство) изображенията на отдалечени обекти се фокусират зад ретината. За да отстраните проблема, имате нужда от изпъкнали лещи (фиг. 35.6). Вярно, изображението може временно да се фокусира поради акомодация, но цилиарните мускули се уморяват и очите се уморяват. При астигматизъм възниква асиметрия между радиусите на кривината на повърхностите на роговицата или лещата (а понякога и на ретината) в различни равнини. За корекция се използват лещи със специално подбрани радиуси на кривина.
Еластичността на лещата постепенно намалява с възрастта. Ефективността на акомодацията му при гледане на близки предмети намалява (пресбиопия). В млада възраст пречупващата сила на лещата може да варира в широк диапазон, до 14 диоптъра. До 40-годишна възраст този диапазон се намалява наполовина, а след 50 години - до 2 диоптъра и по-малко. Пресбиопията се коригира с изпъкнали лещи.
Избрано части от окото (роговицата, лещата, стъкловидното тяло) имат способността да пречупват лъчите, преминаващи през тях.С от гледна точка на физиката, окото представлявасам оптична система, способна да събира и пречупва лъчи.
Рефракционна здравината на отделните части (лещи в устройствотоповторно) а цялата оптична система на окото се измерва в диоптри.
Под под един диоптър се разбира пречупващата сила на леща, чието фокусно разстояние е 1 м. Ако пречупващата сила се увеличава, фокусното разстояние нанетърпелив. Оттук от това следва, че леща с фокуснаразстояние, равно на 50 cm, ще има пречупваща сила, равна на 2 диоптъра (2 D).
Оптичната система на окото е много сложна. Достатъчно е да се отбележи, че има само няколко пречупващи среди и всяка среда има своя собствена пречупваща сила и структурни характеристики. Всичко това прави изключително трудно изследването на оптичната система на окото.
Ориз.Изграждане на образ в окото (обяснено в текста)
Окото често се сравнява с камера. Ролята на камерата играе очната кухина, затъмнена от хороидеята; ретината е фоточувствителният елемент. Камерата има отвор, в който се поставя обектив. Светлинните лъчи, влизащи в отвора, преминават през лещата, пречупват се и падат върху противоположната стена.
Оптичната система на окото е рефракционна събирателна система. Той пречупва преминаващите през него лъчи и отново ги събира в една точка. Така се появява реално изображение на реален обект. Образът на обекта върху ретината обаче е обърнат и намален.
За да разберем това явление, нека се обърнем към схематичното око. Ориз. дава представа за пътя на лъчите в окото и получаване на обратен образ на обект върху ретината. Лъч, излизащ от горната точка на обекта, обозначен с буквата а, преминаващ през лещата, се пречупва, променя посоката и заема позицията на долната точка на ретината, посочена на фигурата а 1 Лъч от долната точка на обекта, пречупвайки се, пада върху ретината като горна точка в 1 .Лъчите от всички точки падат по един и същи начин. Следователно върху ретината се получава реално изображение на обекта, но то е обърнато и намалено.
И така, изчисленията показват, че размерът на буквите на тази книга, ако при четене е на разстояние 20 см от окото, върху ретината ще бъде равен на 0,2 мм. фактът, че виждаме обекти не в обърнат образ (с главата надолу), а в естествената им форма, вероятно се обяснява с натрупания житейски опит.
В първите месеци след раждането детето бърка горната и долната страна на предмета. Ако на такова дете се покаже горяща свещ, детето, опитвайки се да хване пламъка,ще протегне ръката си не към горния, а към долния край на свещта. В по-късен живот, контролирайки показанията на окото с ръцете си и други сетива, човек започва да вижда предметите такива, каквито са, въпреки обратното им изображение върху ретината.
Акомодация на очите. Човек не може едновременно да вижда еднакво ясно обекти, разположени на различни разстояния от окото.
За да се види добре даден обект, е необходимо лъчите, излизащи от този обект, да бъдат събрани върху ретината. Само когато лъчите попаднат върху ретината, виждаме ясен образ на обекта.
Адаптирането на окото за получаване на ясни изображения на обекти на различни разстояния се нарича акомодация.
За да получите ясен образ във всеки случайНеобходимо е обаче да се промени разстоянието между рефракционната леща и задната стена на камерата. Ето как работи камерата. За да получите ясно изображение на гърба на камерата, приближете или по-близо обектива. По този принцип се извършва настаняването на риба. Те имат леща, с помощта на специално устройство, се отдалечава или се приближава до задната стена на окото.
Ориз. 2ПРОМЯНА НА КРИВИНАТА НА КРИСТАЛА ПРИ МЕСТА 1 - леща; 2 - торба с леща; 3 - цилиарни израстъци. Горната цифра е увеличение на кривината на лещата. Цилиарният лигамент е отпуснат. Долна снимка - кривината на лещата е намалена, цилиарните връзки са опънати.
Въпреки това, ясно изображение може да се получи, дори ако пречупващата сила на лещата се промени, а това е възможно, когато нейната кривина се промени.
Според този принцип акомодацията се случва при хората. Когато виждате обекти на различни разстояния, кривината на лещата се променя и поради това точката, където лъчите се събират, се приближава или отдалечава, удряйки ретината всеки път. Когато човек разглежда близки предмети, лещата става по-изпъкнала, а при гледане на далечни обекти става по-плоска.
Как се случва промяната в кривината на лещата? Обективът е в специална прозрачна торбичка. Кривината на лещата зависи от степента на опъване на торбата. Лещата е еластична, така че когато чантата се издърпа, тя става плоска. Когато чантата се отпусне, лещата придобива по-изпъкнала форма поради своята еластичност (фиг. 2). Промяната в напрежението на торбата става с помощта на специален кръгъл акомодативен мускул, към който са прикрепени връзките на капсулата.
Със свиването на акомодационните мускули лигаментите на торбата на лещата отслабват и лещата придобива по-изпъкнала форма.
Степента на промяна в кривината на лещата също зависи от степента на свиване на този мускул.
Ако обект на далечно разстояние постепенно се приближава до окото, акомодацията започва на разстояние от 65 m. С по-нататъшното приближаване на обекта към окото, акомодационните усилия се увеличават и на разстояние от 10 см се изчерпват. По този начин точката на близко виждане ще бъде на разстояние 10 см. С възрастта еластичността на лещата постепенно намалява, а следователно и способността за приспособяване на промените. Най-близката точка на ясно зрение при 10-годишно дете е на разстояние 7 см, при 20-годишно - на разстояние 10 см, при 25-годишно - 12,5 см, при 35-годишна възраст. -годишен - 17 см, при 45-годишен - 33 см, при 60-годишен - 1 m, при 70-годишен - 5 m, при 75-годишен способността to accommodation почти се губи и най-близката точка на ясно виждане се премества до безкрайност.
Лещи разделя вътрешната повърхност на окото на две камери : предна камера, пълна с водниста течност, и задна камера, пълна със стъкловидно тяло.Лещата е двойно изпъкнала еластична леща, която се прикрепя към мускулите на цилиарното тяло. Цилиарното тяло осигурява промяна на формата на лещата.
Свиването или отпускането на влакната на цилиарното тяло води до отпускане или напрежение на цинковите връзки, които са отговорни за промяната на кривината на лещата.
Окото на гръбначните често се сравнява с камера, тъй като системата от лещи (роговицата и лещата) произвежда обърнато и намалено изображение на обект на повърхността на ретината (Херман Хелмхолц).
Количеството светлина, преминаващо през обектива, се регулира променлива бленда (зеница), и обективът може да фокусира по-близки и по-далечни обекти.
Оптична система- диоптричният апарат - е сложна, неточно центрирана система от лещи, която хвърля обърнато, силно намалено изображение на околния свят върху ретината (мозъкът "превръща обратния образ и той се възприема като директен) Оптичната система на окото се състои от роговицата, водната течност, лещата и стъкловидното тяло.
Докато лъчите преминават през окото, те се пречупват на четири интерфейса:
1. Между въздуха и роговицата
2. Между роговицата и водната течност
3. Между водната течност и лещата
4. Между лещата и стъкловидното тяло.
Рефракционните среди имат различни показатели на пречупване.
(Сложността на оптичната система на окото затруднява прецизната оценка на пътя на лъчите вътре в него и оценката на изображението върху ретината. Поради това се използва опростен модел - "намалено око", в който всички пречупващи среди са комбинирани в една сферична повърхност и имат същия коефициент на пречупване.
По-голямата част от пречупването се случва по време на прехода от въздуха към роговицата - тази повърхност действа като здрава леща при 42 D, а също и върху повърхностите на лещата.
Пречупваща сила
Пречупващата сила на лещата се измерва чрез нейното фокусно разстояние (f)... Това е разстоянието зад лещата, на което успоредни лъчи светлина се събират в една точка.
Възлова точка- точка от оптичната система на окото, през която лъчите преминават без пречупване.
Пречупващата сила на пречупването на всяка оптична система се изразява в диоптри.
диоптър -равна на пречупващата сила на леща с фокусно разстояние 100 см или 1 метър
Оптичната сила на окото се изчислява като обратното фокусно разстояние:
където е- обратно фокусно разстояние на окото (изразено в метри)
При нормално око общата пречупваща сила на диоптричния апарат е 59 D при гледане на далечни обектии 70,5 D -в като се имат предвид близки обекти.
Настаняване
За да се получи ясно изображение на обект на определено разстояние, оптичната система трябва да бъде префокусирана. Има 2 лесни начина да направите това -
а) изместване на лещата спрямо ретината, както при камера (при жаба); - (Уилям Бейц – Американски офталмолог – теорията е свързана с напречните и надлъжните мускули – 19 век)
б) или увеличаване на неговата пречупваща сила (при хората)- (Херман Хелмхолц).
Адаптирането на окото към ясно виждане на обекти, отдалечени на различни разстояния, се нарича акомодация.
Акомодацията се осъществява чрез промяна на кривината на повърхностите на лещата чрез разтягане или отпускане на цилиарното тяло.
Повишено пречупване на лещата с акомодацията до най-близката точка се постига чрез увеличаване на кривината на нейната повърхност, т.е. става по-закръглена и плоска до далечната точка.Изображението върху ретината всъщност е намалено и обърнато.
При акомодацията настъпват промени в кривината на лещата, т.е. неговата пречупваща сила.
От него се осигуряват промени в кривината на лещата еластичност и цинкови връзки които са прикрепени към цилиарното тяло. В цилиарното тяло са гладките мускулни влакна.
Когато се свиват, сцеплението на циновите връзки е отслабено (те винаги са опънати и разтягат капсулата, която притиска и изравнява лещата). Лещата, поради своята еластичност, придобива по-изпъкнала форма, ако цилиарният мускул (цилиарното тяло) се отпусне – циновите връзки се разтягат и лещата се сплесква.
Поради това , цилиарните мускули са акомодационни мускули. Те се инервират от парасимпатиковите нервни влакна.окуломоторния нерв. Ако капете атропин (парасимпатиковата система се изключва) зрението наблизо е нарушенотъй като се случва отпускане на цилиарното тяло и напрежение на цинковите връзки – лещата се сплесква. Парасимпатикови вещества - пилокарпин и есерин причиняват свиване на цилиарния мускул и отпускане на цинковите връзки.
Лещата има изпъкнала форма.
В око с нормално пречупване се образува остър образ на отдалечен обект върху ретината само ако разстоянието между предната повърхност на роговицата и ретината е 24,4 мм(средно аритметично 25-30 см)
Най-добро зрително разстояниее разстоянието, на което нормалното око изпитва най-малко напрежение, когато гледа детайлите на обект.
За нормалното око на млад мъж далечната точка на ясното виждане е в безкрайността.
Близката точка на ясно виждане е на разстояние 10 см от окото(по-близо, за да виждате ясно, лъчите не могат да бъдат успоредни).
С възрастта, поради отклонението на формата на окото или пречупващата сила на диоптърния апарат, еластичността на лещата намалява.
В напреднала възраст близката точка се измества (сенилна далекогледство илипресбиопия ), Такана 25 най-близката точка се намира на разстояние около24 см и към60 години отиват до безкрайност . С възрастта лещата става по-малко еластична и с отслабването на цинковите връзки нейната изпъкналост или не се променя, или се променя незначително. Следователно най-близката точка на ясно виждане се отдалечава от очите. Корекция на този недостатък поради двойно изпъкнали лещи. Има още две аномалии на пречупване на лъчите (пречупване) в окото.
1. Късогледство или миопия(фокус пред ретината в стъкловидното тяло).
2. Далекогледство или далекогледство(фокусът се премества зад ретината).
Основният принцип зад всички дефекти е това пречупваща сила и дължина на очната ябълка не са съгласни помежду си.
С миопия - очната ябълка е твърде дълга и пречупващата сила е нормална. Лъчите се събират пред ретинатав стъкловидното тяло, а на ретината се появява кръг от разстояние. В случай на късоглед, далечната точка на ясното зрение не е в безкрайност, а на ограничено, близко разстояние. Корекция - необходима намаляване на рефракционната сила на окото чрез използване на вдлъбнати лещи с отрицателни диоптри.
С хиперметропияи пресбиопия (сенилен), т.е. ... хиперметропия, очната ябълка е твърде къса и поради това зад ретината се събират успоредни лъчи на отдалечени обекти,и върху него се получава размазано изображение на обекта. Тази липса на пречупване може да бъде компенсирана чрез акомодационно усилие, т.е. увеличаване на изпъкналостта на лещата. Корекция с положителни диоптри, т.е. двойно изпъкнали лещи.
Астигматизъм- (отнася се до рефракционни грешки), свързани с неравномерно пречупване на лъчитев различни посоки (напр. по вертикалния и хоризонталния меридиан). Всички хора са леко астигматични. Това се дължи на несъвършенството на структурата на окото в резултат не строга сферичност на роговицата(използват се цилиндрични стъкла).
Човешкото око е забележително еволюционно постижение и отличен оптичен инструмент. Прагът на чувствителност на окото е близо до теоретичната граница поради квантовите свойства на светлината, по-специално дифракцията на светлината. Диапазонът от интензитети, възприемани от окото, е, че фокусът може да се движи бързо от много кратко разстояние до безкрайност.
Окото е система от лещи, която създава обърнато реално изображение върху чувствителна към светлина повърхност. Очната ябълка е с приблизително сферична форма с диаметър около 2,3 см... Външната му обвивка е почти влакнест непрозрачен слой, наречен склерата... Светлината навлиза в окото през роговицата, която е прозрачна мембрана от външната страна на повърхността на очната ябълка. В центъра на роговицата има цветен пръстен - ирис (ирис)с ученикпо средата. Те действат като диафрагма, за да регулират потока светлина в окото.
Лещие леща, изработена от прозрачен влакнест материал. Формата му и следователно фокусното му разстояние могат да се променят с помощта цилиарни мускулиочна ябълка. Пространството между роговицата и лещата е изпълнено с водна течност и се нарича предна камера... Зад лещата има бистра, желеобразна субстанция, наречена стъкловидно тяло.
Вътрешната повърхност на очната ябълка е покрита ретинатакойто съдържа множество нервни клетки - зрителни рецептори: пръчки и конуси,които реагират на зрителни стимули чрез генериране на биопотенциали. Най-чувствителната зона на ретината е жълто петно, който съдържа най-голям брой зрителни рецептори. Централната част на ретината съдържа само гъсто опаковани конуси. Окото се завърта, за да види изследвания обект.
Ориз. 1.Човешко око
Пречупване в окото
Окото е оптичен еквивалент на конвенционален фотографски фотоапарат. Има система от лещи, система за бленда (зеница) и ретина, върху която е фиксирано изображението.
Системата от лещи на окото се формира от четири пречупващи среди: роговица, водна камера, леща, стъклено тяло. Техните показатели на пречупване не се различават значително. Те са 1,38 за роговицата, 1,33 за водната камера, 1,40 за лещата и 1,34 за стъкловидното тяло (фиг. 2).
Ориз. 2.Окото като система от рефракционни среди (числата са показатели на пречупване)
Пречупването на светлината се случва в тези четири пречупващи повърхности: 1) между въздуха и предната повърхност на роговицата; 2) между задната повърхност на роговицата и водната камера; 3) между водната камера и предната повърхност на лещата; 4) между задната повърхност на лещата и стъкловидното тяло.
Най-силното пречупване се случва на предната повърхност на роговицата. Роговицата има малък радиус на кривина, а показателят на пречупване на роговицата е най-различен от индекса на пречупване на въздуха.
Пречупващата сила на лещата е по-малка от тази на роговицата. Тя представлява около една трета от общата пречупваща сила на системата от лещи на окото. Причината за тази разлика е, че течностите около лещата имат показатели на пречупване, които не се различават значително от индекса на пречупване на лещата. Когато лещата се отстрани от окото, заобиколена от въздух, тя има показател на пречупване почти шест пъти по-голям от този на окото.
Обективът има много важна функция. Кривината му може да се променя, за да осигури фино фокусиране върху обекти, разположени на различни разстояния от окото.
Намалено око
Редуцираното око е опростен модел на истинското око. Тя схематично представя оптичната система на нормалното човешко око. Редуцираното око е представено от една леща (една пречупваща среда). В редуцираното око всички пречупващи повърхности на истинското око се добавят алгебрично, за да образуват единна пречупваща повърхност.
Намаленото око позволява прости изчисления. Общата пречупваща сила на средата е почти 59 диоптъра, когато лещата е приспособена за виждане на далечни обекти. Централната точка на намаленото око се намира на 17 милиметра пред ретината. Лъч от която и да е точка на обекта влиза в редуцираното око и преминава през централната точка без пречупване. Точно както стъклената леща образува изображение върху лист хартия, системата от лещи на окото формира изображение върху ретината. Това е намалено, действително, обърнато изображение на обект. Мозъкът формира възприятието за обект в изправено положение и в реални размери.
Настаняване
За ясна визия на обекта е необходимо след пречупването на лъчите изображението да се формира върху ретината. Промяната на пречупващата сила на окото за фокусиране на близки и далечни обекти се нарича настаняване.
Нарича се най-отдалечената точка, върху която се фокусира окото далечна точкавиденията са безкрайни. В този случай паралелните лъчи, влизащи в окото, се фокусират върху ретината.
Обектът се вижда в детайли, когато е разположен възможно най-близо до окото. Минималното разстояние за ясно виждане е около 7 смс нормално зрение. В този случай акомодационният апарат е в най-напрегнато състояние.
Точка, разположена на разстояние 25 сме наречен точка най-добра визия, тъй като в този случай всички детайли на разглеждания обект са различими без максималното напрежение на акомодационния апарат, в резултат на което окото може да не се уморява дълго време.
Ако окото е фокусирано върху обект в близката точка, то трябва да регулира фокусното си разстояние и да увеличи пречупващата сила. Този процес се осъществява чрез промяна на формата на лещата. Когато обектът се доближи до окото, формата на лещата се променя от умерено изпъкнала леща към изпъкнала леща.
Лещата е образувана от влакнесто желеподобно вещество. Той е заобиколен от здрава гъвкава капсула и има специални връзки, които минават от ръба на лещата до външната повърхност на очната ябълка. Тези връзки са постоянно напрегнати. Формата на лещата се променя цилиарен мускул... Свиването на този мускул намалява напрежението на капсулата на лещата, тя става по-изпъкнала и поради естествената еластичност на капсулата придобива сферична форма. Обратно, когато цилиарният мускул е напълно отпуснат, пречупващата сила на лещата е най-слаба. От друга страна, когато цилиарният мускул е в максимално свито състояние, пречупващата сила на лещата става най-голяма. Този процес се контролира от централната нервна система.
Ориз. 3.Акомодация в нормалното око
Пресбиопия
Пречупващата сила на лещата може да се увеличи от 20 диоптъра до 34 диоптъра при деца. Средната акомодация е 14 диоптъра. В резултат на това общата пречупваща сила на окото е почти 59 диоптъра, когато окото е приспособено за виждане от разстояние, и 73 диоптъра, когато окото е в максимална акомодация.
С напредването на възрастта лещата става по-дебела и по-малко еластична. Следователно, способността на лещата да променя формата си намалява с възрастта. Силата на акомодация намалява от 14 диоптъра при дете на по-малко от 2 диоптъра на възраст между 45 и 50 години и става 0 на 70-годишна възраст. Следователно обективът почти не се побира. Това нарушение на настаняването се нарича сенилна далекогледство... Очите винаги са фокусирани на постоянно разстояние. Те не могат да поемат както близко, така и далечно виждане. Следователно, за да вижда ясно на различни разстояния, възрастният човек трябва да носи бифокални очила с горен сегмент, фокусиран за далечно виждане, и долен сегмент, фокусиран за зрение наблизо.
Рефракционни грешки
Еметропия ... Смята се, че окото ще бъде нормално (еметропно), ако паралелните светлинни лъчи от далечни обекти се фокусират в ретината, докато цилиарният мускул е напълно отпуснат. Такова око вижда ясно отдалечени обекти, когато цилиарният мускул е отпуснат, тоест без акомодация. При фокусиране на обекти от близко разстояние, цилиарният мускул в окото се свива, осигурявайки подходяща степен на акомодация.
Ориз. 4.Пречупване на паралелни светлинни лъчи в човешкото око.
Хиперметропия (хиперметропия).
Хиперметропията е известна още като хиперметропия... Причинява се или от малкия размер на очната ябълка, или от слабата пречупваща сила на системата от лещи на окото. При такива условия паралелните светлинни лъчи не се пречупват от системата на очната леща достатъчно, за да може фокусът (или изображението) да бъде върху ретината. За да се преодолее тази аномалия, цилиарният мускул трябва да се свие, увеличавайки оптичната сила на окото. Следователно, далекогледецът е в състояние да фокусира далечни обекти върху ретината, използвайки механизма за настаняване. За зрението на по-близки обекти силата на акомодацията не е достатъчна.
С малък резерв на акомодация, далекогледецът често не е в състояние да приспособи окото достатъчно, за да фокусира не само близки, но дори и далечни обекти.
За коригиране на хиперметропията е необходимо да се увеличи пречупващата сила на окото. За това се използват изпъкнали лещи, които добавят пречупваща сила към силата на оптичната система на окото.
късогледство
... При миопия (или късогледство) паралелните светлинни лъчи от далечни обекти се фокусират пред ретината, въпреки факта, че цилиарният мускул е напълно отпуснат. Това се дължи на твърде дълга очна ябълка, а също и на твърде висока пречупваща сила на оптичната система на окото.
Няма механизъм, чрез който окото би могло да намали пречупващата сила на лещата си по-малко, отколкото е възможно при пълно отпускане на цилиарния мускул. Процесът на акомодация води до влошаване на зрението. Следователно, човек с късогледство не е в състояние да фокусира отдалечени обекти върху ретината. Изображението може да фокусира само ако обектът е достатъчно близо до окото. Следователно човек с миопия има ограничена далечна точка на ясно виждане.
Известно е, че лъчите, преминаващи през вдлъбната леща, се пречупват. Ако пречупващата сила на окото е твърде висока, както при късогледство, понякога може да бъде неутрализирана от вдлъбната леща. Прекомерните издатини на роговицата също могат да бъдат коригирани с помощта на лазерната техника.
Астигматизъм ... В астигматичното око пречупващата повърхност на роговицата не е сферична, а елипсоидална. Това се дължи на твърде голяма кривина на роговицата в една от нейните равнини. В резултат на това светлинните лъчи, преминаващи през роговицата в една равнина, не се пречупват толкова, колкото лъчите, преминаващи през нея в друга равнина. Те не се събират в общ фокус. Астигматизмът не може да бъде компенсиран от окото с помощта на акомодация, но може да бъде коригиран с цилиндрична леща, която ще коригира грешката в една от равнините.
Корекция на оптични аномалии с контактни лещи
Напоследък пластмасовите контактни лещи се използват за коригиране на различни зрителни аномалии. Те се поставят срещу предната повърхност на роговицата и се задържат на място с тънък слой от сълзи, който запълва пространството между контактната леща и роговицата. Твърдите контактни лещи са изработени от здрава пластмаса. Размерите им са 1 ммпо дебелина и 1 смв диаметър. Има и меки контактни лещи.
Контактните лещи заместват роговицата като външна страна на окото и почти напълно елиминират частта от пречупващата сила на окото, която обикновено се появява на предната повърхност на роговицата. При използване на контактни лещи предната повърхност на роговицата не играе съществена роля в пречупването на окото. Основната роля играе предната повърхност на контактната леща. Това е особено важно при хора с анормално оформена роговица.
Друга особеност на контактните лещи е, че като се въртят с окото, те осигуряват по-широка зона на ясно виждане от конвенционалните очила. Те също така са по-удобни за художници, спортисти и други подобни.
Зрителна острота
Способността на човешкото око да вижда ясно фините детайли е ограничена. Нормалното око може да различи различни точкови източници на светлина, разположени на разстояние от 25 дъгови секунди. Тоест, когато светлинни лъчи от две отделни точки попаднат в окото под ъгъл повече от 25 секунди между тях, те се виждат като две точки. Греди с по-малко ъглово разделяне не могат да бъдат разграничени. Това означава, че човек с нормална зрителна острота може да различи две светлинни точки на разстояние 10 метра, ако са на разстояние 2 милиметра една от друга.
Ориз. 7.Максимална зрителна острота за два точкови източника на светлина.
Наличието на тази граница се осигурява от структурата на ретината. Средният диаметър на рецепторите в ретината е близо 1,5 микрометра. Човек обикновено може да различи две отделни точки, ако разстоянието между тях в ретината е 2 микрометра. По този начин, за да се разграничат два малки обекта, те трябва да възбуждат два различни конуса. Между тях ще има поне един невъзбуден конус.