Глаз как оптическая система

Глаз  как оптическая система.

 

Презентацию подготовили:

Ученицы 11 «А» класса

Говорова  А. и Днимова А.

1. Устройство (физиологическое).

 

 Глаз - комплексное образование, состоящее из глазного яблока и вспомогательного аппарата (брови, веки, слезные железы). С точки зрения сенсорной системы основным структурным компонентом глазного яблока является сетчатка, в которой заложены не только рецепторные клетки – палочки и колбочки, но и часть проводящей и управляющей системы - цепь нейронов: биполярные, горизонтальные, амакриновые и ганглиозные клетки. Кроме того в сетчатке есть глиальные клетки, которые выполняют трофическую, опорную, разграничительную и защитную функции.

Остальные структуры глаза выполняют вспомогательные функции: светопроводящую, светопреломляющую, увлажняющую, различные виды защиты.

 

2. Оптическая  система глаза.

 

Поток излучения, отраженный от наблюдаемого предмета, проходит через оптическую систему глаза и фокусируется на внутренней поверхности глаза – сетчатой оболочке, образуя на ней обратное и уменьшенное изображение (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое). Оптическую систему глаза составляют роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело (рис. 1.). Особенностью этой системы является то, что последняя среда, проходимая светом непосредственно перед образованием изображения на сетчатке, обладает показателем преломления, отличным от единицы. Вследствие этого фокусные расстояния оптической системы глаза во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри глаза (заднее фокусное расстояние) неодинаковы.

  

 

 

 

 

                                                                                  

 

                                                                                                                                                          Рис. 1. Оптическая система глаза.

Преломление света в глазе происходит главным образом на его внешней поверхности – роговой оболочке, или роговице, а также на поверхностях хрусталика. Радужная оболочка определяет диаметр зрачка, величина которого может изменяться непроизвольным мышечным усилием от 1 до 8 мм.

  Оптическая сила глаза вычисляется как обратное фокусное расстояние:

                                 

 

 

 

  где            – заднее фокусное расстояние глаза, выраженное в метрах.

3. Аккомодация  глаза

 

 Аккомодация – это способность глаза приспосабливаться к четкому различению предметов, расположенных на разных расстояниях от глаза.

Аккомодация происходит путем изменения кривизны поверхностей хрусталика при помощи натяжения или расслабления ресничного тела. Когда ресничное тело натянуто, хрусталик растягивается и его радиусы кривизны увеличиваются. При уменьшении натяжения мышцы хрусталик под действием упругих сил увеличивает свою кривизну.

В свободном, ненапряженном состоянии нормального глаза на сетчатке получаются ясные изображения бесконечно удаленных предметов, а при наибольшей аккомодации видны самые близкие предметы.

Положение предмета, при котором создается резкое изображение на сетчатке для ненапряженного глаза, называют дальней точкой глаза.

Положение предмета, при котором создается резкое изображение на сетчатке при наибольшем возможном напряжении глаза, называют ближней точкой глаза.

При аккомодации глаза на бесконечность задний фокус совпадает с сетчаткой. При наибольшем напряжении на сетчатке получается изображение предмета, находящегося на расстоянии около 9 см (рис).

 

 

 

 

               а) ближняя точка                                                                                                                  б) дальняя точка

 

 

 

 

Разность обратных величин расстояний между ближней и дальней точкой называют диапазоном аккомодации глаза (измеряется в дптр).

С возрастом способность глаза к аккомодации постепенно уменьшается. Скажем, в возрасте 20 лет для среднего глаза ближняя точка находится на расстоянии около 10 см (диапазон аккомодации 10 дптр), в 50 лет ближняя точка располагается на расстоянии уже около 40 см (диапазон аккомодации 2.5 дптр), а к 60 годам уходит на бесконечность, то есть аккомодация прекращается. Это явление называется возрастной дальнозоркостью или пресбиопией.

Расстояние наилучшего зрения – это расстояние, на котором нормальный глаз испытывает наименьшее напряжение при рассматривании деталей предмета.

В среднем расстояние наилучшего зрения составляет около 25-30 см, хотя для каждого человека оно может быть индивидуальным.

 

  

                        4. БЛИЗОРУКОСТЬ

      

 

 

 

Причин  близорукости может быть две. Первая - удлиненное глазное яблоко при нормальной преломляющей силе глаза. Другая причина - слишком большая оптическая сила . И в первом, и во втором случаях изображение от предмета не может сфокусироваться на сетчатку, а находится внутри глаза. На сетчатку попадает только фокус от близко расположенных к глазу предметов, то есть дальняя точка глаза приближается от бесконечности на конечное расстояние

 

          Упр. : очень  медленно делать круговые движения  головы в сторону, затем в  другую. Повторить 3-4 раза.

 

 

                                    5. ДАЛЬНОЗОРКОСТЬ

 Дальнозоркость вызывается слабой оптической силой оптической системы глаза для данной длины глазного яблока. Поскольку дальнозоркий глаз обладает относительно слабой преломляющей способностью, чтобы сфокусировать изображение на сетчатке, увеличивается напряжение мышц, изменяющих кривизну хрусталика. Но даже и этого бывает недостаточно, чтобы рассмотреть предметы вдали. При рассматривании близко расположенных предметов напряжение еще больше возрастает: чем ближе предметы к глазу, тем все дальше за сетчатку уходит их изображение.

Скорректировать дальнозоркость можно при помощи положительных очков, которые строят изображение бесконечно удаленной точки за глазом.

 

 

 

 Бинокуля́рное зре́ние — (от лат. bini — «два» и лат. oculus — «глаз»), способность одновременно чётко видеть изображение предмета обоими глазами. Внешне отсутствие у пациента бинокулярного зрения при двух открытых глазах проявляется косоглазием.

 

 

 

При исследовании чувствительности глаза к изменению цветового тона было установлено, что глаз неодинаково реагирует на изменение длины волны в различных участках спектра. Изменение цветности наиболее заметно в четырёх частях спектра, а именно в зелено-голубой, оранжево-жёлтой, оранжево-красной и сине-фиолетовой. К средней зелёной части спектра и к его концу, красному и фиолетовому, глаз наименее чувствителен. При определённых условиях освещения человеческий глаз различает до 150 цветовых оттенков 
Число замечаемых глазом различий по насыщенности неодинаково для красной, жёлтой и синей поверхностей колеблется от 7 до 12 градаций.

  
 Наиболее чувствителен глаз к изменению яркости - различает до 600 градаций.

 

Конец)