Хрусталиковый глаз Глаз человека имеет приблизительно шарообразную форму; диаметр его (в среднем) 2,5 см ; глаз окружен снаружи тремя оболочками.Внешняя твердая и прочная оболочка 1, называемая склерой или белковой оболочкой, защищает внутренность глаза от механических повреждений. Склера на передней части глаза прозрачна и называется роговой оболочкой или роговицей 2; на всей остальной части глаза она непрозрачна, имеет белый цвет и называется белком. С внутренней стороны к склере прилегает сосудистая оболочка 3, состоящая из сложного сплетения кровеносных сосудов, питающих глаз. Эта вторая оболочка в передней части глаза переходит в радужную оболочку, окрашенную у разных людей в различный цвет. Радужная оболочка имеет в середине отверстие, называющееся зрачком 4. Радужная оболочка способна деформироваться, меняя диаметр зрачка. Изменение это происходит рефлекторно (без участия сознания) в зависимости от количества света, попадающего в глаз; при ярком освещении диаметр зрачка равен 2 мм, при слабом освещении доходит до 8 мм На внутренней поверхности сосудистой оболочки расположена сетчатая оболочка, или сетчатка 6. Она покрывает все дно глаза, кроме его передней части. Сзади через оболочку входит зрительный нерв 7, соединяющий глаз с мозгом. Сетчатка состоит в основном из разветвлений волокон зрительного нерва и их окончаний и образует светочувствительную поверхность глаза.
Промежуток между роговой и радужной оболочками называется передней камерой 9; он заполнен камерной влагой. Внутри глаза, непосредственно за зрачком, расположен хрусталик 5, представляющий собой прозрачное упругое тело, имеющее форму двояковыпуклой линзы. Кривизна поверхностей хрусталика может меняться в результате действия облегающей его со всех сторон мышцы. Посредством изменения кривизны поверхностей хрусталика достигается приведение изображения предметов, лежащих на различных расстояниях, точно на поверхность чувствительного слоя сетчатки; этот процесс называется аккомодацией. Вся полость глаза за хрусталиком заполнена прозрачной студенистой жидкостью, образующей стекловидное тело 8. По своему устройству глаз как оптическая система сходен с фотоаппаратом. Роль объектива выполняет хрусталик совместно с преломляющей средой передней камеры и стекловидного тела. Изображение получается на светочувствительной поверхности сетчатки. Наводка на резкость изображения осуществляется путем аккомодации. Наконец, зрачок играет роль изменяющейся по диаметру диафрагмы. Способность глаза к аккомодации обеспечивает возможность получения на сетчатке резких изображений предметов, находящихся на различных расстояниях. Нормальный глаз в спокойном состоянии, т. е. без какого-либо усилия аккомодации, дает на сетчатке отчетливое изображение удаленных предметов (например, звезд). С помощью мышечного усилия, увеличивающего кривизну хрусталика и, следовательно, уменьшающего его фокусное расстояние, глаз осуществляет наводку на нужное расстояние. Наименьшее расстояние, на котором нормальный глаз может отчетливо видеть предметы, меняется в зависимости от возраста от 10 см (возраст до 20 лет) до 22 см (возраст около 40 лет). В более пожилом возрасте способность глаза к аккомодации еще уменьшается: наименьшее расстояние доходит до 30 см и более — возрастная дальнозоркость. Далеко не у всех людей глаз является нормальным. Нередко задний фокус глаза в спокойном состоянии находится не на самой сетчатке (как у нормального глаза), а с той или другой стороны от нее. Если фокус глаза в спокойном состоянии лежит внутри глаза перед сетчаткой (рис. 2, а), то глаз называется близоруким. Такой глаз не может отчетливо видеть отдаленные предметы, так как напряжение мышц при аккомодации еще сильнее отдаляет фокус от сетчатки. Для исправления близорукости глаза должны быть снабжены очками с рассеивающими линзами
В дальнозорком глазе фокус при спокойном состоянии глаза находится за сетчаткой (рис. 2, в). Дальнозоркий глаз преломляет слабее нормального. Чтобы видеть даже весьма удаленные предметы, дальнозоркий глаз должен делать усилие; для видения близко лежащих предметов аккомодационная способность глаза уже недостаточна. Поэтому для исправления дальнозоркости употребляются очки с собирающими линзами (рис. 2, г), приводящие фокус глаза в спокойном состоянии на сетчатку. Оптические приборы, вооружающие глазХотя глаз и не представляет собой тонкую линзу, в нем можно все же найти точку, через которую лучи проходят практически без преломления, т. е. точку, играющую роль оптического центра. Оптический центр глаза находится внутри хрусталика вблизи его задней поверхности. Расстояние h от оптического центра до сетчатой оболочки, называемое глубиной глаза, составляет для нормального глаза 15 мм. Зная положение оптического центра, можно легко построить изображение какого-либо предмета на сетчатой оболочке глаза. Изображение всегда действительное, уменьшенное и обратное (рис. 3, а). Угол , под которым виден предмет S1 S2 из оптического центра глаза О, называется углом зрения. Сетчатая оболочка имеет сложное строение и состоит из отдельных светочувствительных элементов. Поэтому две точки объекта, расположенные настолько близко друг к другу, что их изображения на сетчатке попадают на один и тот же элемент, воспринимаются глазом как одна точка. Минимальный угол зрения, под которым две светящиеся точки или две черные точки на белом фоне воспринимаются глазом еще раздельно, составляет приблизительно одну минуту.
Глаз плохо распознает детали предмета, которые он видит под углом менее 1°. Это угол, под которым виден отрезок, длина которого 1 см на расстоянии 34 м от глаза. При плохом освещении (в сумерках) минимальный угол разрешения повышается и может дойти до 1°. Приближая предмет к глазу, мы увеличиваем угол зрения и, следовательно, получаем возможность лучше различать мелкие детали. Однако очень близко к глазу приблизить предмет мы не можем, так как способность глаза к аккомодации ограничена. Для нормального глаза наиболее благоприятным для рассматривания предмета оказывается расстояние около 25 см, при котором глаз достаточно хорошо различает детали без чрезмерного утомления. Это расстояние называется расстоянием наилучшего зрения. Для близорукого глаза это расстояние несколько меньше. Поэтому близорукие люди, помещая рассматриваемый предмет ближе к глазу, чем люди с нормальным зрением или дальнозоркие, видят его под большим углом зрения и могут лучше различать мелкие детали Значительное увеличение угла зрения достигается с помощью оптических приборов. По своему назначению оптические приборы, вооружающие глаз, можно разбить на следующие две большие группы:· Приборы, служащие для рассматривания очень мелких предметов (лупа, микроскоп). Эти приборы как бы «увеличивают» рассматриваемые предметы · Приборы, предназначенные для рассматривания удаленных объектов (зрительная труба, бинокль, телескоп и т. п.). Эти приборы как бы «приближают» рассматриваемые предметы Благодаря увеличению угла зрения при использовании оптического прибора размер изображения предмета на сетчатке увеличивается по сравнению с изображением в невооруженном глазе и, следовательно, возрастает способность распознавания деталей. Отношение длины изображения на сетчатке в случае вооруженного глаза b' к длине изображения для невооруженного глаза b (рис. 3, б) называется увеличением оптического прибора.
| Следующая > |
www.medportal.gomel.by
НОУ СОШ «ВЕНДА»
По физике
Тема: ГЛАЗ – оптическая система
Выполнил:
Ученик 9 «а» класса
Рощупкин Евгений
Руководитель:
Учитель физики
Липчанская Екатерина Игоревна
г. Москва
2006 год
У человека есть разные возможности восприятия внешней информации. Это делается с помощью органов чувств:
Почему зрение? Потому что это важнейший орган чувств, человек познаёт мир с помощью зрения на 70%
Разные виды глаз
Хрусталиковый Фасеточный
В природе есть несколько разных типов глаз, одними из них являются хрусталиковый и фасеточный, как раз о них я вам и расскажу.
Хрусталиковый глазХрусталиковый глаз это наиболее распространенный тип глаза на земле, как млекопитающие, птицы, рептилии, рыбы и головоногие моллюски так же и мы являемся обладателями хрусталиковых глаз.
Информация, полученная при помощи аппарата глазного яблока, передается по зрительным путям сначала в подкорковые центры зрения, затем в высший зрительный центр в затылочных долях головного мозга.
Глазное яблоко занимает основное место в орбите или глазнице, которая является костным вместилищем глаза и служит также для его защиты. Между глазницей и глазным яблоком находится жировая клетчатка, которая выполняет амортизирующие функции и в ней проходят сосуды, нервы и мышцы. Глазное яблоко весит около 7 грамм. Форма глазного яблока представляет собой слегка сплюснутый в переднезаднем направлении шар.
Стенка глазного яблока состоит из трех оболочек:
Наружная оболочка. Большая ее часть представляет собой белковую плотную непрозрачную ткань. Это склера или белок глаза. Спереди склера переходит в меньшую часть наружной оболочки – прозрачную роговицу. Место перехода склеры в роговицу называется лимб.
Роговица расположена на передней поверхности глаза, через нее в глазное яблоко проникают лучи света. Прозрачность роговицы объясняется уникальностью ее строения, в ней все клетки расположены в строгом оптическом порядке. В роговице происходит процесс преломления световых лучей.
Средняя оболочка глазного яблока – сосудистая. Сосудистая оболочка состоит из: собственно сосудистой оболочки (хориоидеа) в заднем отделе глаза, ресничного или цилиарного тела в среднем отделе, переднего отдела – радужки.
Радужная оболочка или радужка глаза находится в переднем отделе глаза. Она состоит из рыхлой соединительной ткани и сети сосудов. В центре радужки находится отверстие — зрачок, который исполняет роль диафрагмы, процес регулируяции количества света, попадающего в глаз. Изменение диаметра зрачка под воздействием светового излучения называется реакция зрачков на свет или зрачковый рефлекс. Суживается и расширяется зрачок благодаря работе двух мышц расположенных в радужке. Это мышца, суживающая зрачок и мышца расширяющая зрачок.
Цвет радужной оболочки от количества в ней специальных клеток меланофоров, содержащих меланин. Чем больше меланина, тем темнее цвет радужки. По периферическому краю радужка переходит в ресничное или цилиарное тело. Ресничное тело снаружи прикрыто склерой. Оно имеет форму кольца и состоит из соединительной ткани, сосудов, ресничной мышцы и отростков ресничного тела. К отросткам ресничного тела при помощи специальной круговой связки прикрепляется хрусталик. Одной из важнейших функций ресничного тела является участие в процессе аккомодации. При сокращении ресничного тела связка ослабляется и хрусталик принимает более выпуклую форму, при этом улучшается видение ближних предметов, и, наоборот, при расслаблении ресничной мышцы, хрусталик принимает более плоскую форму, для улучшения зрения вдаль. Еще одной функцией ресничного тела является выработка внутриглазной жидкости, за счет которой питаются образования глаза, не имеющие собственных сосудов (роговица, хрусталик, стекловидное тело) и обеспечивается постоянное внутриглазное давление. Хориоидеа состоит из большого количества сосудов и занимает задние 2/3 сосудистой оболочки. Ее основная функция – питание сетчатки.
Внутренняя оболочка глазного яблока — сетчатка. Она представляет собой часть нервной системы и является первым отделом зрительного анализатора. В сетчатке световая энергия преобразуется в нервные импульсы. Происходит первичный анализ зрительной информации. Верхний слой сетчатки – пигментный. Он поглощает свет, уменьшая его рассеивание внутри глаза, и в нем же образуются зрительные вещества.
В следующем слое находятся отростки клеток сетчатки – палочек и колбочек. Отростки содержат зрительные вещества (зрительный пурпур) – родопсин (палочки) и йодопсин (колбочки). Палочки и колбочки передают нервное возбуждение находящимся далее биполярным клеткам, а те в свою очередь ганглиозным клеткам. Отростки этих клеток собираются в зрительный нерв. Оптически активную часть сетчатки можно увидеть при обследовании глаза. Она называется глазное дно. На глазном дне можно рассмотреть сосуды, диск зрительного нерва, а так же желтое пятно. Желтое пятно – это область сетчатки, где сосредоточено максимальное количество колбочек, отвечающих за цветовое зрение.
Внутренняя часть глазного яблока представляет собой:
· внутриглазную жидкость
· хрусталик
· стекловидное тело.
Внутриглазная жидкость располагается в передней части глаза. Пространство между роговицей и радужкой называется передней камерой глаза, между радужкой и хрусталиком – задней камерой глаза. Жидкость внутри камер постоянно циркулирует.
Хрусталик представляет собой прозрачное тело, имеющее форму чечевицы или двояковыпуклой линзы. При помощи круговой (цинновой) связки он подвешен к отросткам ресничного тела. Хрусталик участвует в преломлении световых лучей и в акте аккомодации.
За хрусталиком находится стекловидное тело. Оно занимает основную часть полости глазного яблока. Это прозрачная студнеобразная масса, содержащая 98% воды. Стекловидное тело участвует в преломлении световых лучей, а также поддерживает тонус и форму глазного яблока.
К защитному аппарату глаза относятся: веки, глазница. Верхнее и нижнее веки обеспечивают защиту глазного яблока от попадания различных предметов. Они смыкаются даже при движении воздуха и при малейшем прикосновении к роговице. При помощи мигательных движений век с поверхности глазного яблока убираются мелкие частицы пыли и равномерно распределяется слезная жидкость. Свободные края век плотно прилегают друг к другу при их смыкании. Кожа век тонкая, легко собирающаяся в складки. Подкожная клетчатка содержит чрезвычайно мало жира.
Внутренняя поверхность век покрыта слизистой оболочкой – конъюнктивой. Конъюнктива имеет множество нервных окончаний, а ее клетки выделяют специальный секрет, смазывающий поверхность глазного яблока.
Прохождение света
На пути света в глаз лежит несколько оптических тел:
1. Роговица — это линза, на долю которой приходится 40 диоптрий из всех 60 диоптрий общей преломляющей силы глаза. То есть, роговица — самая сильная линза в оптической системе глаза. Это является следствием разницы показателей преломления воздуха, находящегося перед роговицей, и показателя преломления её вещества.
Выйдя из роговицы, свет попадает в заполненную жидкостью так называемую переднюю камеру глаза — пространство между внутренней поверхностью роговицы и радужкой.
Существует множество дефектов зрения, как глаукома, катаракта и.т.д. Мы же рассмотрим только близорукость и дальнозоркость так как они являются в той или иной степени знакомы всем нам и эти проблемы возникают из-за сбоя глаза, как оптической системы.
Близорукость
Близорукость возникает если фокус оптической силы глаза находится перед сетчаткой, и наилучшее изображение предмета на расстоянии 5-ти метров от глаза формируется не на сетчатке глаза, а перед ней.
Миопия возникает, если преломляющая сила оптических сред глаза слишком велика для длины глаза, или, наоборот, длина глаза слишком мала для преломляющей способности оптического аппарата глаза. Аккомодация в этом случае не помогает, так как она может только увеличить оптическую силу сред глаза, а не уменьшить. Количество диоптрий, на которое нужно уменьшить преломляющую силу глаза, для того, что бы он стал эмметропическим, определяет степень миопии. При близорукости, дальнейшая точка ясного видения предмета находится ближе 5 метров. Пациенты нуждаются в аккомодации только на более близких расстояниях, а пациенты степень близорукости которых достигает трех диоптрий совсем не нуждаются в аккомодации ближе расстояния 33 см, на котором собственно и производится работа зрения вблизи.
Близорукость определяется увеличенной преломляющей способностью хрусталика. Чаще всего такой вид близорукости возникает при изменениях хрусталикового ядра, возникающих у больных сахарным диабетом, и при некоторых врожденных формах катаракт. Иногда возникает лекарственная лентикулярная близорукость, при поражении ткани хрусталика из-за приема некоторых лекарств (фенотиазин, гидролазин, хлорталидон).
Миопическая болезнь возникает, когда длина глаза оказывается слишком большой обычно за счет роста передней части глазного яблока. Вначале это бывает физиологическая близорукость, но при миопической болезни процесс не стабилизируется на каких-либо цифрах близорукости, а прогрессирует постоянно и глазное яблоко продолжает свой рост. Глазное яблоко при миопической болезни увеличено в размерах, глазная щель расширена, зрачок обычно широкий, передняя камера глаза глубокая.
Пациенты с близорукостью жалуются на ослабление зрения вдаль, которое постепенно увеличивается. Часто такие пациенты прищуриваются, так как при этом площадь зрачка уменьшается, уменьшая рассеивание лучей света, и зрение несколько улучшается. Увеличение глазного яблока в размерах вызывает изменение его структур. Увеличивается радиус кривизны роговицы.
Дальнозоркость
При дальнозоркости или гиперметропии фокус оптической системы глаза (формирование наилучшего изображения) находится позади сетчатки. Такую рефракцию называют еще слабой рефракцией по отношению к данному глазу. Т.е рефракция маловата относительно переднезаднего размера глаза.
При гиперметропии уменьшена величина глазного яблока спереди назад, уменьшена глубина передней камеры глаза, обычно более узкий зрачок. В таком глазу четкое изображение могли бы дать сходящиеся лучи, но в природе таких лучей не существует. При отсутствии четкого изображения предмета на сетчатке, включается механизм аккомодации, который позволяет добавить глазу недостающие диоптрии и переместить изображение предмета на сетчатку. При дальнейшем приближении предмета к глазу, при гиперметропии степень аккомодации должна увеличиваться в большей степени, чем у глаза с нормальной рефракцией. Поэтому у гиперметропов резервы аккомодации заканчиваются раньше, и раньше возникает пресбиопия и для ее коррекции нужны более сильные линзы.
Пациент с дальнозоркостью при отсутствии аккомодации видит нечетко предметы на любых расстояниях, причем при приближении предмета к глазу, зрение ухудшается. На более близких расстояниях лучи от предметов окружающей среды становятся расходящимися и гиперметропическому глазу сфокусировать их еще тяжелее, чем параллельные лучи из бесконечности. Требуется дополнительное усилие аккомодации. Термин дальнозоркость объясняется тем, что вдали такой пациент видит все-таки лучше, чем вблизи.
Дальнозоркий человек может держать текст очень близко от глаз, потому, что это увеличивает изображение текста на сетчатке. Однако изображение не становится лучше, просто оно увеличено. Пациент часто щурится, пытаясь помочь аккомодации, что может способствовать развитию блефаритов и конъюнктивитов, наряду с постоянным напряжением ресничной мышцы.
· гиперметропия слабой степени — до 2,0 диоптрий
· гиперметропия средней степени – до 4,0 диоптрий
· гиперметропия высокой степени – более 4,0 диоптрий.
При гиперметропии слабой степени глаз с помощью аккомодации справляется со своей задачей. А при гиперметропии средней и высокой степени требуется коррекция и для дали, и для близких расстояний.
· Коррекция зрения при гиперметропии производится с помощью очковых стекол, контактных линз и хирургических методов. Коррекцию необходимо производить своевременно, особенно у детей.
Подбор линз осуществляют отдельно на каждый глаз. Контактные линзы имеют некоторое преимущество перед очками. Они не ограничивают поле зрения, обеспечивая хороший обзор при повороте глазных яблок, незаметны для окружающих. Однако при их ношении может развиваться индивидуальная непереносимость. При нарушении правил использования контактных линз могут возникнуть воспалительные заболеваний слизистой оболочки глаз.
Коррекция зрения
Лазерная хирургия глаза это передовое направление современной офтальмологии. Достижения в области лазерной хирургии зрения позволяют сегодня раз и навсегда решить проблему плохого зрения для миллионов людей с различными формами нарушения рефракции. За последние 10 лет во всем мире проведено около 5 миллионов операций коррекции зрения с помощью эксимерного лазера, из них в 2002 году было произведено более 1 миллиона лазерных коррекций зрения.
Линзовая(контактная) коррекция зрения
КОНТАКТНЫЕ ЛИНЗЫ, без сомнения, являются самым замечательным приспособлением для коррекции зрения. Контактные линзы обладают рядом неоспоримых преимуществ перед очками. Правильно подобранные контактные линзы создают большее по величине и лучшее по качеству изображение на сетчатке глаза, тем самым повышают остроту зрения, расширяют поле зрения, восстанавливают бинокулярное зрение. Кроме этого, пользование контактными линзами уменьшает явления зрительного утомления и повышает зрительную работоспособность. Все это, несомненно, положительно влияет на общее состояние организма, повышает жизненный тонус, расширяет зону интересов и возможностей человека. Со слов пациентов, контактные линзы дают не только иное, лучшее качество зрения, но и лучшее качество жизни по сравнению с очками. К сожалению, при массе достоинств контактные линзы имеют не меньшее число недостатков. Даже самые совершенные контактные линзы остаются инородным телом для глаза и могут вызывать широкий спектр осложнений, в том числе тяжелых. Каковы преимущества и недостатки контактной коррекции зрения? Может ли современная офтальмология предложить лучшую альтернативу контактным линзам?
Фасеточный глаз
Фасеточные глаза содержат множество специфических структурных элементов — омматидиев (фасеток), длинных конусов, состоящих из многочисленных зрительных (светочувствительных), пигментных, светопреломляющих и т.п. клеток.
Каждый омматидий представляет собой как бы самостоятельный глаз, который индивидуально воспринимает световое или цветовое пятно, а все вместе омматидий глаза дают мозаичную картинку с не очень большим разрешением. Так, у самых крупных хищных стрекоз число омматидиев в глазу достигает 50000.
Характерно, что цветовое восприятие насекомых существенно отличается от человеческого. Например, стрекозы и муравьи видят в ультрафиолете. О стрекозах стоит сказать особо: у них одна часть глаза видит в ультрафиолете, а другая — в желто-красной видимой области спектра. Связано это с тем, что верхней частью глаза стрекоза следит за небом, наблюдая за хищным птицами, а нижней — сама выслеживает добычу.
Простейшая дифракционная решетка представляет собой пластинку, на которой чередуются узкие прозрачные и непрозрачные полосы, параллельные между собой. Сумму ширины прозрачной и непрозрачной полоски принято называть периодом решетки и обозначать буквой d. Если на решетку направить узкий параллельный пучок света (рис.2), то на краях отверстий, вследствие дифракции, свет отклонится от своего первоначального направления, и образуется множество точечных когерентных лучей.
Способы применения
Фасеточный глаз Хрусталиковый глаз
Университет японского города Осака и центр технологий компании Konica Minolta сообщили о разработке новой технологии производства миниатюрных линз для мобильных фотокамер.
В её основе лежит биологический принцип фасеточного строения глаз у насекомых. Японские исследователи использовали множество микроскопических линз, каждая из которых создает отдельное изображение. Затем эти кусочки по определенной системе компонуются в одну общую картинку.
По заявлению ученых, благодаря разработке новых линз можно будет создавать фотокамеры размером и толщиной не более 2 миллиметров. При этом они позволят делать очень качественные фотоснимки.
После доведения этого изобретения до промышленного использования и появления мобильных устройств, оснащенных встроенными фотокамерами нового типа, мировой рынок ожидает очередная технологическая революция.
Принцип работы хрусталикового глаза используется во всех современных оптических приборах, как фотоаппарат, бинокль, телескоп. Свет проходит через линзу и попадает на фотоплёнку. Принцип аналогично работе глаза.
www.ronl.ru
НОУ СОШ «ВЕНДА»
По физике
Тема: ГЛАЗ – оптическая система Выполнил:
Ученик 9 «а» класса
Рощупкин Евгений
Руководитель:
Учитель физики
Липчанская Екатерина Игоревна
г. Москва
2006 год
У человека есть разные возможности восприятия внешней информации. Это делается с помощью органов чувств:
Почему зрение? Потому что это важнейший орган чувств, человек познаёт мир с помощью зрения на 70%
Разные виды глаз
Хрусталиковый Фасеточный
В природе есть несколько разных типов глаз, одними из них являются хрусталиковый и фасеточный, как раз о них я вам и расскажу.
Хрусталиковый глаз Хрусталиковый глаз это наиболее распространенный тип глаза на земле, как млекопитающие, птицы, рептилии, рыбы и головоногие моллюски так же и мы являемся обладателями хрусталиковых глаз.
Информация, полученная при помощи аппарата глазного яблока, передается по зрительным путям сначала в подкорковые центры зрения, затем в высший зрительный центр в затылочных долях головного мозга.
Глазное яблоко занимает основное место в орбите или глазнице, которая является костным вместилищем глаза и служит также для его защиты. Между глазницей и глазным яблоком находится жировая клетчатка, которая выполняет амортизирующие функции и в ней проходят сосуды, нервы и мышцы. Глазное яблоко весит около 7 грамм. Форма глазного яблока представляет собой слегка сплюснутый в переднезаднем направлении шар.
Стенка глазного яблока состоит из трех оболочек:
Наружная оболочка. Большая ее часть представляет собой белковую плотную непрозрачную ткань. Это склера или белок глаза. Спереди склера переходит в меньшую часть наружной оболочки – прозрачную роговицу. Место перехода склеры в роговицу называется лимб.
Роговица расположена на передней поверхности глаза, через нее в глазное яблоко проникают лучи света. Прозрачность роговицы объясняется уникальностью ее строения, в ней все клетки расположены в строгом оптическом порядке. В роговице происходит процесс преломления световых лучей.
Средняя оболочка глазного яблока – сосудистая. Сосудистая оболочка состоит из: собственно сосудистой оболочки (хориоидеа) в заднем отделе глаза, ресничного или цилиарного тела в среднем отделе, переднего отдела – радужки.
Радужная оболочка или радужка глаза находится в переднем отделе глаза. Она состоит из рыхлой соединительной ткани и сети сосудов. В центре радужки находится отверстие - зрачок, который исполняет роль диафрагмы,процес регулируяции количества света, попадающего в глаз. Изменение диаметра зрачка под воздействием светового излучения называется реакция зрачков на свет или зрачковый рефлекс. Суживается и расширяется зрачок благодаря работе двух мышц расположенных в радужке. Это мышца, суживающая зрачок и мышца расширяющая зрачок.
Цвет радужной оболочки от количества в ней специальных клеток меланофоров, содержащих меланин. Чем больше меланина, тем темнее цвет радужки. По периферическому краю радужка переходит в ресничное или цилиарное тело. Ресничное тело снаружи прикрыто склерой. Оно имеет форму кольца и состоит из соединительной ткани, сосудов, ресничной мышцы и отростков ресничного тела. К отросткам ресничного тела при помощи специальной круговой связки прикрепляется хрусталик. Одной из важнейших функций ресничного тела является участие в процессе аккомодации. При сокращении ресничного тела связка ослабляется и хрусталик принимает более выпуклую форму, при этом улучшается видение ближних предметов, и, наоборот, при расслаблении ресничной мышцы, хрусталик принимает более плоскую форму, для улучшения зрения вдаль. Еще одной функцией ресничного тела является выработка внутриглазной жидкости, за счет которой питаются образования глаза, не имеющие собственных сосудов (роговица, хрусталик, стекловидное тело) и обеспечивается постоянное внутриглазное давление. Хориоидеа состоит из большого количества сосудов и занимает задние 2/3 сосудистой оболочки. Ее основная функция – питание сетчатки.
Внутренняя оболочка глазного яблока - сетчатка. Она представляет собой часть нервной системы и является первым отделом зрительного анализатора. В сетчатке световая энергия преобразуется в нервные импульсы. Происходит первичный анализ зрительной информации. Верхний слой сетчатки – пигментный. Он поглощает свет, уменьшая его рассеивание внутри глаза, и в нем же образуются зрительные вещества. В следующем слое находятся отростки клеток сетчатки – палочек и колбочек. Отростки содержат зрительные вещества (зрительный пурпур) – родопсин (палочки) и йодопсин (колбочки). Палочки и колбочки передают нервное возбуждение находящимся далее биполярным клеткам, а те в свою очередь ганглиозным клеткам. Отростки этих клеток собираются в зрительный нерв. Оптически активную часть сетчатки можно увидеть при обследовании глаза. Она называется глазное дно. На глазном дне можно рассмотреть сосуды, диск зрительного нерва, а так же желтое пятно. Желтое пятно – это область сетчатки, где сосредоточено максимальное количество колбочек, отвечающих за цветовое зрение.
Внутренняя часть глазного яблока представляет собой:
· внутриглазную жидкость
· хрусталик
· стекловидное тело.
Внутриглазная жидкость располагается в передней части глаза. Пространство между роговицей и радужкой называется передней камерой глаза, между радужкой и хрусталиком – задней камерой глаза. Жидкость внутри камер постоянно циркулирует.
Хрусталик представляет собой прозрачное тело, имеющее форму чечевицы или двояковыпуклой линзы . При помощи круговой (цинновой) связки он подвешен к отросткам ресничного тела. Хрусталик участвует в преломлении световых лучей и в акте аккомодации.
За хрусталиком находится стекловидное тело. Оно занимает основную часть полости глазного яблока. Это прозрачная студнеобразная масса, содержащая 98% воды. Стекловидное тело участвует в преломлении световых лучей , а также поддерживает тонус и форму глазного яблока.
К защитному аппарату глаза относятся: веки, глазница. Верхнее и нижнее веки обеспечивают защиту глазного яблока от попадания различных предметов. Они смыкаются даже при движении воздуха и при малейшем прикосновении к роговице. При помощи мигательных движений век с поверхности глазного яблока убираются мелкие частицы пыли и равномерно распределяется слезная жидкость. Свободные края век плотно прилегают друг к другу при их смыкании. Кожа век тонкая, легко собирающаяся в складки. Подкожная клетчатка содержит чрезвычайно мало жира.
Внутренняя поверхность век покрыта слизистой оболочкой – конъюнктивой. Конъюнктива имеет множество нервных окончаний, а ее клетки выделяют специальный секрет, смазывающий поверхность глазного яблока.
Прохождение света
На пути света в глаз лежит несколько оптических тел:
1. Роговица - это линза, на долю которой приходится 40 диоптрий из всех 60 диоптрий общей преломляющей силы глаза. То есть, роговица - самая сильная линза в оптической системе глаза. Это является следствием разницы показателей преломления воздуха, находящегося перед роговицей, и показателя преломления её вещества.
Выйдя из роговицы, свет попадает в заполненную жидкостью так называемую переднюю камеру глаза - пространство между внутренней поверхностью роговицы и радужкой.
Существует множество дефектов зрения, как глаукома, катаракта и.т.д. Мы же рассмотрим только близорукость и дальнозоркость так как они являются в той или иной степени знакомы всем нам и эти проблемы возникают из-за сбоя глаза, как оптической системы.
mirznanii.com
Глаз.
Часто в задачах говорится, что что-либо рассматривается глазом. При этом хрусталик глаза можно считать тонкой линзой. Эта линза дает изображение рассматриваемого предмета на задней стенке глазного яблока, где расположена сетчатка светочувствительных клеток. В задачах сетчатку глаза можно считать плоским экраном. Глаз видит изображение сфокусированным (резким), если изображение предмета в линзе хрусталика попадает в плоскость сетчатки.
Следовательно при решении задач можно считать, что глаз состоит из тонкой линзы и плоского экрана.
Глаз как оптическая система
Строение глаза
На рисунке 2.1. изображен разрез глазного яблокаи показаны основные детали глаза.
Рис. 2.1. Горизонтальный разрез правого глаза.
Глаз представляет собой шаровидное тело (глазное яблоко), почти полностью покрытое непрозрачной твердой оболочкой (склерой). В передней части глаза оболочка переходит в выпуклую и прозрачную роговицу. Склера и роговица обуславливают форму глаза, защищают его и служат местом крепления глазодвигательных мышц. Диаметр всего глазного яблока около 22-24 мм, масса 7-8 г.
Тонкая сосудистая пластинка (радужная оболочка) является диафрагмой, ограничивающей проходящий пучок лучей. Через отверстие в радужной оболочке (зрачок) свет проникает в глаз. В зависимости от величины падающего светового потока диаметр зрачка может изменяется от 1 до 8 мм.
Помимо сосудов радужная оболочка содержит большое количество пигментных клеток, в зависимости от их содержания и глубины залегания радужная оболочка имеет различный цвет. Когда в радужной оболочке нет никакого цветного вещества, то она кажется красной от крови, заключенной в пронизывающих ее кровеносных сосудах. В этом случае глаза плохо защищены от света и иногда страдают светобоязнью (альбинизмом), но в темноте превосходят по остроте зрения глаза с темной окраской.
Хрусталик представляет собой двояковыпуклую эластичную линзу, которая крепится на мышцах ресничного тела. Ресничное тело обеспечивает изменение формы хрусталика. Хрусталик разделяет внутреннюю поверхность глаза на две камеры: переднюю камеру, заполненную водянистой влагой, и заднюю камеру, заполненную стекловидным телом.
Внутренняя поверхность задней камеры покрыта сетчаткой, представляющей собой светочувствительный слой. Получаемое светочувствительными элементами сетчатки раздражение передается волокнам зрительного нерва и по ним достигает зрительных центров мозга. Между сетчаткой и склерой находится тонкая сосудистая оболочка, состоящая из сети кровеносных сосудов, питающих глаз.
Место входа зрительного нерва представляет собой слепое пятно. Немного выше расположено желтое пятно – участок наиболее ясного видения. Линия, проходящая через центр желтого пятна и центр хрусталика, называется зрительной осью. Она отклонена от оптической оси глаза на угол около 5°.
Упрощенная оптическая схема 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. 2.2). 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. 2.2. 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 система глаза чрезвычайно сложна, поэтому при расчетах хода лучей обычно пользуются упрощенными, эквивалентными истинному глазу «схематическими глазами». В таблице 2.1 приведены данные для аккомодированного и не аккомодированного глаза.
|
№ |
В состоянии покоя |
В состоянии наибольшей аккомодации | ||||
пов-ти | радиус кривизны | осевое расстояние | показатель преломления | радиус кривизны | осевое расстояние | показатель преломления |
1 | 7,7 | 0,5 | 1,376 | 7,7 | 0,5 | 1,376 |
2 | 6,8 | 3,1 | 1,336 | 6,8 | 2,7 | 1,336 |
3 | 10,0 | 3,6 | 1,386 | 5,33 | 4,0 | 1,386 |
4 | -6,0 | 15 | 1,336 | -5,33 | 15 | 1,336 |
Оптическая сила | Оптическая сила | |||||
Таблица 2.1. Данные «схематического глаза».
Оптическая сила глаза вычисляется как обратное фокусное расстояние:
где – заднее фокусное расстояние глаза, выраженное в метрах.
Строение и функции глаза
Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, хиазму, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор или зрительную систему.
Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв "правую часть" изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения — правую и левую — головной мозг соединяет воедино.
Так как каждый глаз воспринимает "свою" картинку, при нарушении совместного движения правого и левого глаза может быть расстроено бинокулярное зрение. Попросту говоря, у вас начнет двоиться в глазах или вы будете одновременно видеть две совсем разные картинки.
Основные функции глаза
Строение глаза
Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача — "передать" правильное изображение зрительному нерву.
Роговица — прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза — склерой.
Передняя камера глаза — это пространство между роговицей и радужкой. Она заполнена внутриглазной жидкостью.
Радужка — по форме похожа на круг с отверстием внутри (зрачком). Радужка состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются. Она входит в сосудистую оболочку глаза. Радужка отвечает за цвет глаз (если он голубой — значит, в ней мало пигментных клеток, если карий — много). Выполняет ту же функцию, что диафрагма в фотоаппарате, регулируя светопоток.
Зрачок — отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.
Хрусталик — "естественная линза" глаза. Он прозрачен, эластичен — может менять свою форму, почти мгновенно "наводя фокус", за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали. Располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как и роговица, входит в оптическую систему глаза.
Стекловидное тело — гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует во внутриглазном обмене веществ. Входит в оптическую систему глаза.
Сетчатка — состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида: колбочки и палочки. В этих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) в электрическую энергию нервной ткани, т.е. фотохимическая реакция.
Палочки обладают высокой светочувствительностью и позволяют видеть при плохом освещении, также они отвечают за периферическое зрение. Колбочки, наоборот, требуют для своей работы большего количества света, но именно они позволяют разглядеть мелкие детали (отвечают за центральное зрение), дают возможность различать цвета. Наибольшее скопление колбочек находится в центральной ямке (макуле), отвечающей за самую высокую остроту зрения. Сетчатка прилегает к сосудистой оболочке, но на многих участках неплотно. Именно здесь она и имеет тенденцию отслаиваться при различных заболеваниях сетчатки.
Склера — непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся 6 глазодвигательных мышц. В ней находится небольшое количество нервных окончаний и сосудов.
Сосудистая оболочка — выстилает задний отдел склеры, к ней прилегает сетчатка, с которой она тесно связана. Сосудистая оболочка ответственна за кровоснабжение внутриглазных структур. При заболеваниях сетчатки очень часто вовлекается в патологический процесс. В сосудистой оболочке нет нервных окончаний, поэтому при ее заболевании не возникают боли, обычно сигнализирующие о каких-либо неполадках.
Зрительный нерв — при помощи зрительного нерва сигналы от нервных окончаний передаются в головной мозг.
Аккомодация
Аккомодация - это способность глаза приспосабливаться к четкому различению предметов, расположенных на разных расстояниях от глаза.
Механизм аккомодации
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, не напряженном состояние нормального глаза на сетчатке получаются ясные изображения бесконечно удаленных предметов, а при наибольшей аккомодации видны самые близкие предметы.
Точки аккомодации
Дальняя точка глаза - положение предмета, при котором создается резкое изображение на сетчатке для не напряженного глаза.
Ближняя точка глаза - положение предмета, при котором создается резкое изображение на сетчатке при наибольшем возможном напряжении 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.
Диапазон аккомодации глаза - разность обратных величин расстояний между ближней и дальней точками, измеряется в диоптриях
Расстояние наилучшего зрения
Расстояние, на котором нормальный глаз испытывает наименьшее напряжение при рассматривании деталей предмета. В среднем составляет около 25-30 см, но для каждого человека оно может быть индивидуальным.
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. 2.4).
а) дальняя точка | б) ближняя точка |
Рис. 2.4. Изображение ближней и дальней точки. | |
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.
Реакции глаз
Для психофизиолога наибольший интерес представляют три категории глазных реакций: сужение и расширение зрачка, мигание и глазные движения. Пупилометрия – метод изучения зрачковых реакций, используется для изучения субъективного отношения людей к тем или иным внешним раздражителям. Диаметр зрачка человека может существенно меняться в пределах от 1,5 до 9 мм. Величина зрачка существенно колеблется в зависимости от количества света, падающего на глаз: на свету зрачок сужается, в темноте – расширяется. Наряду с этим размер зрачка существенно изменяется, если испытуемый реагирует на воздействие эмоционально. В связи с этим пупилометрия используется для изучения субъективного отношения людей к тем или иным внешним раздражителям. Диаметр зрачка можно измерять путем простого фотографирования глаза в ходе обследования или же с помощью специальных устройств, преобразующих величину зрачка в постоянно варьирующий уровень потенциала, регистрируемый на полиграфе. Мигание (моргание) – периодическое смыкание век. Длительность одного мигания приблизительно 0,35 с. Средняя частота мигания составляет 7,5 в минуту и может варьировать в пределах от 1 до 46 в минуту. Мигание выполняет разные функции в обеспечении жизнедеятельности глаз. Однако для психофизиолога существенно, что частота мигания изменяется в зависимости от психического состояния. Окулография – методы регистрации движений глаз. Движения глаз широко используются в психологии и психофизиологии. Это разнообразные по функции, механизму и биомеханике вращения глаз в орбитах. Существуют разные типы глазных движений, выполняющие различные функции. Наиболее важная функция движений глаз состоит в том, чтобы поддерживать интересующее человека изображение в центре сетчатки, где самая высокая острота зрения. Минимальная скорость прослеживающих движений около 5 угл. мин./с, максимальная достигает 40 град./с. Наиболее распространенным методом регистрации движений глаз является электроокулография. По сравнению с другими окулографическими методами, такими, как фотооптический, фотоэлектрический и электромагнитный, электроокулография исключает контакт с глазным яблоком, может проводиться при любом освещении и тем самым не нарушает естественных условий зрительной активности. Метод электроокулографии основан на графической регистрации изменения электрического потенциала сетчатки и глазных мышц. У человека передний полюс глаза электрически положителен, а задний отрицателен, поэтому существует разность потенциалов между дном глаза и роговицей, которую можно измерить. При повороте глаза положение полюсов меняется, возникающая при этом разность потенциалов характеризует направление, амплитуду и скорость движения глаза. Электроокулограмма – графически зарегистрированное изменение движений глаз. Движения глаз, особенно вертикальные, а также моргания вызывают выраженные артефакты в ЭЭГ .
yaneuch.ru
Биомеханика глаза
У многих людей изображение на сетчатке всегда получается нечетким. Это бывает связано либо с необычной формой глазного яблока, либо с неправильной кривизной роговицы или хрусталика. Близорукость...
Вспомогательные органы глаза
Свет явился раздражителем, который привел к возникновению в животном мире специального органа зрения, organum visus, главной частые которого у всех животных являются специфические чувствительные клетки...
Зрение креветки-богомола
Фасеточные глаза (фр. Facette - «грань») - основной парный орган зрения насекомых, ракообразных и некоторых другихбеспозвоночных...
Зрение креветки-богомола
В зависимости от анатомических особенностей омматидиев и их оптических свойств различают 3 типа фасеточных глаз: апозиционные (фотопические), оптикосуперпозиционные и нейросуперпозиционные (называемые в совокупности скотопическими)...
Методи исследования клеток
В общем случае излучение данной длины волны может быть использовано для изучения только таких структур, минимальные размеры которых еще сопоставимы с длиной волны самого излучения. Этот принцип ограничивает возможности любого микроскопа...
Оптическая система глаза
Глаз человека является оптическим прибором. Для медиков глаз не только орган, способный к функциональным нарушениям и заболеваниям, но и источник информации о некоторых неглазных заболеваниях...
Оптическая система глаза
Ощущение света возникает при действии на светочувствительные элементы сетчатой оболочки глаза электромагнитные излучения от 760 до 380 нм. Сетчатая оболочка имеет толщину 0,5 мм и состоит из нескольких слоев...
Органы системы и аппараты органов целостность организма
Свет явился раздражителем, который привел к возникновению в животном мире специального органа зрения, organum visus, главной частые которого у всех животных являются специфические чувствительные клетки...
Органы чувств человека
Нельзя сказать, что глаза - это самый важный орган в нашем теле (вообще ни про один орган такого сказать нельзя, ведь каждый важен по-своему), но став слепым, человек теряет 90% жизни. Он не может делать самых обычных дел: читать, писать...
Передача и кодирование сигнала в сетчатке глаза
Путь нервных импульсов, возбуждаемых светом и позволяющих нам воспринимать окружающие нас объекты, фон, движение, тени и цвета, начинается на сетчатке. Свет воспринимается специальными фоторецепторами, колбочками и палочками...
Рефлекторные реакции и дыхание
Работа выполняется вдвоем. При оформлении задания требуется описать ход работы и наблюдаемую ответную реакцию, указав возраст и пол испытуемого. После выполнения задания необходимо ответить на вопросы. Необходимое оборудование: карандаш...
Роль зрительного анализатора в жизни животных
Глазное яблоко имеет три оболочки - наружную фиброзную, среднюю сосудистую и внутреннюю, которая называется сетчаткой. Все три оболочки окружают ядро глаза. (см прил. 1) Фиброзная оболочка состоит из двух частей - склеры и роговицы...
Роль зрительного анализатора в жизни животных
Внутри глазного яблока находится ядро глаза. Оно состоит из водянистой влаги, хрусталика и стекловидного тела. Все эти компоненты прозрачны. А согласно физическим законами прозрачные среды преломляют свет...
Роль зрительного анализатора в жизни животных
Реснички реснитчатого тела продуцируют в полость глазного яблока внутриглазную жидкость. Она необходима для обмена веществ и выведения шлаков из структур, не имеющих собственных кровеносных сосудов...
Роль зрительного анализатора в жизни животных
Веки. Верхнее и нижнее веко представляют собой складки кожи, которые подверглись значительным изменениям во время развития. Свойства кожи сохраняет только передняя пластинка складки...
bio.bobrodobro.ru
