Реферат - Зрение как источник информации - файл 1.doc. Зрение реферат

Реферат - Зрение как источник информации

1.doc

на тему: « Зрение как источник информации»

Ученицы 10 «А» класса Протасовой Ольги

Учитель: Розова Оксана Николаевна. Санкт-Петербург

2008

Оглавление:Введение…………………………………………....3

Глава Ι. Строение глаза…………………………....4

§1. Теория вопроса.....................................4

§2.Радужка глаза………………………….5

§3. Зрачок………………………………….6

§4. Хрусталик……………………………..7

§5. Стекловидное тело…………………....8

§6. Сетчатка……………………………….8

§7. Колбочки и палочки…………………..8

§8. Защита глаза от повреждений……….11

Глава ΙΙ. Несовершенство оптической системы....12

§1. Теория вопроса……………………….12

§2. Близорукость и дальнозоркость……..13

§3. Астигматизм………………………….16

§4. Методы коррекции рефракционных нарушений…..............................................17

Глава III. Оптические иллюзии…………………...18

§1. Теория вопроса………………….........18

§2. Слепое пятно….....................................19

§3. Иррадиация…………….......................20

§4. ″Фигура″ и ″фон″…………………......20

§5. Портретные иллюзии………………...22

§6. Изображения на асфальте……………23

§7. Невозможные изображения………….24

Глава IV. Особенности зрения у различных животных………………………………….25

§1. Цветовое зрение………………………25

§2. Ночное зрение.......................................25

Заключение…………………………………………26

Дополнительная литература……………………. ..27 Введение.

Античный философ Гераклит Эфесский заметил, что «глаза – более точные свидетели, чем уши». Действительно, 90 % всей информации люди получают через глаза.

Долгое время считали, что глаза испускают особые лучи и таким образом человек видит. Развеял этот миф знаменитый Абу Али ибн Сина. Великий врач первым пришел к выводу, что человеческий глаз всего лишь улавливает отраженные предметами лучи солнца или осветительных приборов. А немецкий физик Герман Гельмгольц (1821 - 1894) установил, что глаз подобен фотоаппарату: изображение на сетчатке получается перевёрнутым и уменьшенным.

Наши глаза специально предназначены для того, чтобы снабжать нас информацией о глубине, расстоянии, величине, движении и цвете. К тому же они способны двигаться вверх, вниз и в обе стороны, давая нам максимально широкий обзор.

Обычно лучше всего мы видим центральным участком сетчатки, поэтому, чтобы хорошенько разглядеть предмет, поворачиваем глазные яблоки, а то и всю голову. Глазное яблоко удерживается в глазнице шестью мышцами, обеспечивающими ему значительную свободу движения.Глава Ι. Строение глаза.

§ 1. Теория вопроса.

Строение глаза имеет очень сложную структуру. Если фотоаппараты просто запечатлевают изображение на плёнке, то люди и животные, способны распознавать попавшую на сетчатку информацию и действовать на основании увиденного.

Дело в том, что глаз соединён с головным мозгом с помощью зрительного нерва. Этот нерв находиться внутри особого отростка, прикреплённого к задней стенке глаза. Он и передаёт поступающие на сетчатку сигналы в форме импульсов, которые расшифровываются в мозгу.

Каждый глаз видит предметы под несколько иным углом, направляя в мозг свой сигнал. Наш мозг ещё в самом раннем детстве «учиться» сводить вместе оба изображения так, чтобы мы не видели двойных контуров. Наложенные друг на друга изображения позволяют увидеть объём предметов, и то, что один предмет находится впереди или позади другого. Это явление известно как трёхмерность изображения, или «3-D».

Кроме того, мозг позволяет нам правильно различать верх и низ. Преломляясь при прохождении через хрусталик, свет оставляет на сетчатке перевёрнутое изображение. Наш мозг «считывает» его и тотчас переворачивает «с головы на ноги». Однако новорожденный поначалу видит все предметы перевёрнутыми.

Физики и врачи проводили исследования, в которых сами экспериментаторы, а затем и добровольцы – пациенты рискнули надеть очки, переворачивающие изображение. Сначала пациенты всё видели перевёрнутым, но через несколько дней мозг всё поставил на свои места – окружающий мир для них вновь «встал на ноги».

Человеческий глаз имеет форму шара, из–за этого его иногда называют глазным яблоком. Диаметр глаза – 2,5 см, вес около 7 – 8 г. Глазное яблоко располагается в глазнице, стенки которой образованы костями черепа.§ 2. Радужка глаза.По строению глаз похож на фотокамеру. Стенка его состоит из трёх оболочек. Наружная образует каркас глазного яблока. Её задняя часть – склера (от греч. «склерос» - «плотный») белого цвета и хорошо видна между веками по обе стороны роговицы – передней части наружной оболочки. Роговица тонкая, прозрачная, она лишена сосудов, поэтому наилучшим образом пропускает свет. Далее он проходит через зрачок, который ограничен радужной оболочкой, или радужкой. Радужка представляет собой вырост выстилающей глазное яблоко сосудистой оболочки (её задачу – обеспечивать кровообращение внутри глаза). Кстати, латинское название радужки «ирис» (iris) совпадает с именем греческой богини радуги, вестницы богов

У каждого человека радужка неповторима – двух одинаковых по цветовой гамме не найти. Цвет радужки, а это есть цвет глаз, зависит от количества пигмента меланина (от греч. «мелас» - «тёмный»), а оно, в свою очередь, связано с местностью проживания. Чем солнечнее дни – тем больше нужно защищать глаза от ярких лучей, тем больше меланина в радужной оболочке и тем меньше света через неё проходит. Поэтому светлые глаза чаще встречаются у представителей северных народов, а тёмные – у южных. Есть исключения, подтверждающие правило: жители слепящих снежных равнин – чукчи, ненцы, эскимосы – кареглазы. Бывает, что в результате наследственной особенности меланина ни в коже, ни в волосах, ни в радужке нет. У таких людей – их называют альбиносами (от лат. albus – «белый») – радужка красная из – за просвечивающих кровеносных сосудов. Они чувствительны к яркому свету.

Цвет глаз передаётся по наследству, но на протяжении жизни меняется: у новорожденных глаза светлые, серо-голубые, а с возрастом приобретают заданный генами цвет, у стариков вновь светлеют, «выцветают». Чтобы замедлить этот процесс, рекомендуется с детства при ярком свете носить тёмные очки. Встречаются люди с разными по цвету глазами. Но это редкость, и даже среди литературных героев такой лишь один – Воланд из романа Булгакова «Мастер и Маргарита».

Оказывается, цвет влияет на свойство глаз. У голубоглазых роговица вдвое чувствительнее, чем у кареглазых, и в четыре раза – чем у черноглазых. Сероглазые – самые зоркие: среди спортсменов-снайперов их большинство. Кроме того, тот цвет радужки, который человеку дала природа, обеспечивает ему оптимальные условия для зрения. Поэтому вредно долго пользоваться цветными контактными линзами.

§ 3. Зрачок.

В центре радужной оболочки находится зрачок – отверстие, которое впускает световые лучи внутрь глаза. Самые крупные, красивые, зрачки у подростков; затем их диаметр начинает постепенно сокращаться и к 70 годам уменьшается более чем на треть. При ярком свете зрачок сужается, в темноте расширяется; для этого в радужке заложены две мышцы.

§ 4. Хрусталик.Пройдя через зрачок, свет попадает в хрусталик – маленькую двояковыпуклую линзочку. Своё название хрусталик получил за прозрачность и необычайную гладкость поверхности; средневековые именовали эту часть жемчужиной глаза. Задача хрусталика – преломлять, подобно линзам объектива фотоаппарата, световые лучи, фокусируя их на сетчатке. Ещё одно чудесное свойство хрусталика – эластичность.

Он может менять кривизну своей поверхности, подчиняясь движениям специальной мышцы в ресничном месте (это анатомическое образование располагается позади радужки, и хрусталик прикреплен к нему связкой). За счёт такой гибкости на сетчатке одинаково чёткими получаются изображения близких, и дальних предметов – но для этого хрусталик должен всю жизнь трудиться. Если приходится слишком много рассматривать предметы на близком расстоянии, хрусталик принимает меры предосторожности – удлиняется, и дальние предметы уже без очков не разглядеть. Так развивается близорукость – глазу словно не хватает «рук», чтобы придвинуть предмет поближе. У пожилых людей хрусталик часто становится более плоским, тогда труднее рассмотреть близкие предметы.

§ 5. Стекловидное тело.Пространство впереди от хрусталика со всем содержимым – передняя камера глаза, а сзади – задняя. В задней камере находится обширное стекловидное тело, представляющее собой прозрачную желеобразную массу. Камеры глаза сообщаются друг с другом через зрачок и заполнены водянистой влагой; она не только создаёт внутри глазного яблока определённое давление, но и приносит его структурам питательные вещества.

§ 6. Сетчатка.

Но вот световые лучи миновали роговицу, прошли через зрачок, преломились хрусталиком, пронзили стекловидное тело. И всё это ради того, чтобы попасть на третью, внутреннею, часть глазного яблока – сетчатую оболочку, или сетчатку. Именно она воспринимает световые волны и преобразует их в электрические импульсы, которые по нервам передаются в головной мозг. Сетчатка словно вывернута наизнанку: слой воспринимающих свет клеток расположен дальше всего от её поверхности.

§ 7. Колбочки и палочки.

Природа снабдила сетчатку каждого человеческого глаза 132 млн клеток, из них 7 млн колбочек отвечают за восприятие цвета и около 125 млн палочек улавливают яркость света. В палочках содержится зрительный пурпур – особый белок. Под действием света он разлагается, образуя ретинин – производное витамина А, В темноте же восстанавливается. Вот почему тем, кто заботится о свеем зрении, необходимо грызть побольше свежей моркови, богатой витамином А, и не забывать давать глазам отдых. Если в пище не хватает витамина А, развивается «куриная слепота», когда человек в сумерках не видит.

Существует 7 видов колбочек, каждый из которых настроен на свой цвет. А всего человек различает до 10 млн цветов и оттенков. Цветовое зрение по-разному выражено у разных представителей рас. Более половины европеоидов, например, обладают повышенной чувствительностью к красному и поэтому видят гораздо больше его оттенков (от пунцового до розового), чем представители других рас. Новорожденные яснее видят зелёные и жёлтые предметы. У курильщиков восприимчивость цветов снижается, особенно плохо они различают голубой цвет.

Если колбочки какого-либо вида оказываются с дефектом, возникает дальтонизм – расстройство, названное по фамилии английского физика и химика Джона Дальтона (1766-1844), впервые исследовавшего это явление. Дальтонизмом страдают 8 % мужчин и 0.5 % женщин. Одни не воспринимают красный цвет, другие – зелёный, третьи – фиолетовый. Редко, но встречаются и такие люди, для которых мир окрашен во все оттенки серого.

Колбочки «не видят» в темноте, за них это делают палочки – поэтому в сумраке все предметы кажутся нам серыми. Впрочем, постепенно глаза привыкают, и окружающее обретает очертания. Дело в том, что чувствительность палочек возрастает в 200-400 тысяч раз! Вот почему, входя после начала фильма в тёмный кинозал, запоздавшие посетители сначала спотыкаются о стулья, а через какие-нибудь 10 минут уже могут разглядеть, кто так громко шуршит обёрткой от шоколада, за несколько рядов.

Больше всего колбочек и палочек в той части сетчатки, где изображение наиболее чёткое,- напротив зрачка. Это место называется жёлтым пятном, а его середина – центральной ямкой; здесь острота зрения наивысшая. Правда, даже у самого зоркого охотника- сибиряка оно в 500 раз слабее, чем у совы, которая в полной темноте различает свою добычу на расстоянии 2 м. Ещё острее зрение у сокола, засекающего голубя за 8 м.

Каждая палочка и колбочка соединены с несколькими передающими клетками первого порядка, а каждая из этих клеточек – с несколькими передающими клетками второго порядка. Так природа дублирует работу деталей сложнейшего механизма, исключая риск. Из передающих клеток выходят нервные волоконца, которые в каждом глазу собираются в единый зрительный нерв. Место входу его на сетчатке глаза соответствует слепое пятно. Оно располагается чуть ближе к носу от центральной ямки. В слепом пятне нет палочек и колбочек, поэтому падающий туда свет остаётся невидимым. Но головной мозг достраивает изображение, восполняя пробел информацией, получаемой от соседних отделов сетчатки и от другого глаза. Кроме того, при рассмотрении чего-либо глазное яблоко совершает мелкие быстрые движения (до 120 в минуту), как бы «ощупывая» предмет; при этом на слепое пятно всякий раз проецируется изображение разных частей объекта.

Пара зрительных нервов проникает в черепную коробку через специальные отверстия и там перекрещивается, причём внутренние части каждого нерва обмениваются волокнами, а наружные – нет. После пересечения зрительные нервы опять расходятся, и получается, что информация от внутренних половин сетчатки переходит на противоположную сторону. В результате всё, что мы видели справа, оказывается в левом зрительном тракте (зрительный нерв после пересечения), а то, что мы видели слева,- в правом. Зрительные тракты заканчиваются в промежуточных подкорковых ядрах, где поступившая информация проходит первичную обработку. Нервные волокна, несущие импульсы от глаз, поднимаются дальше - к зонам «высшего зрения» в затылочных долях обоих полушарий головного мозга. Таким образом, левое полушарие видит правую половину мира, правое – левую. Зона коры, принимающая сигналы от центральной ямки, в 35 раз обширнее, чем корковые зоны, отвечающие за такие же по размеру периферические участки сетчатки. Это доказывает, что информация, идущая из точки наилучшего зрения, несомненно, самая важная.

Фотохимические процессы в принципе одинаковы у всех животных, как у беспозвоночных, так и у позвоночных. В палочках у человека содержится пигмент родопсин, а в колбочках - иодопсин. Родопсин представляет сложную молекулу, состоящую из липопротеина и ретиналя - альдегидной формы витамина А. При дей­ствии света происходит цикл фотохимических реакций, ведущих к расщеплению родопсина. Вслед за фотохимическими процессами происходят биоэлектрические изменения рецепторного потенциа­ла, и далее возбуждение через биполярные нервные клетки перехо­дит к ганглионарным клеткам, и по зрительному нерву достигает центральной нервной системы. В темноте происходит ресинтез ро­допсина. Процесс обновления наружных сегментов палочек осу­ществляется постепенно. Например, у некоторых обезьян - макак и резусов - каждая палочка обновляется за 9-12 дней. Эту функцию обновления, а также хранения витамина А и его производных вы­полняют пигментные клетки. Глаз предохраняет себя от избыточ­ной освещенности путем изменения величины зрачка. Помимо этого сама сетчатка способна компенсировать увеличение яркости: су­ществуют колбочки и палочки, функционирующие в разных диа­пазонах яркости, происходит перестройка рецептивных областей.

Если на сетчатку попадает мало света, то синтез родопсина интенсифицируется, и концентрация родопсина увеличивается. Это фотохимическая основа темновой адаптации глаза. Одновременно зрение переходит на палочковую систему с помощью горизонталь­ных клеток и рецептивные поля этих нейронов увеличиваются. Также размер зрачка увеличивается.

§ 8. Защита глаза от повреждений.

От повреждений наши глаза ограждены целым набором защитных средств. Они надёжно упрятаны в костяные глазницы, выложенные мягкой жировой тканью. При падении или ударе будет скорее повреждена глазница, нежели сам глаз.

Спереди, в том числе под веками, глаз покрыт сплошной прозрачной оболочкой, или конъюнктивой, которая защищает и омывает слезной жидкостью его поверхность. Слёзы вырабатываются особыми железами, расположенными в наружных уголках глаз, а их избыток отводится через внутренние уголки.

Внутренняя оболочка век помогает очищать глаз при моргании. Мы смыкаем веки, когда хотим защитить глаз от яркого света или пылинок, царапающих роговицу. Ресницы тоже в какой-то мере помогают защитить глаза от витающей в воздухе пыли. Даже у бровей есть своё назначение. Они отводят от глаз стекающие со лба капли пота.

Глава II. Несовершенство оптической системы глаза.

§ 1. Теория вопроса.

В качестве оптической системы глаз не является совершен­ным. Объясняется это несколькими причинами.

Одна из них заключается в том, что поверхность роговицы несимметрична относительно оптической оси глаза. Кривизна ро­говицы в верхних и нижних ее частях несколько больше, чем в бо­ковых - левой и правой. Это уменьшает четкость изображения на сетчатке.

Второе явление получило название сферической аберрации. Дело в том, что фокусное расстояние для лучей, которые проходят через оптическую ось, и лучей, проходящих через периферические части хрусталика, различается. Это обуславливает появление на сетчатке размытого изображения. Частичной компенсацией этого явления может быть отсекание периферических лучей, падающих на хрусталик. В этом случае четкость изображения увеличивается. Это и происходит при сужении зрачка.

Третья причина несовершенств оптической системы глаза вызвана следующим. Простые линзы преломляют свет разной дли­ны волн неодинаково. Свет с более короткой длиной волны в пре­делах видимой части спектра преломляется больше, чем с более длинной. Это явление было названо хроматической аберрацией.

Следующий дефект зрения связан с нарушением процессов аккомодации. Под аккомодацией понимается приспособление глаза к видению равноудаленных предметов. Механизм аккомодации зак­лючается в следующем. Изменение кривизны хрусталика вызыва­ется сокращением ресничных мышц, которые изменяют выпуклость хрусталика. Хрусталик находится в капсуле, которая прикреплена к связкам, в свою очередь, связанным с ресничным телом. Связки всегда натянуты, и их натяжение передается капсуле, сжимающей и уплотняющей хрусталик. В ресничном теле находятся гладкие мышечные волокна. При их сокращении тяга связок ослабляется, а значит, уменьшается давление на хрусталик, который вследствие своей эластичности принимает более выпуклую форму. Сокраще­ние мышц регулируется парасимпатической и симпатической час­тями вегетативной нервной системы.

Помимо перечисленных выше дефектов оптической системы глаза могут происходить изменения внутреннего состава хрустали­ка и стекловидного тела, ведущие к их помутнению. Поэтому при преломлении света наблюдается его диффузное рассеивание. При рассмотрении белого фона поверхности человек видит мелькаю­щие кружочки, точки и т. д.

§ 2. Близорукость и дальнозоркость.

Нарушение преломления лучей выступает в двух формах - близорукости (миопии) и дальнозоркости (гиперметропии).

Близорукость или миопия – наиболее частый дефект зрения, при котором световые лучи, отраженные от удаленных предметов и попадающие в глаз, фокусируются не на сетчатке, а перед ней. Острота зрения вдаль низкая и напрямую зависит от степени миопии. Схема. Ход световых лучей в глазу (миопия)

Различают рефракционную и осевую близорукость. Для первой характерно нормальный размер оптической оси (в пределах 24 мм у взрослого человека) и слишком сильная преломляющая сила роговицы и/или хрусталика. Чаще встречается осевая близорукость: глазное яблоко вытянуто в длину (более 24 мм) при нормальной преломляющей силе глаза. Близорукость разделяют на врожденную и приобретенную, а также стационарную (непрогрессирующую) и прогрессирующую. Учитывая высокую распространенность близорукости, вероятность ее возникновения в любом возрасте, а также возможность прогрессирования и появления осложнений (в частности, дистрофических изменений на глазном дне, разрывов и отслоения сетчатки, помутнений стекловидного тела и т.п.), влекущих за собой снижение зрения вплоть до слепоты, каждый должен внимательно и бережно относится к своему здоровью. При этом важно понимать причины развития и признаки возникновения близорукости, что поможет своевременно обратиться к врачу, получить необходимую коррекцию и/или лечение.

^

م зрительная работа на близком расстоянии при ослабленной аккомодационной способности глаза,

م ослабление прочностных свойств внешней оболочки глаза (склеры),

م наследственная предрасположенность: если у родителей или ближайших родственников есть миопия, то велика вероятность, что и у ребенка будут проблемы со зрением.

Известно отрицательное влияние нарушений гигиены зрения (плохая освещенность рабочего места, неправильная посадка детей во время занятий и игр и т.п.), наличие общих хронических заболеваний, в частности опорно-двигательного аппарата, органов дыхания и пищеварения, эндокринной системы (например, ожирение). Первые признаки развития близорукости могут выявляться самим пациентом и проявляются снижением или нечеткостью зрения вдаль (периодически или постоянно), усталостью глаз, особенно при длительной работе вблизи (чтение, занятие на компьютере и т.п.). Обнаружить развитие миопии у детей можно при наблюдении за ними во время игры: они начинают близко подносить игрушки к глазам, низко наклонятся при рисовании, щуриться при рассматривании далеко расположенных предметов. Но определить степень и выраженность миопии может только специалист – врач-офтальмолог. При этом важна как своевременная диагностика, так и динамическое наблюдение за ребенком и адекватная профилактика и лечение миопии.

^ При миопии на сетчатку падают круги светорассеяния, которые прямо пропорциональны диаметру зрачка. Поэтому при близорукости можно улучшить остроту зрения, рассматривая удаленные предметы через узкое отверстие (диафрагму), прищуриваясь или применяя «дырчатые» очки. Следовательно, лечебного эффекта такие очки оказывать не могут.

Дальнозоркость или гиперметропия – рефракционное нарушение, при котором световые лучи фокусируются за сетчаткой. Развитие данного вида аметропии связано либо со слабой преломляющей силой роговицы и/или хрусталика, либо с короткой переднезадней осью глаза. Схема. Ход световых лучей в глазу (гиперметропия)

^ - нечеткое или непостоянное зрение, особенно вблизи,- быстрое утомление глаз, чаще при чтении или работе на компьютере,- приходящее или постоянное сходящееся косоглазие,- хронические воспалительные заболевания придаточного аппарата (конъюнктивит, блефарит, ячмень, халязион, и т.п.),- головные боли, тошнота. Необходимо отметить, что дальнозоркость слабой степени является возрастной нормой для детей дошкольного возраста. Но только врач может установить это соответствие. При неадекватной или запоздалой диагностике, коррекции и лечении высока вероятность развития амблиопии – снижения зрения от «бездеятельности», то есть никакие очки не повышают остроту зрения до нормальных значений. Поэтому уже с первых месяцев жизни ребенок должен наблюдаться у офтальмолога.

^ Дальнозоркость слабой степени может компенсироваться за счет напряжения аккомодационного аппарата глаза (в частности, цилиарной мышцы), и тогда человек долгое время не замечает проблем со зрением (скрытая дальнозоркость).

Пресбиопия (presbys – старый, opsis - зрение) или «возрастная» дальнозоркость - постепенное, естественное, обусловленное возрастом, необратимое снижение аккомодационной способности глаза, при котором невозможно выполнение зрительной работы на близком расстоянии без коррекции. Первые признаки пресбиопии:- расплывчатое, нечеткое зрение вблизи, - быстрая утомляемость глаз при чтении, - зрительный дискомфорт при рассмотрении близко расположенных предметов и т.п. Данные симптомы обычно появляются в 40-45 лет и в последующем усугубляются, если не назначить правильную коррекцию зрения. В связи с тем, что пресбиопия имеет прогрессирующий характер, то изменение коррекции каждые 5-10 лет – нормальное явление. Существуют факторы риска, способствующие более раннему развитию пресбиопии, основными из которых являются:

 гиперметропия (дальнозоркость),

 большие зрительные потребности для близи (например, профессиональная деятельность связана с продолжительной и напряженной зрительной работой на близком расстоянии – граверы, микроскописты, программисты, т.д.).

§ 3. Астигматизм.

Астигматизм – рефракционное нарушение, при котором во взаимно перпендикулярных меридианах (осях) глаза наблюдается различная степень или вид рефракции. Если эта разница находится в пределах 0,75-1,0 дптр, то чаще всего она не требует коррекции, так как не влияет на остроту зрения, и называется физиологическим астигматизмом. Причины изменения сферичности оптических сред глаза, главным образом роговицы и хрусталика, которые ведут к возникновению астигматизма, делятся на: - врожденные,- приобретенные (заболевания (например, кератоконус или катаракта), травмы и хирургические вмешательства на роговице и/или хрусталике).

Астигматизм характеризуется по: 1.изменению рефракции в одном меридиане: правильный, неправильный; 2.взаимному расположению главных меридианов (тип): прямой, обратный, с косыми осями; 3.сочетанию рефракций в главных меридианах (вид): простой, сложный, смешанный; 4.оптической структуре: роговичный, хрусталиковый, комбинированный (общий) Некорригированный астигматизме выше 1,0 дптр существенно влияет на остроту зрения и аккомодационный аппарат глаза, что может приводить к:- снижению зрения как вблизи, так и вдали,- повышенному утомлению глаз,- развитию и/или прогрессированию близорукости и амблиопии,- косоглазию.

^ Астигматизм встречается практически у 100% людей. Но в подавляющем большинстве случаев (около 90%) он не ощущается человеком, так как минимален (физиологический астигматизм). Астигматизм более 1 дптр отрицательно влияет на качество и комфортность зрения, поэтому требует адекватной коррекции.^ В большинстве случаев природа рефракционных нарушений состоит в необратимом изменении структур глаза, поэтому приходится говорить лишь о коррекции аметропии, а не о лечении. Так, например, нельзя уменьшить размер близорукого глаза до нормальной величины. Однако в некоторых случаях при применении хирургических методов возможно избавление от аметропии, как от заболевания, если она связана лишь с измененной преломляющей силой роговицы и/или хрусталика.

Методы коррекции рефракционных нарушений:1.Очковая коррекция. 2.Контактная коррекция. 3.Хирургическая коррекция. Выбор коррекции зависит, как от медицинских (переносимость коррекции, наличие симптомов дезадаптации, т.д.), так и от социальных (профессиональные требования и желание пациента) показаний. В каждом конкретном случае вопрос решается индивидуально. При быстром прогрессировании аметропии или возникновении осложнений может потребоваться хирургическое лечение, при своевременном применении которого нередко удается остановить патологический процесс. Например, проведение операции, направленной на сдерживание роста глаза при прогрессирующей миопии (склеропластика), или использование лазеркоагуляции при разрывах сетчатки.Глава III. Оптические иллюзии.

§ 1. Теория вопроса.

Известно, что наше зрение несовершенно и иногда мы видим не то, что существует в действительности. Но тот факт, что огромное большинство людей получают иногда одинаковые ошибочные зрительные впечатления, говорит об объективности нашего зрения и о том, что оно, дополняемое мышлением и практикой, дает нам относительно точные сведения о предметах внешнего мира. С другой стороны, тот факт, что разные люди в процессе зрительного восприятия обладают различной способностью ошибаться, иногда видят в предметах то, чего другие не замечают, говорит о субъективности наших зрительных ощущений и об их относительности.

Говоря в общем о причинах зрительных иллюзий (ошибок, обманов), следует, во-первых, указать, что иногда они появляются вследствие специально созданных, особых условий наблюдения, например: наблюдение одним глазом, наблюдение при неподвижных осях глаз, наблюдение через щель и т.п. Такие иллюзии исчезают при устранении необычных условий наблюдения.

Во-вторых, подавляющее большинство иллюзий зрения возникает не из-за оптического совершенства глаза, а из-за ложного суждения о видимом, поэтому можно считать, что обман здесь возникает при осмысливании зрительного образа. Такие иллюзии исчезают при изменении условий наблюдения, при выполнении простейших сравнительных измерений, при исключении некоторых факторов, мешающих правильному восприятию.

Наконец, известен ряд иллюзий, обусловленных и оптическим несовершенством глаза, некоторыми особыми свойствами различных анализаторов, участвующих в зрительном процессе (сетчатка, рефлексы нервов).

К иллюзиям зрения не относятся оптические фокусы и загадочные привидения, создаваемые при помощи зеркал, проекционных аппаратов и других технических устройств, а также интересные оптические явления, иногда наблюдаемые в природе (миражи, северные сияния). Появление последних обусловлено оптическими свойствами земной атмосферы. Во всех этих случаях наш глаз ошибается потому, что его умышленно обманывают или при помощи технических приспособлений, или за счет особого состояния Среды между глазом и объектом наблюдения. Также не являются иллюзиями восприятия обманы зрения, возникающие у некоторых людей в сумерках и темноте, когда недостаточное освещение затрудняет работу глаз и создает особое настроение и искажения ощущений в результате близорукости, дальнозоркости, дальтонизма и других дефектов зрительного аппарата, не характерных для большинства людей.

§ 2. Слепое пятно.

Наличие слепого пятна на сетчатой оболочке глаза впервые открыл в 1668 г. известный французский физик Э.Мариотт. Дело в том, что сетчатая оболочка глаза в том месте, где в глаз входит зрительный нерв, не имеет светочувствительных окончаний нервных волокон. Поэтому изображения предметов, приходящихся на это место сетчатки, не передаются в мозг и, следовательно, не воспринимаются. Слепое пятно, казалось бы, должно мешать нам видеть весь предмет, но в обычных условиях мы этого не замечаем. Во-первых, потому что изображения предметов, приходящиеся на слепое пятно в одном глазу, в другом проектируются не на слепое пятно; во-вторых, потому, что выпадающие части предмета невольно заменяются образами соседних частей или фона окружающими этот предмет (на рисунке исчезающая фигура заменяется белым фоном).

Закрыть левый глаз и посмотреть правым на фигуру, изображенную слева, держа рисунок на расстоянии 15-20 см. от глаза. При некотором положении рисунка относительно глаза изображение правой фигуры перестает быть видимым

§ 3. Иррадиация.

Явление иррадиации (по-латыни - неправильное излучение) состоит в том, что светлые предметы на темном фоне кажутся более увеличенными против своих настоящих размеров и как бы захватывают часть темного фона. Когда мы рассматриваем светлую поверхность на темном фоне, вследствие несовершенства хрусталика как бы раздвигаются границы этой поверхности, и эта поверхность кажется нам больше своих истинных геометрических размеров. На рисунке за счет яркости цветов белый квадрат кажется значительно большим относительно черного квадрата на белом фоне.

§ 4. "Фигура" и "фон″.

Здесь мы рассмотрим ряд иллюзий зрения, обусловленных влиянием контраста яркости, т.е. отношения разности яркостей объекта и фона к яркости фона. Во-первых, на более темном фоне мы видим фигуры более светлыми и, наоборот, на светлом - более темными. Во-вторых, при восприятии фигуры и фона мы склонны видеть прежде всего пятна меньшей площади, а также пятна более яркие "выступающие", причем чаще всего фон нам кажется лежащим дальше от нас, за фигурой. Чем больше контраст яркости, тем лучше заметен объект и тем отчетливее видны его контур и форма. На рисунке большинство видит в первую очередь вазу, а затем два силуэта.

Наконец, есть также явление "отпадания к фону" некоторых частей фигур. Так, если прямоугольный предмет, окрашенный черной краской, как показано на рисунке слева, наблюдать с некоторого большого расстояния на белом фоне, то он будет выглядеть приблизительно таким, каким изображен справа. В этом случае белые пятна на предмете, тонкие линии его контура и резкие переходы от фигуры к фону на углах отпадут к фону, и форма предмета будет казаться искаженной. Глаз очень часто темное пятно принимает за тень от других рядом стоящих предметов. На этом принципе основана камуфляжная окраска предметов пятнами разных цветов в целях военной маскировки. Такая же окраска "камуфляж" наблюдается в мире животных и растений, служит для них защитной окраской.

§ 5. Портретные иллюзии.

Многим приходилось видеть так называемые загадочные, как бы живые, портреты, которые всегда смотрят на нас, следя за нашими передвижениями и обращая глаза туда, куда мы переходим. Это объясняется тем, что зрачки глаз на портрете помещены в середине разреза глаз. Именно такими мы видим глаза, смотрящие на нас, когда же глаза смотрят в сторону, мимо нас, то зрачок и вся радужная оболочка кажутся нам находящимися не на середине глаза, а смещенными в бок. Когда мы отходим в сторону от портрета, зрачки, конечно, своего положения не меняют - остаются посреди глаз, а так как все лицо мы продолжаем видеть в прежнем положении по отношению к нам, то нам и кажется, что портрет повернул голову и следит за нами.

§ 6. Изображения на асфальте.

На смену обычного граффити на стенах, пришел новый вид изобразительного искусства, сущность его заключается в том, что изображения на асфальте рисуются в 3D графике.

§ 7. Невозможные изображения.

Изображения, представленные на рисунках, расположенных ниже, невозможны.

Первый рисунок невозможен, так как сначала одна из его сторон была узкой, а другая в 2 раза больше, затем та сторона, которая была узкая, стала широкой, а та сторона, которая была широкой, стала узкой.

Второй рисунок (куб) невозможен из-за того, что одно из его ребер наложено на другое ребро..

Глава IV. Особенности зрения у различных животных.

§ 1. Цветовое зрение.

Цветовое зрение встречается на весьма ранних ступенях эволюционной лестницы: им обладают уже насекомые (пчелы, мухи, бабочки). Однако диапазон чувствительности насекомых сдвинут в ультрафиолетовую область (в ущерб красному). Лучше всего они воспринимают желтые, синие, фиолетовые оттенки, а красный цвет воспринимают, вероятно, как черный.

Среди позвоночных наличие цветового зрения встречается у всех костных рыб (яркостью окраски соперничающих с оперением тропических птиц), некоторых амфибий и пресмыкающихся.

Хорошим цветовым зрением обладают многие дневные птицы, различающие, в отличие от насекомых, и цвета красной области спектра.

Большинство млекопитающих утратили цветовое зрение полностью или частично. Сумеречные и ночные животные (например, волки и другие хищные звери) почти не различают цветов. Грызуны (кролики, мыши), а также парнокопытные не различают цвета. Слабым цветовым зрением обладают собаки и кошки.

Собака не очень хорошо различает красный и оранжевый цвета, но отчетливо видит синий и фиолетовый, а также ультрафиолетовые лучи.

Человекообразные обезьяны и большинство приматов обладают цветовым зрением подобно человеку.

§ 2. Ночное зрение.

Кошки  хорошо видят в темное время суток. Это объясняется тем, что, во-первых, во тьме зрачки кошки расширяются до 14 мм (у человека до 8 мм). Во-вторых, среди светочувствительных клеток глаза кошки  преобладают палочки. Поэтому кошка более чувствительна к свету, но плохо различает цвета. И, в-третьих,  за сетчаткой глаза кошки находится особый отражающий слой. Он отбрасывает свет, попадающий кошке в глаза (вот почему глаза кошки светятся в темноте желтым или зеленым!), так что сетчатка ее глаз получает вдвое больше света.

Чтобы видеть ночью, кобра использует специальную систему: между глазами и ноздрями у нее есть особые ячейки, способные улавливать инфракрасное излучение, то есть тепловые лучи. Поэтому даже в темноте кобра в состоянии обнаружить жертву, излучающую тепло.

Заключение.

Мы часто говорим об «обмане зрения», «обмане слуха», но выражения эти неправильны. Обманов чувств нет. Философ Кант метко называл по этому поводу: «Чувства не обманывают нас,- не потому, что они всегда правильно судят, а потому, что вовсе не судят».

Что же тогда обманывает нас при так называемых «обманах» чувств? Разумеется, то, что в данном случае судит, т. е. наш собственный мозг. Действительно, большая часть обманов зрения зависит исключительно от того, что мы не только видим, но и бессознательно рассуждаем, причём невольно вводим себя в заблуждение. Это – обманы суждения, а не чувств.

Ещё два тысячелетия назад древний поэт Лукреций писал:

Наши глаза познавать не умеют природу предметов.

А потому не навязывай им заблуждение рассудка

^

1) Журнал «Древо познания», выпуск № 1, страницы 1-4.

2) Занимательная Физика (книга 2 – Я. И. Перельман), издание девятнадцатое, издательство «Наука», Москва, 1976г.

3) Энциклопедия для детей «Аванта » - «Человек» (том 18, часть 1), под редакцией Виктора Володина, издательство «Аванта », Москва, 2001г.

4) Сайт:

http://www.BankReferatov.ru

5. Сайт:

6) Сайт:

http://webcenter.ru/~korn/reading/ps-seeing.html

7) Сайт:

http://www.college.ru/biology/course/content/models/eye/eye.html

8) Сайт:

http://www.niigb.ru

9) Сайт:

http://amis.h21.ru/illusions.htm

10) Сайт:

http://www.peterlife.ru

www.studmed.ru

Зрение — доклад про строение глаза глаза человека

Наша сегодняшняя беседа посвящена зрению. Способность видеть является наиболее верным и надежным помощником человека. Она позволяет нам ориентироваться и взаимодействовать с окружающим миром.

Примерно 80% всей информации человек получает с помощью зрения. Рассмотрим механизм возникновения непрерывно изменяющейся видимой картины окружающей среды.

Как создается видимое изображение

Каждый из 6 органов чувств (анализаторов) человека включает три важнейших звена: рецепторы, нервные пути, и мозговой центр. Анализаторы, принадлежащие к различным органам чувств, работают в тесном «содружестве» друг с другом. Это позволяет получить полную и точную картину окружающего мира.

Функция зрения обеспечивается с помощью пары глаз.

Оптическая система человеческого глаза

Глаз человека имеет шаровидную форму диаметром около 2,3 см. Передняя часть его наружной оболочки прозрачна и носит название роговицы. Задняя же часть — склера состоит из плотной белковой ткани. Непосредственно за белком находится сосудистая оболочка, пронизанная кровеносными сосудами. Цвет глаз обуславливается пигментом, содержащимся в её передней (радужной) части. В радужке находится очень важный элемент глаза — отверстие (зрачок), пропускающий свет вовнутрь глаза. Позади зрачка расположено уникальное изобретение природы — хрусталик. Он представляет собой биологическую, совершенно прозрачную двояковыпуклую линзу. Её важнейшее свойство — аккомодация. Т.е. способность рефлекторно изменять свою преломляющую силу при рассмотрении предметов, разно удалённых от наблюдателя. Выпуклостью хрусталика управляет специальная группа мышц. За хрусталиком располагается прозрачное стекловидное тело.

Роговица, радужная оболочка, хрусталик и стекловидное тело образуют оптическую систему глаза.

Слаженная работа этой системы изменяет траекторию световых лучей и направляет световые кванты к сетчатке. На ней возникает уменьшенное изображение предметов. На сетчатке располагаются фоторецепторы, представляющие собой разветвления зрительного нерва. Получаемое ими световое раздражение по зрительному нерву направляется в мозг, где и формируется видимый образ предмета.

Однако, природа ограничила видимую часть электромагнитной шкалы очень малым диапазоном.

Через светопроводящую систему глаза проходят лишь электромагнитные волны с длиной от 0,4 до 0,78 мкм.

Сетчатка чувствительна и к ультрафиолетовой части спектра. Но хрусталик не пропускает агрессивные ультрафиолетовые кванты и тем самым предохраняет этот нежнейший слой от разрушения.

Жёлтое пятно

Против зрачка на сетчатке располагается жёлтое пятно, на котором плотность фоторецепторов особенно велика. Поэтому изображение объектов, попавших в эту область, получается особенно чётким. При любых перемещениях человека необходимо, чтобы изображения объекта удерживалось в области жёлтого пятна. Это происходит автоматически: мозг посылает команды глазодвигательным мышцам, которые управляют движение глаз в трёх плоскостях. При этом движение глаз всегда согласовано. Подчиняясь полученным командам, мышцы вынуждают глазные яблоки поворачиваться в нужном направлении. Этим и обеспечивается острота зрения.

Но даже, когда мы рассматриваем подвижный объект, наши глаза совершают очень быстрые движения из стороны в сторону, непрерывно поставляя в мозг «пищу для размышлений».

Цветное и сумеречное зрение

Сетчатка состоит из нервных рецепторов двух видов – палочек и колбочек. Палочки ответственны за ночное (чёрно-белое) зрение, а колбочки позволяют видеть мир во всем великолепии цветов. Количество палочек на сетчатке может достигать 115–120 млн, количество колбочек более скромно — около 7 млн. Палочки реагируют даже на отдельные фотоны. Поэтому даже при слабом освещении мы различаем очертания предметов (сумеречное зрение).

Зато колбочки могут проявить свою активность лишь при достаточном освещении. Для их активирования требуется больше энергии, поскольку они менее чувствительны.

Существует три вида световоспринимающих рецепторов, соответствующих красному, синему и зелёному цвету.

Их сочетание позволяет человеку распознавать всё многообразие цветов и тысячи их оттенков. А их наложение даёт белый цвет. Кстати, этот же принцип использован в цветном телевидении.

Мы видим окружающий мир потому, что все предметы отражают падающий на них свет. Причём длины волн отражаемого света зависят от вещества или нанесенной на предмет краски. Например, краска на поверхности красного мячика может отражать только волны длиной 0,78 мкм, а зелёная листва отражает диапазон от 0,51 – 0,55 мкм.

Фотоны, соответствующие этим длинам волн, попадая на сетчатку, могут воздействовать на колбочки только соответствующей группы. Красная роза, освещенная зелёным цветом, превращается в чёрный цветок, потому что неспособна отражать эти волны. Таким образом, сами по себе тела цвета не имеют. А вся огромная палитра цветов и оттенков, доступная нашему зрению – результат удивительного свойства нашего мозга.

Когда на колбочку падает световой поток, соответствующий определённому цвету, то в результате фотохимической реакции образуется электрический импульс. Комбинация таких сигналов устремляется в зрительную зону коры головного мозга, выстраивая там изображение. В результате мы видим не только очертания предметов, но и их окраску.

Острота зрения

Одно из важнейших свойств зрения это его острота. То есть его способность воспринимать две близко расположенные точки раздельно. Для нормального зрения угловое расстояние соответствующее этим точкам равно 1 минуте. Острота зрения зависит от строения глаза и правильного функционирования его оптической системы.

Тайны глаза

На удалении 3-4 мм от центра сетчатки есть особый участок, лишенный нервных рецепторов. По этой причине его назвали слепым пятном. Его размеры весьма скромны – менее 2 мм. К нему идут нервные волокна от всех рецепторов. Объединяясь в зоне слепого пятна, они образуют оптический нерв, по которому электрические импульсы от сетчатки устремляются к зрительной зоне коры головного мозга.

Кстати, сетчатка несколько озадачила ученых – физиологов. Слой, содержащий нервные рецепторы расположен на её задней стенке. Т.е. свет из внешнего мира должен пробираться через слой сетчатки, а затем уже «штурмовать» палочки и колбочки.

Если внимательно присмотреться к изображению, которое оптическая система глаза проецирует на сетчатку, то прекрасно видно, что оно перевернутое. Таким его и видят малыши первые двое суток после появления на свет. А затем мозг обучается переворачивать это изображение. И мир предстает перед ними в своём естественном положении.

Кстати, зачем природа снабдила нас двумя глазами? Оба глаза проецируют на сетчатку изображения одного и того же объекта чуть – чуть отличающиеся друг от друга (поскольку рассматриваемый предмет расположен для левого и правого глаза немного по-разному). Но нервные импульсы от обоих глаз попадают на одни и те же нейроны мозга, и формируют в нем единое, но объёмное изображение.

Глаза — чрезвычайно уязвимы. Природа позаботилась об их безопасности, посредством вспомогательных органов. Скажем, брови защищают глаза от стекающих со лба капелек пота и дождевой влаги, ресницы и веки предохраняют глаза от пыли. А специальные слёзные железы предохраняют глаза от высыхания, облегчают движение век, дезинфицируют поверхность глазного яблока…

Итак, мы познакомились со строением глаз, основными этапами зрительного восприятия, раскрыли некоторые тайны нашего зрительного аппарата.

Как и в любом оптическом приборе, здесь возможны разнообразные сбои. А каким образом человек справляется с дефектами зрения, и какими свойствами еще наделила природа его зрительный аппарат – мы расскажем при следующей встрече.

Автор: Драчёва Светлана Семёновна

Вы можете оставить комментарий к докладу.

www.doklad-na-temu.ru

Исследовательский реферат "Как работают твои глаза"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ОСНОВНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 9»

«Как работают твои глаза»

Городской  Форум «Юниорье Ачинска»

Естествознание

исследовательский реферат

Выполнили: уч-ся 4 класса  МБОУ «ООШ №9»

Валерия Игоревна Пантелеева,

Егор Александрович Ластовский

Руководитель: учитель нач. классов

школы № 9 г. Ачинска

Рябкова Елена Геннадьевна

Ачинск , 2013 год

СОДЕРЖАНИЕ

I.  АННОТАЦИЯ

Зрение — бесценный дар природы, который следует тщательно беречь. Широта мира, красота природы и художественных произведений, многообразие их красок познаются зрением. И недаром народная пословица гласит: «Береги глаз, как алмаз».

А вот зачем же беречь наши глаза как драгоценный камень, мы и должны разобраться в этом вопросе. С помощью проведённых опытов  мы узнаем о строении глаза, выясним, отчего ухудшается зрение, научимся заботиться о сохранении хорошего зрения.

II. ВВЕДЕНИЕ

Глаз – это особенный орган. Первое на что мы смотрим при встрече с человеком, - это глаза. Они отражают чувства и выражают настроение. Глаза являются для нас важнейшим источником информации об окружающем мире. Неудивительно, что глаза всегда находились и находятся до сих пор в центре многочисленных исследований, посвященных изучению здоровья человека.

Так как посредством глаз мы находимся в тесном контакте с окружающим миром, мы решили более подробно познакомиться с органом зрения.

Актуальность: глаза являются для нас важнейшим источником информации об окружающем мире.

Проблема: как научиться бережно относиться к нашему зрению?

Гипотеза: можно ли с помощью беседы, опытов и буклета «Береги зрение!» привлечь внимание  одноклассников к бережному отношению к своему зрению.

Цель нашей работы: собрать, изучить информацию о сохранении зрения.

Для достижения поставленной цели определяем следующие задачи:

1. Подобрать и изучить необходимую литературу.
2. Определить опытным путем роль зрения.
3. Познакомиться с правилами бережного отношения к зрению.
4. Определить причины потери зрения.
5. Изучить способы восстановления зрения.
6. Дать практические рекомендации для сохранения здоровых глаз.

Ожидаемые результаты:

1. В результате наблюдений,  ребята узнают, из чего состоит глаз, как работают глаза, зачем человеку два глаза, почему необходимо беречь глаза.
2. Оформление буклета «Береги зрение!»
3. Желание других учащихся участвовать в исследовательской работе.

        В процессе работы мы применяли следующие методы: наблюдение, сравнение, анализ.

Наша работа состоит из следующих этапов

Этапы:

1. Сбор информации (книги, интернет - ресурс).
2. Изучение литературы.
3. Опыты.
4. Анкетирование учащихся класса.
5. Представление презентации одноклассникам.
6. Создание буклета «БЕРЕГИТЕ ЗРЕНИЕ!»

III. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

        У человека пять главных чувств, позволяющих ему ориентироваться во внешнем мире, и пять органов, выполняющих эту задачу: для зрения – глаза, для слуха - уши, для обоняния – нос, для вкуса – язык и для осязания большая часть кожи. Мы решили поподробнее познакомиться с органами зрения.

        А как называются все части наших глаз? Мы  нашли  интересную картину, где изображено строение глаза. Правда, немножко необычно смотрится? А, тем не менее, глаз каждого из нас выглядит именно так, и без каждой из его составляющих мы не смогли бы нормально видеть.

        У всех людей цвет глаз разный. Среди нас есть голубоглазые, сероглазые, кареглазые, есть смешанные цвет радужной оболочки, есть даже такие, которые, подобно хамелеону, меняют свой цвет в разных условиях. Цвет радужки зависит от пигмента меланина и характера отражения цвета. Нам стало интересно, а разного ли цвета у нас глаза?!

        Практическая часть. Мы решила провести опыты. Нам захотелось убедиться: правда ли, что наши глаза действуют подобно фотоаппарату; почему для того, чтобы точно знать, где находится тот или иной предмет, нам нужно иметь два глаза; как наши глаза постоянно приспосабливаются, чтобы четко видеть окружающие предметы; трудно ли различать в темноте цвета.

Опыт № 1.

Как работают твои глаза.

Приборы и материалы:  Стаканчик из-под йогурта, черная гуашь, жидкость для мытья посуды, кнопка, круглая резинка, калька, маленькая свечка, линейка.

Ход работы:

Мы  сделали простую камеру.

1. Покрасили внутреннюю часть стаканчика из-под йогурта черной гуашью.
2. Когда краска высохла, кнопкой проколи в донышке стаканчика маленькую дырочку. Затем аккуратно вытащи кнопку.
3. На край стаканчика наложи кусок кальки и закрепи ее резинкой. Это экран видоискателя нашей камеры.
4. Зажгли небольшую свечу в затемнённой комнате. Затем взяли стаканчик и, направив его донышком на свечу с расстояния примерно 50 см, посмотрели на экран. Что мы увидели?

    Делаем вывод

        Часть света от пламени проходит через дырочку и падает на экран из кальки. Лучи света идут по прямой линии. Когда они проходят через отверстие, лучи от верхней части пламени попадают на нижнюю часть экрана, а лучи от нижней части пламени - в верхнюю его часть.

        Поэтому изображение получается перевёрнутыми вверх ногами.

Опыт № 2.

Зачем человеку два глаза?

Приборы и материалы: ручка с колпачком.

Ход работы:

        Валерия закрыла один глаз и, держа в одной руке ручку, а в другой - колпачок от нее, попробовала надеть колпачок на ручку. Надеть колпачок на  ручку с первого раза не удалось. Затем Валерия открыла оба глаза, и с первого раза колпачок оказался на ручке.

Делаем вывод

        Нам показалось, что колпачок надет на ручку. Это потому, что мозг соединяет два отдельных изображения, поступающие из глаз, в единое изображение, и создается впечатление, что колпачок надет на ручку. Когда ты закрываешь один глаз, ты видишь только одну картинку, поэтому твоему мозгу, гораздо трудней определить расстояние до объекта.

Опыт № 3.

Увеличивающиеся зрачки.

Приборы и материалы: зеркало.

Ход работы:

        Егор сидит на стуле, а я направляю на него настольную лампу. При свете зрачки сужаются. Выключаем настольную лампу – зрачки расширяются. 

Делаем вывод

        При ярком свете твои зрачки сужаются. Это оттого, что большое количество света может повредить зрение. А если света недостаточно зрачки расширяются, чтобы в них проникало больше света, и можно было видеть лучше.

Опыт № 4.

В темноте трудно различать цвета

Приборы и материалы: цветные карандаши.

Ход работы:        Мы взяли несколько цветных карандашей и прошли с ними в темную комнату. Через какое-то время мы привыкли к темноте и стали видеть карандаши. Но какого цвета карандаши мы не увидели.

Делаем вывод

        Мы сможешь видеть карандаши, но сказать точно, какой из них какого цвета, невозможно. Колбочкам, которые находятся на сетчатке глаза, и при помощи которых ты различаешь цвета, нужно большое количество света, чтобы они функционировали должным образом.

        В результате проведенных опытов мы увидели, что зрачок регулирует количество света, поступающего в глаз, а головной мозг является помощником для наших глаз. Из всего сказанного выше можно сделать вывод, что наши глаза выполняют: очень важную функцию при восприятии окружающего мира.

        Изучив много литературы, мы узнали, что очень важно бережно относиться к своим глазам, и нам стало интересно: а знают ли об этом наши одноклассники? Мы решили провести анкетирование ребят нашего класса.

В анкете были следующие вопросы:

1. Сколько времени вы смотрите телевизор и играете в компьютерные игры (в сумме)?
2. Занимаетесь ли вы при плохом освещении?
3. На каком расстоянии от глаз находится у вас книга при чтении, а тетрадь при письме?
4. Читаете ли вы, лёжа или в транспорте?
5. Трогаете ли вы глаза грязными руками или другими предметами?
6. Делаете ли вы гимнастику для глаз при длительном напряжении?

        В результате проведенного анкетирования были получены такие результаты:

1. только семь человек из двадцати трёх  исследуемых не злоупотребляют просмотром телевизионных передач и компьютерными играми, а четыре человека смотрят телевизор более трёх часов, что очень вредно для детских глаз;

1. каждый второй ребёнок очень низко наклоняется над тетрадью или книгой, а это способствует искривлению позвоночника и развитию близорукости;
2. два человека иногда готовят уроки при плохом освещении, а это не допустимо, так как это вызывает сильное напряжении глаз, и в результате может появиться головная боль;
3. только восемь человека из двадцати трёх  делают гимнастику для глаз при длительном напряжении, а гимнастика для глаз очень полезна, потому что специальные упражнения хорошо тренируют глазные мышцы. Школьникам зарядка для глаз приносит зрение; кроме того, она поможет быстро снять усталость и помочь при профилактике близорукости.

        На основе полученных результатов мы решили, что ребятам нашего класса необходимо подробно рассказать о причинах, приводящих к потере зрения. Елена Геннадьевна  провела беседу с ребятами нашего класса на тему «Как сохранить здоровье глаз».

        Из беседы мы узнали: чтобы глаза стали лучше видеть, необходимо тренировать глазные мышцы. Из этого следует, что практически любой человек может полностью восстановить зрение с помощью упражнений для глаз. Упражнения простые, но довольно эффективные. Существует «гимнастика Зоркости», при которой читают попеременно, то одним глазом, то другим; при этом второй глаз закрыт. Такой режим чтения повышает остроту зрения. Из беседы мы поняли, что существует много методов восстановления зрения. Мы подготовили и раздали ученикам класса буклеты «БЕРЕГИТЕ ЗРЕНИЕ!». В буклет вошли «Памятка для сохранения нормального зрения» и «Гимнастика для глаз. Расслабление».

Памятка для сохранения нормального зрения

1. Правильность освещения. Рабочее место должно освещаться с левой стороны, если человек пишет правой рукой и справа, если он пишет левой рукой.
2. Расстояние наилучшего зрения (25 см) от глаза до текста книги нужно строго соблюдать.
3. Правильное питание, богатое витаминами, необходимыми для профилактики зрения.
4. Нельзя читать в движущемся транспорте и в состоянии лежа.
5. При возникновении в оптической системе глаза отклонений от нормы и нарушении остроты зрения необходимо пользоваться простейшим медицинским прибором – очками или контактными линзами.
6. При работе с компьютером рекомендуется делать перерывы через каждые 15 минут.
7. Делать гимнастику для глаз.

Гимнастика для глаз Расслабление.

        Плотно закройте глаза и постарайтесь расслабиться. Для выполнения этого упражнения стоит вспомнить какие-либо приятные моменты жизни. Круговые движения. Сделайте круговые движения открытыми глазами: сначала по часовой стрелке, затем – против. Движения по прямым линиям. Интенсивно подвигайте глазами по горизонтали: направо – налево, и по вертикали: вверх – вниз. Моргание. Интенсивно сжимайте и разжимайте веки. Диагонали. Направьте взгляд в левый нижний угол, то есть посмотрите как бы на левое плечо и сосредоточьте взгляд на этой точке. После трех морганий повторите в правую сторону.

        Нам очень хотелось бы, чтобы наше исследование помогло ребятам сохранить и укрепить свое зрение на долгие годы.

IV Заключение

Познакомив ребят с нашим проектом, нам удалось привлечь их внимание к охране своего зрения

Новизна. Благодаря исследованиям, мы выяснили как  важно охранять  своё зрение.

Практическая значимость. Данная работа будет полезна в качестве материала на уроках окружающего мира.

Работая над этой работой, мы:

1. изучили литературу по данному вопросу;
2. приобрели навык исследовательской работы;
3. научились делать опыты;
4. попробовали создавать презентацию и печатать буклеты.

Результаты.

Проведя исследования, мы выяснили

1. Причины потери зрения, узнали, как избежать ухудшения зрения.
2. Научились бережно относиться к своим глазам, вовремя помогать им при переутомлении.
3. Узнали о быстром способе снятия утомления глаз. А самое главное, если зрение ухудшилось, то его можно поправить, если долго и усердно помогать своим глазам.

Подтверждение гипотезы.

        Таким образом, выдвинутая гипотеза нашей работы «Можно ли с помощью беседы, опытов и буклета «Береги зрение!» привлечь внимание  одноклассников к бережному отношению к своему зрению» подтвердилась.

V Литература

Интернет – ресурс.

Учебник «Окружающий мир» 4 класс. Н.Ф.Виноградова, Г.С. Калинова.

Я. А. Доровских и Р. Я. Шифановой. Дидактический материал к междисциплинарной программе «Здоровье», Томск, 2004 г.

Г.П.Шалаева «Новейший справочник школьника».

Энциклопедия Кирилла и Мефодия.

В. А. Жукова «Познавательные опыты в школе и дома»

http://www.myshared.ru

 VI Приложение № 1

Физические упражнения для отдыха глаз, предложенные томскими врачами-реабилитологами Я.А. Доровских и Р.Я. Шифановой.

 «Мечталка». 

Такие упражнения снимают спазм цилиарных мышц.

Закрыть глаза, положить на них тёплые ладошки, но не давить на веки. Расслабиться и, всматриваясь в темноту перед глазами, представить, что разглядываешь тёмное небо. (30-40 сек.).

Открыть глаза, широко и радостно улыбнуться (до 5 сек.)

«Смотрелки».

Закрыть глаза, сильно зажмуриться на 15-20 сек.

Открыть глаза, посмотреть вдаль, т.е. задуматься.

При открытых глазах сделать массаж двух точек (внутренний конец бровей): погладить точки (до 5 сек.) а потом надавить на них (20-30 сек.).

Закрыть глаза, вдох – носом: шумный, мощный короткий; выдох – со звуком «ах», «ух».

Расслабить мышцы лица, т.е. отпустить нижнюю челюсть, дышать спокойно.

 «Глаза устали» (выполняются стоя или сидя).

Закрыть глаза зажмуриться. Открыть глаза, смотреть вдаль. Дыхание ритмичное. Упражнение выполняется 3 раза.

Не поворачивая голову смотреть: вправо 1сек. – вдаль 3 сек.; влево 1 сек. – вдаль 3 сек.; вниз 1 сек. – вдаль 3 сек.; вверх 1 сек. – вдаль 3 сек.;

Смотреть на переносицу 2 сек.; смотреть вдаль 3 сек.. Повторить 3 раза.

Не поворачивая голову медленно смотреть вверх, вправо, вниз, влево и в обратную сторону – потом вдаль .

Смотреть на палец вытянутой руки 2 сек. – потом вдаль 3-4 сек.

Закрыть глаза. Шумно вдохнуть. Шумно выдохнуть.

 Гимнастика для всех видов близорукости

Для улучшения циркуляции крови и внутриглазной жидкости.

1. Сидя, зажмурить глаза на 3-5 секунд, затем открыть на 3-5 секунд. Повторить 6-8 раз.
2. И.п. то же. Быстро моргайте 10-15 секунд. Повторить 3-4 раза.
3. Указательным пальцем зафиксируйте кожу надбровных дуг. Медленно закройте глаза. Пальцы, удерживая кожу, оказывают сопротивление мышцам. 6 раз
4. Закрыть глаза, массировать веки, выполняя указательным пальцем круговые движения 3-4 раза.
5. Тремя пальцами каждой руки несильно нажимайте на верхнее веко обоих глаз 1-3 секунды. 3-4 раза.

Тренировка наружных глазодвигательных мышц.

1. Сидя, медленно переводите взгляд с потолка на пол и обратно, не изменяя положения головы.8-12 раз.
2. Медленно переводите взгляд направо, налево и обратно. Также переводите взгляд по другой диагонали. 8-10 раз.
3. То же – направо, налево, вниз и обратно по другой диагонали. 8-10 раз.
4. Круговые движения глазными яблоками в одном и другом направлении. 8-10 раз

Упражнение «Метка на стекле»

На оконном стекле, на уровне глаз, наклейте кружок красного цвета диаметром 8 мм. Станьте на расстоянии 30-35 см от кружка и медленно, как бы продолжайте линию взора поверх кружка к какому либо предмету, находящемуся на дальнем расстоянии (дом, дерево). Переведите взгляд с кружка на дальний объект и наоборот, глядя двумя глазами или одним глазом. Первые 2 дня продолжайте упражнение 2-3 мин., затем ежедневно увеличивайте время на 1 мин., доведя до 7-8 мин.

nsportal.ru

Реферат - Зрение 2 - Биология

Министерство науки и образования Украины

Национальный технический университет Украины «КПИ»

Факультет информатики и вычислительной техники

Кафедра технической кибернетики

Реферат

по курсу «Сенсорные системы»

Тема: «Зрение»

Киев, 2010

Содержание:

Вступление

Рецепторы зрения

Определения

Строение фоторецепторов

Сенсор зрения

Сетчатка

Слои сетчатки

Рецептивное поле.

Понятие рецептивного поля. Рецептивные поля ганглиозных клеток.

Перекрывание рецептивных полей

Биполярные и горизонтальные клетки

Амакриновые клетки

Зрительный анализатор

Ответы клеток наружного коленчатого тела

Представительство правой и левой сторон в зрительном пути

Ответы клеток в первичной зрительной коре головного мозга

Простые клетки

Сложные клетки

Дирекционная избирательность

Бинокулярное зрение

Вывод

Список использованной литературы

1. Вступление

Для человека зрение является основным источником информации об окружающем мире. Доля этой информации составляет порядка 90%. Глаз часто сравнивают с фотоаппаратом. Более уместно было бы сравнить его с телевизионной камерой, установленной на треноге, с автоматической системой слежения – машиной, которая самофокусируется, автоматически подстраивается к интенсивности света, имеет самоочищающуюся линзу и присоединена к компьютеру со столь развитыми возможностями параллельной обработки информации, что инженеры еще только начинают обсуждать сходные стратегии для конструируемой ими аппаратуры. Гигантская работа по преобразованию света, падающего на две сетчатки, в осмысленную зрительную сцену часто странным образом игнорируется, как будто все необходимое нам для того, чтобы видеть, — это изображение внешнего мира, четко сфокусированное на сетчатке. Хотя получение резких изображений и важная задача, она скромна по сравнению с работой нервной системы — сетчатки и мозга. Никакое человеческое изобретение, включая управляемые компьютером камеры, пока еще не может соперничать с глазом.

2. Рецепторы зрения

Рецепторами зрительной системы являются так называемые палочки и колбочки. Это нервные клетки, специализированные таким образом, чтобы генерировать электрические сигналы при попадании на них света.

2.1 Определения

Палочки получили свое название благодаря своей цилиндрической форме. Палочки чувствительны к свету благодаря наличию в них специфического пигмента — родопсина (или зрительный пурпур). Под действием света происходит ряд очень быстрых превращений и обесцвечивание зрительного пигмента. В сетчатке глаза человека содержится приблизительно около 120 миллионов палочек. Размеры их очень невелики: длина палочек 0,06 мм, диаметр 0,002 мм. Плотность размещения палочек на различных участках сетчатки глаза неравномерно и может составлять от 20 до 200 тысяч на квадратный миллиметр. Причём на периферии сетчатки их плотность выше, чем к её середине, что определяет их участие в ночном и периферийном зрении. В центре сетчатки, в центральной ямке (жёлтом пятне), палочки практически отсутствуют. Чувствительность палочки достаточна, чтобы зарегистрировать попадание даже единичных фотонов.

Колбочки получили свое название благодаря конической форме. Это высокоспециализированные клетки, преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение.

Существует две теории насчет восприятия цвета колбочками. Первая полагает, что колбочки бывают трех видов. Первый вид – чувствителен к фиолетово-синей(коротковолновой части) спектра благодаря специфическому пигменту цианолабу. Второй – зелено-желтая часть спектра (средневолновая), пигмент хлоролаб. Третий – жёлто-красная (длинноволновая) часть спектра, пигмент эритролаб.

Вторая теория (нелинейная теория зрения С. Ременко) утверждает, что третий пигмент не нужен, приёмником синей части спектра служит палочка. Это объясняется тем, что при яркости освещения достаточной для различения цветов, максимум спектральной чувствительности палочки (благодаря выцветанию содержащегося в ней родопсина) смещается от зелёной области спектра к синей. По этой теории колбочка должна содержать в себе всего два пигмента: хлоролаб (чувствительный к жёлто-зелёной области спектра) и эритролаб (чувствительный к жёлто-красной части спектра). Эти два пигмента давно найдены и тщательно изучены. При этом колбочка является нелинейным датчиком отношений, выдающем не только информацию о соотношении красного и зелёного цвета, но и выделяющем уровень жёлтого цвета в этой смеси. Доказательством того, что приёмником синей части спектра в глазу является палочка, может служить и тот факт, что при цветоаномалии третьего типа (тританопия) глаз человека не только не воспринимает синей части спектра, но и не различает предметы в сумерках (куриная слепота), а это указывает именно на отсутствие нормальной работы палочек. Сторонники трёхкомпонентных теорий объяснить эту закономерность до сих пор не могут (почему всегда, одновременно с прекращением работы синего приёмника, перестают работать и палочки).На сегодняшний день прийти к окончательному объяснению принципа цветовосприятия глазом так и не удалось.

В сетчатке глаза взрослого человека со 100% зрением насчитывается около 6-7 млн. колбочек. Размеры их очень невелики: длина около 50мкм, диаметр – от 1 до 4 мкм. Колбочки приблизительно в 100 раз менее чувствительны к свету, чем палочки, но гораздо лучше воспринимают быстрые движения и формируют раздельное зрение.

2.2 Строение фоторецепторов

Палочки и колбочки сходны по строению и состоят из четырех участков.

2.2.1 Палочки

В строении палочки принято различать (см. рисунок):

Наружный сегмент (содержит мембранные диски с родопсином),

Связующий отдел (ресничка),

Внутренний сегмент (содержит митохондрии),

Область с нервными окончаниями.

В наружном сегменте палочки находится большое количество мембранных дисков (около тысячи). Мембрана дисков содержит множество молекул пигмента (родопсина), они представляют собой уплощенные мембранные мешочки и уложены в виде стопки. Диски в колбочке постоянно обновляются (примерно до сотни дисков в сутки).

Внутренний сегмент, это область активного метаболизма; она заполнена митохондриями, доставляющими энергию для процессов зрения, и полирибосомами, на которых синтезируются белки, участвующие в образовании мембранных дисков и зрительного пигмента. В этом же участке располагается ядро.

К одному интернейрону, собирающему сигнал c сетчатки, как правило, подсоединяются несколько палочек, что дополнительно увеличивает чувствительность глаза. Такое объединение палочек в группы делает периферийное зрение очень чувствительным к движениям и отвечает за феноменальные способности отдельных индивидов к зрительному восприятию событий лежащих вне угла их зрения.

рис 1. Строение палочки. Палочки обладают интересной особенностью. В связи с тем,

что все палочки содержат один и тот же светочувствительный пигмент — родопсин, их спектральная характеристика сильно зависит от уровня освещения. При слабом освещении, максимум поглощения родопсина составляет около 500 нм. (спектр сумеречного неба), при этом палочки ответственны за сумеречное зрение, когда цвета предметов неразличимы. При высоком уровне освещения, родопсин выцветает, при этом его чувствительность падает, и максимум поглощения смещается в синюю область, что позволяет глазу, при достаточном освещении, использовать палочки как приёмник коротковолновой (синей) части спектра. Доказательством того, что приёмником синей части спектра в глазу является палочка, может служить и тот факт, что при цветоаномалии третьего типа (тританопия), глаз человека не только не воспринимает синей части спектра, но и не различает предметы в сумерках (куриная слепота), а это указывает именно на отсутствие нормальной работы палочек. Сторонники трёхкомпонентных теорий объяснить эту закономерность до сих пор не могут (почему всегда, одновременно с прекращением работы синего приёмника, перестают работать и палочки).

Таким образом, при ярком свете, палочки совместно с колбочками (которые чувствительны к жёлто-зелёной и жёлто-красной частям спектра) позволяют глазу различать и цвета окружающего нас мира.

2.2.2 Колбочки

В строении колбочки принято различать (см. рисунок):

наружный сегмент (содержит мембранные полудиски),

связующий отдел (перетяжка),

внутренний сегмент (содержит митохондрии),

синаптическая область.

Наружний сегмент заполнен мембранными полудисками, образованными плазматической мембраной и отделившимися от нее. Они представляют собой складки плазматической мембраны. В колбочках мембранных полудисков меньше, чем дисков в палочке, и их количество порядка нескольких сотен. В районе связующего отдела (перетяжки) наружний сегмент почти полностью отделен от внутреннего впячиванием наружней мембраны. Связь между двумя сегментами осуществляется через цитоплазму и пару ресничек, переходящих из одного сегмента в другой. Реснички содержат только 9 периферических дублетов микротрубочек: пара центральных микротрубочек, характерных для ресничек, отсутствует. Внутренний сегмент это область активного метаболизма; она заполнена митохондриями, доставляющими энергию для процессов зрения, и полирибосомами, на которых синтезируются белки, участвующие в рис 2. Строение колбочки образовании мембранных дисков и зрительного

пигмента. В этом же участке располагается ядро. В синаптической области клетка образует синапсы с биполярными клетками. Диффузные биполярные клетки могут образовывать синапсы с несколькими палочками. Это явление называемое синаптической конвергенцией.

Моносинаптические биполярные клетки связывают одну колбочку с одной ганглиозной клеткой, что обеспечивает большую по сравнению с палочками остроту зрения. Горизонтальные и амакриловые клетки связывают вместе некоторое число палочек и колбочек. Благодаря этим клеткам зрительная информация еще до выхода из сетчатки подвергается определенной переработке; эти клетки, в частности, участвуют в латеральном торможении.

3. Сенсор зрения

3.1 Сетчатка

С етчатка – это часть мозга, отделившаяся от него на ранних стадиях развития, но все еще связанная с ним посредством пучка волокон – зрительного нерва.

Она содержит около 125 миллионов рецепторов, которые неравномерно распределены по поверхности. Около центра сетчатки (ближе к носу) на задней ее поверхности находится диск зрительного нерва, который иногда из-за отсутствия в этой части фоторецепторов называют «слепое пятно». Он выглядит как возвышающаяся бледная овальной формы зона около 3 ммІ. Здесь из аксонов нервных клеток сетчатки происходит формирование зрительного нерва. В центральной части диска имеется углубление, через которое проходят сосуды, Рис. 3. Сетчатка глаза

участвующие в кровоснабжении сетчатки.

Латеральнее диска зрительного нерва, приблизительно в 3 мм, располагается так званое жёлтое пятно, в центре которого имеется углубление, центральная ямка, являющееся наиболее чувствительным к свету участком сетчатки и отвечающее за ясное центральное зрение. В этой области сетчатки находятся только колбочки. Человек и другие приматы имеют одну центральную ямку в каждом глазу в противоположность некоторым видам птиц, таким как ястребы, у которых их две, а также собакам и кошкам, у которых вместо ямки в центральной части сетчатки обнаруживается полоса, так называемая зрительная полоска. Центральная часть сетчатки представлена ямкой и областью в радиусе 6 мм от неё, далее следует периферическая часть, где по мере движения вперед число палочек и колбочек уменьшается. Заканчивается внутренняя оболочка зубчатым краем, у которого фоточувствительные элементы отсутствуют.

На своём протяжении толщина сетчатки неодинакова и составляет в самой толстой своей части, у края диска зрительного нерва, не более 0,5 мм; минимальная толщина наблюдается в области ямки жёлтого пятна.

3.2 Слои сетчатки

Сетчатка состоит из трех слоев тел нервных клеток, разделенных двумя слоями синапсов, образованных аксонами и дендритами этих клеток.

Слой клеток на задней поверхности сетчатки содержит светочувствительные рецепторы – палочки и колбочки, о которых речь шла выше. Поскольку этот слой находится на задней поверхности сетчатки, поступающей свет должен пройти через два других слоя, чтобы их стимулировать. Так что слои перед рецепторами довольно прозрачны и, вероятно, не сильно вредят четкости изображения. Однако на центральном миллиметре, где наше зрение наиболее остро, последствия даже небольшого уменьшения четкости были бы катастрофическими, и эволюция, видимо, «постаралась» смягчить их – сместила другие слои к периферии, образовав здесь кольцо из утолщенной сетчатки и обнажив центральные колбочки так, что они оказались на самой поверхности. Образующееся маленькое углубление и есть центральная ямка.

Д вигаясь от заднего слоя к переднему, мы попадаем в средний слой сетчатки, расположенный между палочками и колбочками, с одной стороны, и ганглиозными клетками – с другой. Этот слой содержит нейроны трех типов: биполярные, горизонтальные и амакриновые клетки. Биполярные клетки имеют входы от рецепторов, как показано на рис. 4, и многие из них передают сигналы непосредственно ганглиозным

Рис. 4. Относительное расположение трех слоев.

клеткам. Горизонтальные клетки соединяют рецепторы и биполярные клетки сравнительной длинными связями, идущими параллельно сетчаточным слоям; сходным образом амакриновые клетки связывают биполярные клетки с ганглиозными.

Слой нейронов на передней стороне сетчатки содержит ганглиозные клетки, аксоны которых проходят по поверхности сетчатки, собираются в пучок у слепого пятна и покидают глаз, образуя зрительный нерв. В каждом глазу около 125 миллионов палочек и колбочек, но всего 1 миллион ганглиозных клеток. Ввиду такого различия возникает вопрос: каким образом может сохраняться детальная зрительная информация?

Изучение связей между клетками сетчатки может помочь разрешить эту проблему. Можно представить себе два пути информациооного потока через сетчатку: прямой путь, идущий от фоторецепторов к биполярным и далее к ганглиозным клеткам, и непрямой путь, при котором между рецепторами и биполярами могут быть включены еще горизонтальные клетки, а между биполярами и ганглиозными клетками – амакриновые клетки. Эти прямые и не прямые связи проиллюстрированы на рис. 5.

Рис. 5. Слои сетчатки.

Общая площадь, занятая рецепторами, связанными с одной ганглиозной клеткой по прямому и непрямому путям, составляет всего около миллиметра.

Эта общая схема верна для всей сетчатки, но в деталях связей имеются небольшие различия между центральной ямкой, куда проецируется направление взора и где наша способность видеть тонкие детали максимальна, и периферией сетчатки, где острота зрения резко снижается. При переходе от центральной ямки к периферии сеть прямых путей от рецепторов к ганглиозным клеткам становится совершенно иной. В центральной ямке или около нее напямом пути, как правило одна колбочка связана с одной биполярной клеткой, а один биполяр – с одной ганглиозной клеткой. Однако по мере постепенного перехода к внешним областям все больше рецепторов конвергируют на биполярах, а биполяров – на ганглиозных клетках.

3.3. Рецептивное поле

При постоянном рассеянном фоновом свете и даже в абсолютной темноте большинство ганглиозных клеток сетчатки проявляет стационарную, несколько нерегулярную активность с частотой от 1-2 до примерно 20 испульсов в секунду. Так как можно было бы ожидать, что в полной темноте клетки должны молчать, эта импульсация сама по себе оказалась неожиданной.

3.3.1. Понятие рецептивного поля. Рецептивные поля ганглиозных клеток.

Термин рецептивное поле в узком смысле означает просто совокупность рецепторов, посылающих данному нейрону сигналы через один или более число синапсов.

Применяя маленькое световое пятнышко, смогли отыскивать на сетчатке области, с которых могли влиять на импульсацию ганглиозных клеток – увеличивать ее или подавлять. Информацию о пульсации клетки узнавали при помощи тоненького электрода, введенного в непосредственной близости от нужной клетки. Такие области и были рецептивными полями соответствующих ганглиозных клеток. Как и следовало ожидать, рецептивное поле обычно окружало кончик электрода или находилось очень близко к нему. Вскоре выяснилось, что ганглиозные клетки бывают двух типов. Они были названы Куффлером клетками с on-центром и клетками с off-центром. Клетка с on-центром разряжается с заметно повышенной частотой, если небольшое пятнышко света появляется где-то внутри определенной зоны в центре или около центра рецептивного поля. Такой разряд называют on-реакцией. Когда же световое пятнышко перемещали чуть подальше от центра рецептивного поля, свет подавлял спонтанную импульсацию клетки, а при выключении света клетка давала залп учащенных импульсов, длившийся около секунды. Такую реакцию соответственно назвали off-реакцией. Исследования рецептивного поля этого типа вскоре показало, что оно четко подразделено на круглую on-зону и окаймляющую ее намного большую кольцеобразную off-зону.

Чем большая часть одной из зон заполнялась стимулом, тем сильнее был ответ. Так что максимальные on-реакции получались на круглое пятно определенного диаметра, а максимальные off-реакции – на кольцо определенных размеров.

Вторым типом является клетка с off-центром, там реакции происходят наоборот. Центр рецептивного поля при воздействии света подавляет импульсы ганглиозной клетки, а периферия увеличивает их.

Рис. 6. Два типа рецептивных полей

3.3.2. Перекрывание рецептивных полей.

Данное выше описание рецептивных полей может ввести в заблуждение, если представлять их себе в виде мозаики неперекрывающихся маленьких кружочков на сетчатке, чем-то вроде кафеля, которым выложен пол в ванной комнате. На самом деле соседние ганглиозные клетки получают входные сигналы от сильно перекрывающихся и обычно лишь незначительно разнящихся групп рецепторов (т.е. рецептивных полей), как это схематически показано на рис. 7.

Рассмотрев также упрощенную схему на рис. 8, легко понять, чем это обусловлено: ганглиозные клетки имеют входы от перекрывающихся областей, соответственно окрашенных на поперечном сечении. Вследствие дивергенции, при которой на каждом уровне одна клетка образует синапсы со многими другими клетками, один рецептор может оказывать влияние на сотни или тысячи ганглиозных клеток. Он будет находиться в центрах рецептивных полей одних клеток и на периферии полей других клеток. Этот рецептор будет

возбуждать некоторые нейроны через их центры, если это

Рис. 7. Пересекающиеся клетки с on-центром; и он будет одновременно тормозить

рецептивные поля другие нейроны через их центры или периферию.

Таким образом, маленькое световое пятнышко, появившееся на сетчатке, может вызвать разнообразную активность многих клеток.

Рис. 8. Две ганглиозные клетки с пересекающимися рецептивными полями

3.4. Биполярные и горизонтальные клетки.

Биполярные клетки занимают в сетчатке стратегическую позицию, поскольку все сигналы, возникающие в рецепторах и поступающие к ганглиозным клеткам, должны пройти через них. Это означает, что они входят в состав как прямых, так и непрямых путей. В отличие от этого горизонтальные клетки входят только в непрямые пути. Как можно видеть на рис. 9, горизонтальные клетки встречаются намного реже биполярных, которые в целом преобладают в среднем слое.

Рис. 9. Возможная схема создания рецептивных полей с центром и периферией

Биполярные клетки подобно ганглиозным обладают рецептивными полями с центром и периферией, так же представленные двумя типами – с on-центром и с off-центром. Клетка посылает по направлению к рецепторам единственный дендрит. Он либо образует синапс с одним рецептором (всегда с колбочкой), либо расщепляется на веточки, синаптически контактирующие более чем с одним рецептором. Если с одним биполяром связаны два или несколько рецепторов, они совместно занимают сравнительно малый участок сетчатки. В любом случае эти рецепторы должны составлять центр рецептивного поля. поскольку занимаемая ими площадь соответствует центру поля по величине.

Биполярные клетки, подобно рецепторам и горизонтальным клеткам, не генерируют импульсов, но и здесь говорится об on-реакции, подразумевая деполяризацию в ответ на световой стимул и соответственно усиленное выделение медиатора в выходных синапсах и об off-реакции, разумея геперполяризацию и уменьшение выброса медиатора. Что касается входных синапсов, передающих биполярам сигналы от рецепторов, то у биполяров с off-центром они должны быть возбуждающими, поскольку сами рецепторы выключаются (гиперполяризуются) светом; у биполяров с on-центром входные синапсы должны быть тормозными.

Горизонтальные клетки важны потому, что они, видимо, по меньшей мере частично ответственны за периферию рецептивных полей ганглиозных клеток сетчатки. Они составляют ту часть непрямого пути, о которой имеется большая часть информации. Это крупные клетки, и они принадлежат к числу самых удивительных в нервной системе. Их отростки тесно контактируют с окончаниями многих фоторецепторов, которые распределены по площади, размеры которой велики по сравнению с участком, непосредственно связанной с одиночной биполярной клеткой. Каждый рецептор контактирует с обоими типами клеток второго порядка – биполярными и горизонтальными. Многие данные указывают на то, что горизонтальные клетки ответственны за периферию рецептивных полей биполярных клеток; других кандидатов на эту роль, в сущности, нет поскольку это единственные клетки, связанные с рецепторами на столь обширном пространстве.

3.5. Амакриновые клетки

Эти клетки удивительно разнообразны по форме и используют необычайно большое число нейромедиаторов, которых может быть более двадцати. Все амакриновые клетки имеют ряд общих особенностей. Во-первых, тела их расположены в среднем слое сетчатки, а отростки – в синаптической зоне между этим слоем и ганглиозными клетками; во-вторых, они образуют связи и с биполярными, и с ганглиозными клетками и таким образом создают между теми и другими альтернативный, непрямой путь; и наконец, у них нет аксонов, но зато их дендриты способны к образованию пресинаптических окончаний на других клетках.

Амакриновые клетки, вероятно, выполняют много различных функций, большей частью неизвестных. Один их тип, по-видимому, участвует в специфических реакциях на движущиеся объекты, обнаруженных в сетчатке лягушки и кролика; другой тип участвует в создании пути, связывающего ганглиозные клетки с теми биполярами, которые имеют входы от палочек. Нет данных о том, чтобы амакрины участвовали в организации центра и периферии рецептивных полей ганглиозных клеток, но нельзя полностью исключить такую возможность.

4. Зрительный анализатор

Достаточно хорошо прослежены начальные этапы передачи зрительной информации (рис. 10). Волокна щрительного нерва образуют синапсы с клетками наружного коленчатого тела (НКТ), а аксоны клеток НКТ оканчиваются в первичной зрительной коре. Эти связи – от сетчатки к НКТ и от НКТ к коре –имеют топографическую организацию. Говоря о топографическом отображении, имеется ввиду, что предшествующая структура проецируется на последующую упорядоченным образом: если идти вдоль какой либо линии на сетчатке, то проекции последовательных точек этой линии в НКТ и в коре также образуют одну непрерывную линию. Таким образом, волокна зрительного нерва, выходящие из небольшого участка сетчатки, все будут направляться к какому-то небольшому участку НКТ, а все волокна от небольшой зоны НКТ придут в определенную зону зрительной коры.

Рис. 10. Путь к первичной зрительной коре

4.1 Ответы наружного коленчатого тела

Волокна, идущие в мозг от каждого глаза, проходят через зрительную хиазму (от названия греческой буквы «хи» — ). В хиазме примерно половина волокон каждого зрительного нерва переходит на противоположную сторону мозга по отношению к данному глазу, а другая половина остается на той же стороне мозга. Пройдя хиазму, волокна направляются в несколько разных пунктов. Некоторые из них идут в нейронные структуры, имеющие отношение к таким специфическим реакциям, как движения глаз и зрачковый рефлекс. Однако большая часть волокон оканчивается в двух наружных коленчатых телах (НКТ). По сравнению с корой и множеством других отделов мозга эти тела устроены сравнительно просто – все или почти все из примерно полутора миллионов клеток в каждом НКТ имеют непосредственные входы от волокон зрительного нерва, и большинство клеток ( но не все) посылают свои аксоны в кору мозга. Отсюда следует, что пути, проходящие через НКТ в кору, имеют только одно синаптическое переключение. Однако было бы ошибкой считать НКТ просто передаточной станцией. Сюда входят не только волокна из зрительного нерва, но и волокна, приходящие обратно из тех участков коры, на которые проецируются НКТ, а так же из ретикулярной формации ствола мозга, имеющей отношение к процессам внимания и общей активации. Некоторые клетки НКТ имеют короткие аксоны (меньше миллиметра длиной), они не выходят за пределы НКТ, а образуют синаптические контакты с другими нейронами НКТ. Несмотря на эти усложнения, одиночные клетки НКТ отвечают на световые стимулы примерно так же, как и ганглиозные клетки сетчатки, и у них сходная структура рецептивных полей с on- и off-центрами и сходные ответы на цветовые стимулы. Таким образом, если говорить о переработке зрительной информации, НКТ, по-видимому, не производит никаких значительных преобразований сигналов.

4.2. Представительство правой и левой сторон в зрительном пути

Волокна зрительного нерва распределяются между двумя НКТ не совсем обычным и на первый взгляд даже странным способом. Волокна от левой половины сетчатки левого глаза идут в НКТ той же стороны мозга, в то время как волокна от левой половины сетчатки правого глаза переходят в хиазме на другую сторону и, таким образом, попадают в то же левое НКТ (это показано на рис. 10). Аналогичным образом волокна от правых половин обеих сетчаток тоже оканчиваются в одном – правом полушарии. Поскольку хрусталик создает на сетчатке перевернутое изображение, световые лучи, исходящие из правой половины зрительной сцены, проецируются на левые половины обеих сетчаток и информация передается в левое полушарие.

4.3. Ответы клеток в первичной зрительной коре головного мозга.

Первичная зритальная кора (стриарная кора) представляет собой слой клеток толщиной 2мм и площадью несколько квадратных дюймов (1 кв. дюйм = 6.3 кв. см). Для того чтобы дать представление о размерах этой нейронной структуры, можно привести такие цифры: если НКТ содержит полтора миллиона клеток, то стриарная кора – около 200 миллионов клеток. Анатомическая структура стриарной коры удивительно сложна, однако нет необходимости знать ее детали, чтобы понять, каким образом преобразуется здесь зрительная информация.

Процесс обработки информации в коре состоит из нескольких этапов. На первом этапе большинство клеток дает такие же ответы, как и клетки НКТ. Рецептивные поля этих клеток обладают круговой симметрией. Это означает, что линия или граница(перепад освещенности) вызывает один и тот же ответ вне зависимости от ее ориентации. Регистрировать электрическую активность корковых клеток этого уровня не просто, так как они очень малы и расположены близко друг к другу. Пока еще не ясно, отличаются ли вообще ответы этих корковых клеток от ответов клеток НКТ (точно так же как не ясно, отличаются ли реакции клеток НКТ от ответов ганглиозных клеток сетчатки). Сложность гистологического строения НКТ и коры позволяет думать, что между ними должны быть какие-то различия и что их можно будет выявить, если знать, в чем их следует искать; однако узнать это может оказаться трудным делом.

И все же Хьюбелу и Торстену Визелу удалось осуществить одно из первых успешних отведений электрической активности коры у кошки. В последствии экспериментов они выделили что клетки коры реагируют на стимулы в виде движущихся светлых либо темных линий или же границы между светлым и темным, и при этом стимулы должны иметь определенную ориентацию в пространстве. В последствии такой тип клеток назвали классом сложных клеток, так как вскоре выяснилось, что они относятся к уровню на две ступени выше чем первый корковый уровень клеток с рецептивными полями, разделенными на центр и периферию.

В отличие от клеток первого уровня, имеющих рецептивные поля с центром и периферией, для клеток более высоких уровней решающее значение имеет ориентация линии – чаще всего клетка лучше всего реагирует на определенную оптимальную ориентацию, причем интенсивность ответа (число импульсов, возникающих при пересечении стимулом рецептивного поля) заметно снижалась при отклонении ориентации в любую сторону от оптимальной на 10-20 градусов; при еще большем отклонении реакция круто снижалась до нулевого уровня (см рис. 11). Когда ориентация стимула отличается от оптимальной на 90 градусов, типичная клетка, избирательно чувствительная к ориентации, перестает отвечать вообще.

В отличие от клеток на более низких уровнях зрительной системы нейроны, избирательно чувствительные к ориентации стимула, гораздо лучше отвечают на движущиеся, чем на неподвижные линии. Именно поэтому (см рис. 11) при стимуляции таких нейронов использовали линии, движущиеся через рецептивное поле. Если использовать в качестве стимула неподвижную мелькающую (периодически вспыхивающую) линию, то зачастую клетка дает слабый ответ, и в этом случае предпочтительна такая же ориентация как и при движущейся линии.

Рис. 11. Ориентационная избирательность положения линии и направления движения стимула.

Многие клетки (вероятно, треть всей популяции) дают еще один характерный вид ответа на движущийся стимул. Вместо того, чтобы давать один и тот же импульсный разряд, независимо от направления движения, такие клетки отвечают боле энергично при одном определенном направлении. Бывает даже так, что движение в одну сторону вызывает сильно выраженный ответ, а при движении в противоположную сторону нет вообще никакой реакции (это показано на рис. 11).

Когда исследовалась ориентационная избирательность нескольких сотен или тысяч клеток, оказывается, что все ориентации стимула встречаются примерно одинаково часто – вертикальная, горизонтальная и все промежуточные, наклонные ориентации.

4.3.1. Простые клетки

Каждая из простых клеток, подобно ганглиозным клеткам сетчатки, клеткам НКТ и корковым клеткам с центрально-симметричными рецептивными полями, имеет небольшое четко очерченное рецептивное поле. Предъявление в пределах этого рецпетивного поля стимула в виде светового пятнышка вызывает либо on-, либо off-реакцию в зависимости от того, в какой именно участок рецептивного поля подан стимул. Различие между простыми клетками и клетками предыдущих уровней заключается в конфигурации зон возбуждения и торможения. На предыдущих уровнях это центрально-симметричная конфигурация – имеется одна центральная on-или off-зона и окружающая со всех сторон кольцевая зона с противоположными свойствами. Простые клетки коры более сложны. Зоны возбуждения и торможения в их рецептивных полях всегда разделены одной прямой линией или двумя параллельными линиями (рис. 12). Чаще всего встречается конфигурация, когда к длинной и узкой возбуждающей зоне с друх сторон примыкают более широкие тормозные зоны (рис 12, А). Реже с инверсной конфигурацией (рис. 12, Б) и с конфигурацией на границу перехода темного и светлого (рис 12.В) .

Возможной схемой связи, определяющей рецептивное поле является представленная на рис. 13. Четыре клетки образуют возбуждающие синаптические связи с клеткой более высокого порядка. Каждая из клеток низшего порядка имеет рецептивное Рис. 12. Типы поле с радиальной симметрией, возбуждающим центром и рецептивных полей тормозной периферией. Центры этих рецептивных полей лежат простой клетки. вдоль прямой линии.

Рис. 13. Схема связи простой клетки

4.3.2. Сложные клетки

Сложные клетки соответствуют следующему уровню (или уровням) зрительного анализа. Они наиболее многочисленны в стриарной коре и составляют здесь, вероятно, около трех четвертей всей популяции нейронов.

Общим свойством сложных и простых клеток является способность реагировать только на линии, ориентированные определенным образом. Сложные клетки, так же как и простые, отвечают на стимулы, предъявляемые в ограниченном участке поля зрения. От простых они отличаются тем, что реакции их нельзя объяснить формой и распределением возбуждающих и тормозных зон в рецептивном поле. Включение или выключение небольшого неподвижного пятна в пределах рецептивного поля редко вызывает ответ клетки. Даже на надлежащим образом ориентированную неподвижную полосу или границу клетка чаще всего не реагирует или дает лишь слабый, быстро затухающий ответ одного и того же типа как при включении, так и при выключении стимула. Однако, если должным образом ориентированная линия перемещается через рецептивное поле, возникает хорошо выраженный длительный разряд импульсов. Этот разряд начинается в момент, когда линия входит в рецептивное поле, и продолжается до тех пор, пока она не выйдет за его пределы.

Вцелом у сложных клеток рецептивные поля несколько больше, чем у простых, но не намного. Как и в отношении простых клеток, еще нет четкой схемы организации системы связей, передающая сигналы сложным клетка. Однако предполагают несколько схем.

Итак, на рис. 14 объясняются наблюдаемые свойства сложной клетки: к одной сложной клетке могут приходить возбуждающие сигналы от большого числа простых клеток(здесь показаны только 3). Каждая простая клетка наилучшим образом отвечает на вертикальную границу между светлым(слева( и темным (справа) участками. Предполагается, что рецептивные поля простых клеток разбросаны в пределах прямоугольника и перекрываются. Если стимул в виде такой границы подается в любое место прямоугольника, то некоторое число простых клеток активируется и это в свою очередь вызывает ответ сложной клетки. Из-за эффекта адаптации синапсов только Рис. 14. Схема связи для сложной клетки движущийся стимул будет вызывать

непрерывное возбуждение сложной клетки.

4.3.3. Дирекционная избирательность

Так же как и в предыдущих случаях нет определенной схемы входных сетей для клеток с дирекционной избирательностью. Однако предполагают их следующую схему подключения (рис. 15):

Рис.15. Схема подключения для клеток с дирекционной изберательностью.

Синапсы, которые верхние клетки образуют на средних клетках, -возбуждающие, а синапсы, образуемые на нижних клетках – тормозные. А эти три нижние клетки конвергируют на одну «главную» клетку.

4.3.4. Бинокулярное зрение

Бинокулярное зрение имеет место в том случае, когда зрительные поля обоих глаз перекрываются таким образом, что их центральные ямки фиксируются на одном и том же объекте. Бинокулярное зрение имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием одного глаза, в том числе расширяет поле зрения и дает возможность компенсировать повреждения одного глаза за счет другого. Кроме того, бинокулярное зрение снимает эффект слепого пятна и, наконец, лежит в основе стереоскопического зрения – способности воспринимать глубину пространства и оценивать удаленность предметов от глаз. Стереоскопическое зрение обусловлено тем, что на сетчатках двух глаз одновременно возникают слегка различающиеся изображения, которые мозг воспринимает как один образ. Чем больше глаза направлены вперед, тем больше стереоскопическое поле зрения. У человека, например, общее поле зрения охватывает 180 градусов, а стереоскопическое – 140 градусов. Для хорошего стереоскопического зрения необходимы глаза, направленные вперед, с центральными ямками, лежащими посередине их полей, что обеспечивает большую остроту зрения. В этом случае стереоскопическое зрение позволяет получать более точное представление о размерах и форме предмета, а также о расстоянии, на котором он находится. Анализ изображений, получаемых на сетчатке при стереоскопическом зрении, осуществляется в двух симметричных участках, составляющих зрительную кору. Известно так же, что небольшая часть волокон мозолистого тела играет некоторую роль в стереопсисе.

При проведении опытов, для определения того, с какого глаза куда поступает информация были обнаружены связи одиночных клеток сразу с двумя глазами. Причем выделялись клетки, которые наиболее активно реагируют при воздействии стимула на оба глаза одновременно. А так же выделяли и клетки, которые реагируют одинаково сильно, независимо от того, подается ли стимул на какой-то определенный глаз или же на два глаза сразу. Данный эффект назвали эффектом синергии.

Подобные связи одиночных клеток с двумя глазами еще раз указывает на высокую степень специфичности соединений в мозгу. Мало того, что входные системы связей данной клетки позволяют ей отвечать только на линию определенной ориентации и лишь на одно направление движения, — оказывается к тому же, что эти системы представлены двумя копиями, по одной от каждого глаза.

5. Вывод

Сведения, которыми ныне располагают люди, — это, по-существу, лишь первые плоды попыток понять физиологическую основу восприятия, лишь начало увлекательной повести, следующие главы которой еще только-только просматриваются; со средней дистанции мы можем видеть лишь главные горные хребты, конец их – за пределами видимости.

Стриарная кора – всего только первая из более чем дюжины отдельных зрительных зон, в каждой из которых представлено все поле зрения. Вместе эти зоны образуют подобие лоскутного одеяла, которое покрывает затылочную кору и простирается вперед на заднюю височную и заднюю теменную кору. Начиная со стриарной коры, каждая зона снабжает информацией две или несколько вышележащих (в смысле иерархии) зон, а связи между ними топографически организованы так, что любая данная зона, подобно стриарной коре, содержит упорядоченное отображение поря зрения. Восходящие связи предположительно передают зрительную информацию из одной области в другую для дальнейшей обработки. В дальнейшем людям предстоит еще долго выяснять, каким образом здесь обрабатывается информация, — та же задача, с которой ранее сталкивались, интересуясь, что делает стриарная кора с информацией, получаемой от коленчатого тела.

Потенциальная польза от познания мозга связана не только с лечением и профилактикой неврологических и психических заболеваний. Она должна затронуть и такие, например, области, как образование, где тоже пытаются влиять на мозг. Так разве мы не сможем учить лучше, если познаем объект на который хотим воздействовать? Также это привнесет прогресс в области создания искусственных технологий, кибернетику и робототехнику.

6. Список использованной литературы:

Глаз, мозг, зрение: Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 239 с., ил.

Информация сайта ru.wikipedia.org/

www.ronl.ru

Реферат Биология Зрение

Оглавление

14. “Химия и жизнь” 12, Москва 1974

works.tarefer.ru

Реферат Зрение

Оглавление

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Строение глаза, процесс зрения

1.1.1.Строение глаза

1.1.2. Аккомодация

1.1.3. Строение сетчатки

1.1.4. Строение и функции палочек и колбочек

1.1.5. Различия между палочками и колбочками

1.1.6. Механизм фоторецепции

1.1.7. Цветовое зрение

1.1.8. Бинокулярное зрение и стереоскопическое зрение

1.1.9. Зрительные пути и зрительная кора

1.2. Характеристика источников света

1.2.1. Освещение

1.3. Заболевания органа зрения. Дефекты глаз, способы их устранения

1.3.1. Заболевания органа зрения

1.3.2. Нормы по работе за ПК, чтению

1.3.3. Гимнастика для глаз

1.4. Каротиноиды, витамин А, биологическая активность каротиноидов

1.4.1. Каротиноиды

1.4.2. Биодоступность каротиноидов

1.4.3. Микронизация и эмульгирование

1.4.4. Всасывание или абсорбция

1.4.5. Транспорт бета-каротина из слизистой кишечника в печень

1.4.6. Транспорт каротиноидов из печени в кровь

1.4.7. Биоконверсия каротиноидов

1.4.8. Транспорт РЭ в печень

1.4.9. Мобилизация витамина А из печени в кровь

1.4.10. Транспорт каротиноидов в органы и ткани

1.4.11. Взаимопревращения каротиноидов в организме

1.4.12. Факторы, влияющие на биодоступность каротиноидов

1.5. Витамин А

Глава 2.

2.1. Методы исследования

2.2. Исследование процентного соотношения кабинетов с люминисцентными и электрическими лампами

2.3. Исследование цветовой гаммы

2.4. Исследование естественного освещения

2.5. Исследование искусственного освещения

2.6.  Выявление наиболее и наименее комфортного кабинета 406-й гимназии

2.7. Изучение уровня зрения среди учащихся 11-х классов 406-й гшимназии

2.8. Исследование содержания витамина А в рационе учащихся 11-х классов  406-й гимназии

3. Выводы

4.Рекомендации

5. Список литературы.  

 1. Введение.

            Живое существо не имеет более верного и надежного помощника, чем глаз. Видеть - значит различать врага, друга и окружающее во всех подробностях. Другие органы чувств выполняют то же, но сравнительно грубее и слабее. Наши слова “поживем-увидим” равносильны тому, что видимость-достоверность. В этом смысле надо понимать изречение Анаксагора: зрение - есть явление невидимого. Невидимый мир становится реальностью, явлением посредством зрения.

            Задачи идеального глаза ясны. От каждой точки предмета должно получиться свое, отдельное ощущение. Важна пространственная правильность передачи, мозг должен получить верные сведения о форме, размерах и расстоянии.

            Но как мог возникнуть вспомогательный орган, решающий оптические трудности, как на зрение влияют природные, экологический факторы, каков уровень зрения среди нынешних подростков, способы его улучшения-все эти и ряд других вопросов я попыталась описать и проанализировать.

Глава 1. Обзор литературы.

1.Строение глаза,  процесс зрения.

1.1.1Строение глаза.

Рис 1.                                                                           

                                                                         1-склера

                                                                         2-сосудтистая оболочка

                                                                         3-сетчатка

                                                                         4- стекловидное тело

                                                                         5- стекловидное тело

                                                                         6- центральная ямка

                                                                         7- слепое пятно                                              

                                                                         8- зрительный нерв                                      

                                                                         9- цилиарная мышца

                                                                         10- верхнее веко

   11- конъюктива

                                                                          12- роговица

                                                                          13- водянистая влага

                                                                        14- зрачок

                                                                       15- хрусталик

                                                                       16- радужная оболочка

                                                                       17- циннова связка

                                                                       18- цилиарное тело.                                

Глаза  расположены во впадинах черепа, называемых глазницами; глаз укреплен здесь при помощи четырех прямых и двух косых мышц, управляющих его движениями. Глазное яблоко человека имеет диаметр около 24 мм и весит 6-8г. Большую часть глаза составляют вспомогательные структуры, назначение которых в том, чтобы проецировать поле зрения на сетчатку- слой фоторецепторных клеток, выстилающих глазное яблоко изнутри.

Стенка глаза состоит из трех концентрических слоев: 1) склеры (белковой оболочки) и роговицы; 2) сосудистой оболочки, ресничного тела, хрусталика и радужки; 3) сетчатки. Форма глаза поддерживается за счет гидростатического давления (25 мм рт.ст.) водянистой влаги и стекловидного тела. Схема строения человеческого глаза приведена на рисунке. Ниже дается краткое перечисление различных его частей и выполняемых ими функции.Склера - самая наружная оболочка глаза. Это очень плотная капсула, содержащая коллагеновые волокна; защищает глаз от повреждения и помогает глазному яблоку сохранять свою форму.    

Роговица - прозрачная передняя сторона склеры. Благодаря искривленной поверхности действует как главная светопреломляющая структура.

Конъюктива – тонкий прозрачный слой клеток, защищающий роговицу и переходящий в эпителий век. Конъюктива не заходит на участок роговицы, прикрывающей радужку.

Веко – защищает роговицу от механического и химического повреждения, а сетчатку – от слишком яркого света.

Сосудистая оболочка – средняя оболочка; пронизана сосудами, снабжающими кровью сетчатку, и покрыта пигментными клетками, препятствующими отражению света от внутренних поверхностей глаза.

Ресничное (цилиарное) тело – место соединения склеры и роговицы. Состоит из эпитеальных клеток кровеносных сосудов и цилиарной мышцы.

Цилиарная мышца – кольцо, состоящее из гладких мышечных волокон, кольцевых и радиальных, которые изменяют форму хрусталика при аккомодации.

Цилиарная (циннова связка) – прикрепляет хрусталик к цилиарному телу.

Хрусталик – прозрачное эластичное двояковыпуклое образование. Обеспечивает тонкую фокусировку лучей света на сетчатке и разделяет камеры, заполненные водянистой влагой и стекловидным телом.

Водянистая влага – прозрачная жидкость, представляющая раствор солей. Секретируется цилиарным телом и переходит из глаза в кровь через шлеммов канал.

Радужка – кольцевая мышеченая диафрагма, содержит пигмент, определяющий цвет глаз. Разделяет пространство, заполненное водянистой влагой на переднюю и заднюю камеры и регулирует количество света, проникающего в глаз.

Зрачок – отверстие в радужке, через которое свет проходит внутрь глаза.

Стекловидное тело – прозрачное полужидкое вещество, поддерживающее форму глаза.  

Сетчатка – внутренняя оболочка, содержащая фоторецепторные клетки (палочки и колбочки), а также тела и аксоны нейронов, образующих зрительный нерв.

Центральная ямка – наиболее чувствительный участок сетчатки, содержащий только колбочки. В этом участке наиболее точно фокусируются лучи света.

Зрительный нерв – пучок нервных волокон, проводящих импульсы от сетчатки в мозг.

Слепое пятно – место на сетчатке, где из глаза выходит зрительный нерв; оно не содержит ни палочек, ни колбочек и потому не обладает светочувствительностью.1.1.2Аккомодация.

Аккомодация – это рефлекторный механизм, с помощью которого лучи света, исходящие от объекта, фокусируются на сетчатке. Он включает два процесса, каждый из которых будет рассмотрен отдельно.

Рефлекторное изменение диаметра зрачка.

При ярком свете кольцевая мускулатура радужки сокращается, а радиальная расслабляется; в результате происходит сужение зрачка и количество света, попадающего на сетчатку, уменьшается, что предотвращает его повреждение.

При слабом свете, наоборот, радиальная мускулатура сокращается, а кольцевая расслабляется. Дополнительное преимущество, доставляемое сужением зрачка, состоит в том, что увеличивается глубина резкости, и поэтому различия в расстоянии от объекта до глаза меньше сказываются на изображении.

            От объекта, удаленного на расстояние больше шести метров в глаз поступают практически параллельные лучи света, тогда как лучи, идущие от более близких предметов, заметно расходятся. В обоих случаях для того, чтобы свет сфокусировался на сетчатке, он должен быть преломлен (т. е. его путь изогнут), и для близких предметов преломление должно быть более сильным. Нормальный глаз способен точно фокусировать свет от объектов, находящихся на расстоянии от 25 см. до бесконечности. Преломление света происходит при переходе его из одной среды в другую, имеющую иной коэффициент преломления, в частности на границе воздух – роговица и у поверхности хрусталика. Форма роговицы не может изменяться, поэтому рефракция здесь зависит только от угла падения света на роговицу, который в свою очередь зависит от удаленности предмета. В роговице происходит наиболее сильное преломление света, а функция хрусталика состоит из окончательной “наводке на фокус”. Форма хрусталика регулируется цилиарной мышцой: от степени ее сокращения зависит натяжение связки, поддерживающей хрусталик. Последняя воздействует на эластичный хрусталик и изменяет его форму (кривизну поверхности), а тем самым и степень преломления света. При увеличении кривизны хрусталик становится более выпуклым и сильнее преломляет свет. Полная картина этих взаимоотношений представлена в таблице 1.                                                                                                          Таб.1

Взаимоотношения между структурами, участвующими в изменении формы хрусталика, и степенью преломления света.

На сетчатке изображение получается перевернутым, но это не мешает правильному восприятию, так как все дело не в пространственном положении изображения на сетчатке, а в интерпретации его мозгом.            1.1.3.Строение сетчатки.

Сетчатка развивается как вырост переднего мозга, называемый главным пузырьком. В процессе эмбрионального развития глаза фоторецепторный участок пузырька впячивается внутрь до соприкосновения с сосудистым слоем. При этом рецепторные клетки оказываются лежащими под слоем тел и аксонов нервных клеток, связывающих их с мозгом.

            Сетчатка состоит из трех слоев, каждый из которых содержит клетки определенного типа. Самый наружный (наиболее удаленный от центра глазного яблока) светочувствительный слой содержит фоторецепторы-палочки и колбочки, частично погруженные в пигментный слой сосудистой оболочки. Затем идет промежуточный слой, содержащий биполярные нейроны, которые связывают фоторецепторы с клетками третьего слоя.

.В этом же промежуточном слое находятся горизонтальные и амакриновые клетки, обеспечивающие литеральное торможение. Третий слой – внутренний поверхностный слой – содержит ганглиозные клетки, дендриты которых соединены синапсами с биполярными клетками, а аксоны образуют зрительный нерв.            1.1.4.Строение и функция палочек и колбочек.

Палочки и колбочки очень сходны по своему строению: в тех и других - светочувствительные пигменты находятся на наружной поверхности внутриклеточных мембран наружного сегмента; и те и другие состоят из четырех участков, строение и функции которых кратко описаны ниже.

            Наружный сегмент.

Это тот светочувствительный участок, где световая энергия преобразуется в рецепторный потенциал. Весь наружный сегмент заполнен мембранными дисками, образованными плазматической мембраной и отделившимися от нее. В палочках число этих дисков составляет 600-1000, они представляют собой уплощенные мембранные мешочки и уложены наподобие стопки монет. В колбочках мембранных дисков меньше, и они представляют собой складки плазматической мембраны.

            Перетяжка.

Здесь наружный сегмент почти полностью отделен от внутреннего впячиванием наружной мембраны.  Связь между двумя сегментами осуществляется через цитоплазму и пару ресничек, переходящих из одного сегмента в другой. Реснички содержат только 9 периферических дублетов микротрубочек: пара центральных микротрубочек, характерных доя ресничек, отсутствует.

            Внутренний сегмент.

Это область активного метаболизма; она заполнена митохондриями, доставляющими энергию для процессов зрения, и полирибосомами, на которых синтезируются белки, участвующие в образовании мембранных дисков и зрительного пигмента. В этом же участке расположено ядро.

            Синаптическая область.

В этом участке клетка образует синапсы с биполярными клетками. Диффузные биполярные клетки могут образовывать синапсы с несколькими палочками. Это явление, называемое синаптической конвергенцией, уменьшает остроту зрения, но повышает светочувствительность глаза. Моносинаптические биполярные клетки связывают одну колбочку с одной ганглиозной клеткой, что обеспечивает большую по сравнению с палочками остроту зрения. Горизонтальные  и амакриновые клетки связывают вместе некоторое число палочек или колбочек. Благодаря этим клеткам зрительная информация еще до выхода из сетчатки подвергается определенной переработке; эти клетки, в частности, участвуют в латеральном торможении.            1.1.5.Различия между палочками и колбочками.

Палочек в сетчатке содержится больше, чем колбочек (120*10 в шестой степени и 6-7*10 в шестой степени соответственно). Распределение палочек и колбочек тоже неодинаково. Тонкие, вытянутые палочки (размеры 50*3мкм) равномерно распределены по всей сетчатке, кроме центральной ямки, где преобладают удлиненные конические колбочки (60*1.5мкм). Так как в центральной ямке колбочки очень плотно упакованы (15*10 в четвертой степени на 1 мм.кв.), этот участок отличается высокой остротой зрения. В то же время палочки обладают большей чувствительностью к свету и реагируют на более слабое освещение. Палочки содержат только дин зрительный пигмент, не способны различать цвета и используются преимущественно в ночном зрении. Колбочки содержат три зрительных пигмента, и это позволяет им воспринимать свет; они используются главным образом при дневном свете. Палочковое зрение отличается меньшей остротой, так как палочки расположены менее плотно, и сигналы от них подвергаются конвергенции, но именно это обеспечивает высокую чувствительность, необходимую для ночного зрения.            1.1.6.Механизм фоторецепции.

Палочки содержат светочувствительный пигмент родопсин, находящийся на наружной поверхности мембранных дисков. Родопсин, или зрительный пурпур представляет собой сложную молекулу, образующуюся в результате обратимого связывания липопротеина скотопсина с небольшой молекулой поглощающего свет каротиноида – ретиналя. Последний представляет собой альдегидную форму витамина А и может существовать (в зависимости от освещения) в виде двух изомеров (рис 4)

                                                                                          Рис 2.

Переход 11-цис-ретиналя в полностью- транс-ретиналь под действием света.Установлено, что при воздействии света на родопсин один фотон способен вызывать изомеризацию, показанную на рисунке 4. Ретиналь играет роль простетической группы, и полагают, что он занимает определенный участок на поверхности молекулы скотопсина и блокируют реактивные группы, участвующие в генерации электрической активности в палочках. Точный механизм фоторецепции пока неизвестен, но предполагается, что он включает 2 процесса. Первый из которых – это превращение 11-цис-ретиналя в полностью-транс-ретиналь под воздействием света, а второй – расщепление родопсина через ряд промежуточных продуктов на ретиналь и скотопсин (процесс, называемый выцветанием) :После прекращения воздействия света родопсин тотчас же ресинтезируется. В начале полностью – транс – ретиналь при участии фермента ретинальизомеразы превращается в 11-цис-ретиналь, а затем последний соединяется со скотопсином. Этот процесс лежит в основе темновой адаптации. В полной темноте требуется около 30 минут, чтобы все палочки адаптировались и глаза приобрели максимальную чувствительность. Однако во время этого процесса проницаемость мембраны наружного сегмента для Na+ уменьшается, в то время как внутренний сегмент продолжает откачивать ионы Na+ наружу, и в результате внутри палочки возрастает отрицательный потенциал, то есть происходит гиперполяризация(рис 5.)                                                                                                     Рис.3

Схема строения палочки, иллюстрирующая предполагаемые изменения проницаемости наружного сегмента для Na+ под воздействием света. Отрицательные заряды на правой стороне палочки соответствуют потенциалу покоя, а на левой стороне – гипреполяризации.

Это прямо противоположно тому, что обычно наблюдается в других рецепторных клетках, где раздражение вызывает деполяризацию, а не гиперполяризацию. Гиперполяризация замедляет высвобождение из палочек возбуждающего медиатора, который в темноте выделяется в наибольшем количестве. Биполярные клетки, связанные через синапсы с палочками, тоже отвечают гиперполяризацией, но в ганглиозных клетках, аксоны которых образуют зрительный нерв, в ответ на сигнал от биполярной клетки возникает распространяющийся потенциал действия.             1.1.7.Цветовое зрение.

В видимой части спектра человеческий глаз поглощает свет всех длин волны, воспринимая их в виде шести цветов, каждый из которых соответствует определенному участку спектра.Таб.2

Цвета видимого спектра и приблизительно соответствующие им длины волн.

Существует три вида колбочек – “красные”, “зеленые”, “синие”, которые содержат разные пигменты и, по данным электрофизиологических исследований, поглощают свет с различной длиной волны.

Цветовое зрение объясняют с позиций трехкомпонентной теории, согласно которой ощущения различных цветов и оттенков определяются степенью раздражения каждого типа колбочек светом, отражаемым от объекта. Так, например, одинаковая стимуляция всех колбочек вызывает ощущение белого цвета. Первичное различение цветов осуществляется в сетчатке, но окончательный цвет, который будет воспринят, определяется интегративными функциями мозга. Эффект смешения цветов лежит в основе цветного телевидения, фотографии, живописи. 1.1.8.Бинокулярное зрение и стереоскопическое зрение.

Бинокулярное зрение имеет место в том случае, когда зрительные поля обоих глаз перекрываются таким образом, что их центральные ямки фиксируются на одном и том же объекте. Бинокулярное зрение имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием одного глаза, в том числе расширяет поле зрения и дает возможность компенсировать повреждения одного глаза за счет другого. Кроме того, бинокулярное зрение снимает эффект слепого пятна и, наконец, лежит в основе стереоскопического зрения. Стереоскопическое зрение обусловлено тем, что на сетчатках двух глаз одновременно возникают слегка различающиеся изображения, которые мозг воспринимает как один образ. Чем больше глаза направлены вперед, тем больше стереоскопическое поле зрения. У человека, например, общее поле зрения охватывает 180 градусов, а стереоскопическое – 140 градусов. Для хорошего стереоскопического зрения необходимы глаза, направленные вперед, с центральными ямками, лежащими посередине их полей, что обеспечивает большую остроту зрения. В этом случай стереоскопическое зрение позволяет получать более точное представление о размерах и форме предмета, а также о расстоянии, на котором он находится. Анализ изображений, получаемых на сетчатке при стереоскопическом зрении, осуществляется в двух симметричных участках, составляющих зрительную кору.1.1.9.      Зрительные пути и зрительная кора.Нервные импульсы, возникающие в сетчатке, поступают по миллиону или около того волокон зрительного нерва в зрительную кору, расположенную в задней части затылочных долей. В этой зоне спроецированы все мельчайшие участки сетчатки, включающие, возможно, всего лишь по нескольку палочек и колбочек, и именно здесь зрительные сигналы интерпретируются, и мы “видим”. Однако то, что мы видим, приобретает смысл только после обмена сигналами с другими участками коры и прежде всего с височными долями, где хранится предшествующая зрительная информация и где она используется для анализа и идентификации текущих зрительных сигналов. В мозгу человека аксоны от левых половин сетчатки обоих глаз направляются к левой половине зрительной коры, а аксоны от правых половин сетчатки обоих глаз – к правой стороне зрительной коры. Аксоны, идущие от носовых половин обеих сетчаток, пересекаются; место их пересечения называется зрительным перекрестом или хиазмой.                                                                                                    Рис.4.Схема зрительных путей человека. Вид с нижней стороны мозга.Около 20% волокон зрительного нерва не доходят до зрительной коры, а вступают в ср6едний мозг и участвуют в рефлекторной регуляции диаметра зрачка и движений глаз.           

1.2. Характеристика источников света.          

Самым мощным источником света из всех  источников, которыми пользуется человек, является Солнце. Блеск его поверхности в 10 раз больше самого яркого места в электрической дуге. По сравнению с полной Луной Солнце приблизительно в 500 тысяч раз ярче.

            Солнце представляет собой колоссальный источник энергии, непрерывно излучающий в космос огромные количества теплоты и света. На Землю же попадает лишь ничтожная часть этой энергии, однако только благодаря ей на Земле существует жизнь. По своей роли во Вселенной Солнце-звезда, подобная миллионам других звезд. В настоящее время ученые открыли много звезд, которые гораздо крупнее и ярче Солнца.

            За счет ядерных превращений водорода в гелий выделяется очень много ядерной энергии, которая постепенно из недр Солнца проникает к его поверхности и излучается в мировое пространство.

            Солнце когда-то было единственным источником света для человека. Прошло много времени, прежде чем люди научились добывать огонь. Изготавливая деревянные орудия труда, человек заметил, что при трении друг о друга дощечки нагреваются, а если усилить трение, то они загораются. Так научились добывать огонь трением.

Первые светильники - костер, лучина, факел были весьма не совершенны. Самым распространенным источником света была масляная лампа, которая просуществовала до средних веков.

В начале 19-го века появились спички. Спичка зажигалась, когда ее смачивали в серной кислоте. Потом научились делать фосфорные спички, которые зажигались от трения, однако, они были неудобны и ядовиты. В настоящее время в состав спичечной головки входят сера и бертолетовая соль.

            Примерно в 10-ом веке нашей эры появились восковые и сальные свечи. В начале 19-го века химики получили новое горючее вещество-стеарин, а затем парафин. После этого восковые и сальные свечи были вытеснены более дешевыми стеариновыми и парафиновыми.           

В современных стеариновых свечах фитиль делают крученым. Благодаря этому кончик фитиля сгибается, высовываясь наружу, в самую горячую часть пламени, где воздуха больше и постепенно сгорает, поэтому свеча горит хорошо.

В средние века улицы городов не освещались. Первые фонари со свечами были установлены в 1718г.  в Париже при Людовике 14, и только в 1765 г. появились фонари с масляными лампами.

            В конце 18 века в крупных городах для освещения использовали светильный газ, который получали при нагревании угля или дерева без доступа воздуха. Газ –собирали в специальные резервуары – газгольдеры и затем направляли к газовым горелкам с маленькими дырочками для выхода газа. Свет получали непосредственно от пламени.

            Сейчас человечество пользуется электрическими источниками света. Современная электрическая лампа:

На рисунке 8 изображена современная газонаполненная электрическая лампа.

                                                                                                      Рис 5.                      Внешней оболочкой лампы служит стеклянный баллон 1 и цоколь 2. Последний необходим для укрепления лампы в патроне. Цоколь состоит из металлического стаканчика 3 с винтовой нарезкой, изолирующего слоя 4 и впаянного в этот слой металлического кружка 5.

            Внутри баллона находится ножка, состоящая из стеклянной палочки 7, двух металлических проволок (электродов) 11 и тонкой стеклянной трубочки 9, которая служит для выкачивания из баллона воздуха и наполнения его газом (азотом или аргоном) через небольшое отверстие в стекле. Расширенная часть 8 ножки называется тарелочкой. Стеклянная палочка и электроды соединены вместе в верхней сплющенной части тарелочки, называемой лопаточкой 10. К концам электродов прикреплена вольфрамовая нить 6, которая для уменьшения ее распыления при нагревании свертывается в спираль.

            Каждый электрод состоит из трех кусков проволоки. Внутренняя часть присоединена к нити накала, наружная – к цоколю. Обе они состоят из медной проволоки. Средняя часть, проходящая через стекло лопаточки сделана из платинита ( сплава никеля с железом), он обладает таким же коэффициентом расширения, как и стекло. Когда спираль под действием электрического тока нагревается до температуры свыше 2000 градусов С, от нее нагреваются и электроды. Нагревается также и стеклянная лампа, через которую проходят электроды. Так как при этом они все одинаково расширяются, стекло не трескается, и лампа горит не менее 800 часов.

Современные электроламповые заводы выпускают самые разнообразные электролампы - от миниатюрных медицинских лампочек мощностью 0,4 Вт до метровых ламп в десятки тысяч ватт.

            Люминесцентная лампа(рис 6)

                                                                                                        Рис 6. Представляет собой трубку длиной до 70 см и диаметром до 4 см и сделана из бесцветного и прозрачного стекла. На ее внутреннюю поверхность нанесен плотный слой бесцветных кристаллов люминофора, придающий ей белый (молочный) цвет. Из трубки откачан воздух, впущено немного аргона и помещена капелька ртути, которая при разогревании электродов превращается в ртутный пар, заполняющий всю трубку. Примесь аргона нужна для лучшего использования электрической энергии в разряде, свечение же разряда в основном определяется ртутью.

            С обоих концов в трубку вплавлены электроды 1, представляющие собой вольфрамовые спирали, покрытые оксидом бария. Последовательно с электродами включены два прибора – стартер 2 и дроссель 3. Стартер – это малая неоновая лампа с двумя электродами, один из которых биметаллический.

            В момент включения кнопки К в стартере возникает разряд, биметаллический электрод нагревается, изгибается и замыкает цепь. При этом ток проходит по цепи и электроды раскаляются. Находящиеся на их поверхности атомы бария испускают электроны, которые устремляются к положительно заряженному электроду – аноду. На своем пути они сталкиваются с атомами ртути и аргона и ионизируют их.

            Под влиянием ударов электронов и ионов электроды лампы через 1-2 с нагреваются так, что дальше их разогревать током уже нет необходимости. К этому моменту биметаллический электрод стартера уже успевает остыть и размыкает цепь. Ток начинает идти не по проволокам электродов, а непосредственно через трубку от одного электрода к другому (по направлению стрелок вне трубки)

            В трубке возникает электрический разряд, под действием которого атомы и ионы ртути возбуждаются и испускают свет. Более половины этого света составляют невидимые ультрафиолетовые лучи, которые, падая на кристаллы люминофора, покрывающие внутреннюю поверхность трубки, заставляют их испускать видимый свет, ярко освещающий пространство вокруг трубки. Для трубки подбирают такой люминофор, чтобы состав испускаемого излучения был близок к солнечному.

Основное преимущество люминесцентной лампы – это возможность создания дневного искусственного света, благодаря чему они так широко применяются для освещения вокзалов, вестибюлей, театров, кино, спортивных залов, магазинов, фабрик, картинных галерей и т.д.

            Но эти лампы имеют и недостатки. Первое – это необходимость применять при их эксплуатации сложные устройства: дроссели, стартеры и т.д., второе – вредное для человеческого глаза мигание света, третье - их чувствительность к температуре: их нельзя зажигать при температуре ниже +10, они плохо переносят температуру +40.

Одной из самых важных проблем, связанных с люминесцентными лампами является проблема их утилизации. Для того, чтобы эти лампы не приносили вреда, их надо регулярно осматривать, а лампы с истекшим сроком годности утилизировать, что очень дорого, так как их надо вывозить на специальные полигоны, предварительно очистив. Очень малое количество фабрик, предприятий, учебных заведений могут позволить себе делать это регулярно. Поэтому лампы используются в несколько раз больше срока годности, что приводит к увеличению их вредного воздействия на человеческий организм.

            Существуют также ртутные лампы, которые дают синевато-зеленый свет и значительно более экономичны, чем обычные электролампы, однако, применять их для освещения неудобно и небезвредно, так как их свет вреден для глаз.1.2.1. Освещение.

Освещение- имеет важное гигееническое значение. Хорошее освещение создает благоприятные условия для жизни и деятельности человека. Свет играет важную роль в хорошем самочувствии. Недостаточное освещение снижает работоспособность и производительность труда, утомляет глаза, способствует развитию близорукости.

Освещение бывает естественное, искусственное и смешанное. Естественное освещение обуславливается прямыми солнечными лучами и рассеяным светом небосвода и меняется в зависимости от географического положения широты места, высоты стояния солнца, степени облачности и прозрачности атмосферы. В России установлены нормы естественного освещения помещений в зависимости от назначения зданий. Наиболее благоприятное освещение жилища в нашей стране достигается при ориентации зданий на южную половину горизонта, расположением их друг гот друга на расстоянии не менее высоты противостоящего здания. В солнечные дни на рабочих столах и классных досках создаются блики, что вызывает слепимость у учащихся. Для защиты от прямых солнечных лучей лучше всего применять регулируемые жалюзи (деревянные, металлические, пластмассовые). Можно использовать раздвижные занавески светлых тонов, убирая их в простенки в дождливую, пасмурную погоду.

            Искусственное освещение. В качестве искусственного освещения применяются лампы накаливания и газозарядные люминисцентные лампы. Как уже говорилось выше, освещение люминисцентными лампами очень вредно, оно нередко вызывает головные боли, перенапряжение зрения, покраснение глаз и преждевременное утомление.

            Обычно используется два вида искусственного освещения:

1)      Общее- при котором свет распространяется по всей комнате равномерно;

2)      Комбинированное- создаваемое лампами общего и местного значения одновременно, которое в гигееническом отношении наиболее целесообразно

Основные гигиенические требования к искусственному освещению предусматривают достаточность и равномерность освещения, отсутствие резких теней и бликов на рабочих поверхностях. Учебные занятия часто проводят при искусственном освещении не только во вторую смену, но и в первую( утренние часы в осенне-зимний период). В пасмурные дни, в ранние утренние и вечерние часы для обеспечения оптимальной освещенности необходимо правильное сочетание естественно и искусственного освещения.

Рациональное освещение независимо от времени суток или других факторов, достигается с помощью искусственных источников света, которыми служат электрические лампы. Освещенность устанавливается в зависимости от характера выполняемых работ. В учебных помещениях должна быть предусмотрена возможность раздельного включения дополнительного искусственно освещения по рядам. Классные доски должны иметь особое раздельное освещение.

Смешанное освещение включает искусственный (электрический) свет в дополнение к дневному. В необходимых случаях оно вполне целесообразно, представление о его вредности необосновано.

Лучшая освещенность помещений достигается уменьшением глубины комнат, окраской стен, потолков, полов комнат в светлые тона, а также периодической очисткой оконных стекол. Дневное освещение в значительной мере зависит от вида остекления и ухода за окнами: Одинарное стекло задеоживает  10-15% света

Двойная рама                                20-30%

Загрязненное стекло                    15-50%

      Замерзшее стекло                         до 80%

      Тюлевые занавеси                        18-20%

     Окна, заставленные высокими цветами и предметами          10-40%

Недопуситимо закрашивать стекла масляной белой краской и вставлять матовые стекла. Это не позволяет учащимся дать отдых глазам, то есть расслабить напряжение мышц глаза, устремив взор вдаль.

            Светлая окраска стен, потолков и полов (в школе дополнительно парты) усиливает освещенность помещений так как свет, падая на светлую поверхность многократно отражается. Коэффициент отражения, показывающий, какая часть света сохраняется после отражения, составляет для:Белой клеевой краски – 0,70-0,80                         Оранжевой- 0,39

Цвета слоновой кости- 0,75                                   Бежевой- 0,38

Светло-кремовой- 0,70-0,74                                   Светло-коричневой- 0,25

Салатной- 0,70                                                         Розовой- 0,23

Светло-оранжевой- 0,70                                         Темно-зеленой- 0,16

Светло-бежевой- 0,62                                             Цвета морской волны- 0,16

Светло- розовой- 0,62                                             Темно-серой- 0,15

Светло-желтой- 0,55                                               Коричневой- 0,11

Голубой- 0,45                                                          Темно-красной- 0,10

Светло-серой- 0,40-0,50                                         Темно-синей- 0,10

Светло-зеленой – 0,41                                            Черной- 0,04

Желто-зеленой- 0,48

            Минимальные гигиенические нормы, обеспечивающие нормальную зрительную работу в помещении –50-100лк (люкс). Люкс- освещенность, получаемая на площадь в один квадратный метр, на который падает и равномерно распределяется поток в один люмен. Люмен- световой поток, который испускается   полным излучателем (абсолютно черным телом) при температуре затвердения платины с площади 0,53 мм кв.

            Освещенность определяют люксметром. При его отсутствии освещенность можно приблизительно определить следующим методом. Сосчитать суммарную мощность в Вт, определить количество Вт, приходящихся на один кв. метр площади пола и умножить полученное значение на три.

Средняя освещенность в классах должна равняться 150-300лк, с дальнейшим повышением освещенности острота зрения улучшается сравнительно не намного, но значительно снижается утомление глаз.

При низкой освещенности быстро наступает зрительное утомление и снижается работоспособнось. Также кроме освещения на работоспособность человека влияет цвет.1.3. Заболевания органа зрения. Дефекты глаз, способы  их устранения.

            1.3.1.Заболевания органа зрения.

При ухудшении зрения чаще всего нарушается работа хрусталика: он теряет свою эластичность и частично способность изменять свою кривизну. Если хрусталик имеет слишком выпуклую форму по сравнению с хрусталиком нормального глаза, то глаз плохо видит далекие предметы, наступает близорукость. Если же хрусталик становится слишком плоским по сравнению с хрусталиком нормального глаза, то человек нечетко видит близкие предметы. Это признак дальнозоркости.

            Иногда хрусталик совсем теряет способность изменять свою кривизну. В таких случаях приходится носить одни очки с вогнутыми стеклами для рассматривания далеких предметов и другие – с выпуклыми для чтения или рассматривания близких предметов. Нередко в одних и тех же очках делают стекла двойной кривизны. Верхняя часть стекла имеет одну выпуклость, нижняя часть – другую. Такие очки называются бифокальными.

            Другим распространенным глазным заболеванием является астигматизм, при котором нарушается форма роговой оболочки, ее кривизна становится в разных направлениях различной: человек четко видит, например, горизонтальные линии и расплывчато вертикальные или наоборот. Лечат астигматизм с помощью очков с цилиндрическими стеклами.

            При наличии астигматизма линии одной пары лежащих друг напротив друга квадратов будут казаться более черными, чем линии другой пары( если их рассматривать одним глазом). При повороте рисунка на 90 градусов более четкой будет казаться другая пара квадратов.

            Одним из дефектов глаза является цветовая слепота. Пусть, например, колбочки глаза, чувствительные к зеленому свету, также чувствительны и к красному. Такой глаз не способен отличать красный цвет от зеленого.

            Для многих профессий цветовая слепота не существенна. Но для водителя или машиниста на железной дороге, крайне важно отличать красный цвет от зеленого, во избежание катастроф. Для выявления дефектов цветового зрения применяют тестовые таблицы типа таблиц Исахари, на которых нанесены пятнышки разных цветов. На некоторых таблицах из этих пятнышек составлены цифры. Человек с нормальным цветовым зрением легко различает эти цифры, а лица с нарушенным цветоощущением видят другое число или вообще не видит никакой цифры.

            Цветовая слепота передается по наследству, как рецессивный признак, сцепленный с X-хромосомой. Среди мужчин около 2% не различает красный цвет и 6% - зеленый, тогда как среди женщин аномалиями цветового зрения страдает только 0.4 %.

               При некоторых заболеваниях сетчатки для увеличения остроты зрения используют очки, которые дают на сетчатке увеличенные изображения. Такие очки называются телескопическими.

            Вместо очков иногда используют контактные очковые линзы, сделанные из особой прозрачной пластмассы. Они надеваются под веко непосредственно на глазное яблоко. Они не требуют никакой оправы, не запотевают и невидимы для постороннего глаза, однако, и у них есть недостатки.

            Существуют также растровые – дырчатые очки, состоящие из сетки с металлическими отверстиями. Они служат для увеличения резкости при наблюдении отдельных предметов.

            В некоторых случаях используются очки с цветными стеклами, позволяющие обнаруживать замаскированные предметы, и с дымчатыми стеклами, предохраняющие глаза от яркого слепящего света при электросварке и др.             1.3.2.Нормы по работе за ПК, чтению.

 Но существуют возможности предотвращения появления дефектов зрения. В процессе обучения на здоровье школьника оказывает отрицательное влияние неправильно спланированная учебная нагрузка. В первую очередь это связано с нагрузкой на органы зрения. Нагрузка на органы зрения постоянно возрастает, это связано с увеличением интенсивности учебы, просмотром телепередач, внедрением в учебный процесс да и в повседневную жизнь, компьютеров.

            Для сохранения нормального зрения прежде всего имеет большое значение правильное и достаточное освещение. Необходимо, чтобы при работе с книгой или при выполнении письменных заданий, свет падал с левой стороны, только на рабочую поверхность, глаза оставались в тени. Расстояние от глаз до книги или тетради должно равняться в среднем 30-35см. Не рекомендуется читать при плохом освещении, на ходу, в транспорте. Достаточным освещением при чтении может быть 40-ваттная лампа с хорошим рефлектором в 60см от печатной страницы или 60-ваттная лампа в метре от страницы. Неустойчивое положение книги или газеты затрудняет чтение, заставляет чрезмерно приближать текст к глазам, быстро их утомляет.

Нормы по работе за компьютером.

Уровень глаз при вертикальном расположении экрана должен приходиться на центр или 2/3 его высота. Линия взора должна быть перпендикулярна центру экрана и оптимальное ее отклонение должно находиться в пределах + - 5 градусов, допустимое - + - 10 градусов, в горизонтальной плоскости оптимальный обзор обеспечивается в пределах + - 15 градусов, допустимый - + - 30 градусов. Оптимальное расстояние глаз учащихся до экрана ПЭВМ или ВДТ должно быть в пределах 60-70 сантиметров, допустимое - не менее 50 сантиметров. Наиболее благоприятные показатели зрительной работоспособности отмечаются при освещенности рабочего места в 400 лк, а экрана - в 200-300 лк. При компьютеризации обучения большое значение играет величина индивидуально переносимой информационной, эмоциональной и других видов нагрузок, оптимизация учебной деятельности с компьютером связана с созданием условий, в которых ребенку может быть предложен индивидуальный ритм работы и микро пауз, исключение возможности подчинения ритма учебной деятельности учащегося ритму ЭВМ. Следует следить за рациональным распределением объема и интенсивности интеллектуальных нагрузок в течение всего времени работы на компьютере.

1.3.3.Гимнастика для глаз.

            Рекомендуется чередовать зрительную работу с отдыхом для глаз. Через каждые 30-40минут занятий нужно делать 10-минутный перерыв.

            Во время перерыва можно выполнить ряд упражнений.

            Упражнения, снимающие утомление глаз.

1.      Выполняется сидя. Крепко зажмурить глаза на 3-5с, а затем открыть их на 3-5с. Повторить 6-8 раз.

Упражнение укрепляет мышцы век, способствует улучшению кровообращения и расслаблению мышц глаз.

2.       Выполняется сидя. Быстро моргать в течение 1-2минуты.

Упражнение способствует улучшению кровообращения.

3.      Выполняется стоя. Смотреть прямо перед собой 2-3с. Затем поставить палец руки на расстоянии 25-30 см. от глаз, перевести взор на кончик пальца и смотреть на него 3-5с. Опустить руку, повторить 10-12раз.

Упражнение снимает утомление глаз, облегчает зрительную работу на близком расстоянии. Тем, кто пользуется очками, надо выполнять упражнение, не снимая их.

4.       Выполняется сидя. Тремя пальцами каждой руки легко нажать на верхнее веко, спустя 1-2с. снять пальцы с века. Повторить 3-4раза.

Упражнение улучшает циркуляцию внутриглазных жидкостей. 5.  Для страдающих близорукостью рекомендуется упражнение с меткой на стекле . Для его выполнения на оконном стекле укрепить круглую метку (или начертить круг фломастером), встать у окна на расстоянии 30-35см. и поочередно переводить взгляд то на метку на стекле, то на удаленные предметы (дом, дерево).

Телевизионные передачи лучше смотреть, находясь от экрана на расстоянии не ближе 2,5 метра. Желательно, чтобы комната в это время была умеренно освещена.            1.4.Каротиноиды, витамин А, биологическая активность витамина А.

1.4.1. Каротиноиды.

            Каротиноиды (от лат. Carota – морко и греч. Eidos – вид), природные пигменты от желтого до красно – оранжевого цвета, синтезируемые бактериями, водорослями, грибами, некоторыми губками, кораллами и др. организмами; обуславливают окраску цветов и плодов.

            Представляют собой полинасыщенные соединения терпенового ряда, построенные преимущественно по одному структурному принципу: по концам первой полиеновой цепи, состоящей из 4 изопреноидных остатков, расположены циклогексеновые кольца, или алифатические изопреноидные остатки. В большинстве случаев содержат в молекуле 40 атомов углерода. Подразделяются на каротиноидные углеводороды, С40- ксантофиллы, гомо-, апо-, и нор-каротиноиды. Свойства некоторых каротиноидов приведены в таблице:

                                                                                                                           Таб. 3

Свойства некоторых каротиноидов.

Из данных этой таблицы мы можем увидеть, что 91% помещений школы имеет хорошее- достаточное естественное освещение и 9% кабинетов имеют недостаточную естественную освещенность.                                                                                                                    Таблица 5

Влияние цветовой наммы на освещенность школьных помещений.

Влияние соотношения площади окон к площади пола помещений на интенсивность освещения.

По данным таблицы 5 видно, что 20,4% кабинетов школы имеет хорошую интенсивность освещения, столько же имеют нормальную интенсивность освещения, 54.2% кабинетов имеет достаточную интенсивность освещения и 5% имеют недостаточную интенсивность освещения.

                                                                                                           Таблица 7.

Уровень естесственной освещенности помещений гимназии 406.

bukvasha.ru

Реферат - Зрение - Оптика

1. Проблемы хорошего зрения. 2. Глаз как живая камера Обскура. 3. Фокусация глаза. 4. Дальняя и ближняя точки. 5. Прессбиоприя. 6. Близорукость. 7. Испытание на близорукость. 8. Геперопия, или дальнозоркость. 9. Астигматизм. 10. Характеристика бинокулярного зрения. 11. Трёхмерное кино и бинокулярное зрение. 12. Способность оценивать расстояние и видеть вбок. 13. Различные способы оценки расстояния. 14. Несогласованное напряжение мускулов. 15. Используемая литература.

1. Проблемы хорошего зрения. Представьте себе, что вы стоите на углу оживлённой улице какого-нибудь американского города и что вдруг все недостатки зрения превращаются в недостатки ног; тогда более 50% пешеходов начнут хромать или будут, неспособны, ходить без костылей или вынуждены будут прибегнуть к коляскам. Если вместо улицы взять стадион колледжа, то число пострадавших будет составлять около 40%, а на перчаточной фабрике пострадавшими окажутся 8 человек из 10. Современная цивилизация облегчала значительную часть нашего каждодневного труда и освободила нас от многих жизненных забот, но во много раз увеличила нагрузку на глаза. Исследование показывает, что более 95% младенцев рождается с нормальным зрением и без дефектов глаз. Но, как видно из таблицы 1, очень малый процент их достигает пожилого возраста со зрением, которое можно было бы в какой-нибудь мере считать нормальным. На зрение людей возлагается тяжёлая нагрузка. В результате этого Америка быстро превращается в страну «очкастых». Несоответствие человеческого зрения в целом – один из самых серьёзных дефектов современной цивилизации. Часть перегрузки глаз объясняется тем, что человек пользуется глазами при условиях совершенно иных, чем те, при которых глаз первоначально развивался и для которых он приспосабливался. Первобытный человек пользовался своими глазами почти для того, чтобы смотреть вдаль при ярком солнечном свете – для охоты, рыбной ловли и для сражений. Когда солнце заходило, обязанности глаза кончались. Конечно, первобытный человек не работал целый день с предметами, расположенными вблизи глаз и не ходил потом в панорамное кино, не смотрел телевизионные передачи в течение нескольких часов и не читал книгу далеко за полночь. Поскольку многие недостатки глаза, по-видимому, создаются нагрузкой на них и условиями, при которых глаза выполняют работу, положение может быть значительно улучшено. Однако это требует научного подхода со стороны различных групп людей и каждого человека в отдельности. Мы, со своей стороны, должны узнать, как устроен глаз, каковы его функции, какие бывают дефекты и какие рабочие условия вызывают перегрузку. Прежде всего, начнём с изучения глаза. Таблица 1 Приближённый процент нормального зрения среди лиц разного возраста.

Возрастная группа. Процент лиц с недостатками зрения. Новорождённые 0,5 Учащиеся средней школы 20 Учащиеся колледжа 40 40 лет 60 95 лет 95 Данные взяты из книги М. Лекиша (М. Luckiesh, Light, Vision and Seeing, N. Y., 1944)

2. Глаз как живая камера Обскура. Часто глаз называют живой камерой Обскурой, но как большинство аналогий и эта аналогия верна лишь частично. Глаз представляет собой бесконечно более тонкий и сложный прибор, чем самый лучший фотоаппарат, хотя в принципе они одинаковы. В фотоаппарате, как показано на рис.1, имеется простая собирательная линза или система линз, действующая подобно собирательному хрусталику глаза. Чувствительная плёнка в фотоаппарате соответствует чувствительности к свету сетчатой оболочке на задней стороне глаза; ту и другую получают перевёрнутые, действительные, уменьшенные изображения. Диафрагма регулирует количество света, допускаемого в фотоаппарат; радужная оболочка регулирует количество света, входящего в глаз. В темноте зрачок или отверстие радужной оболочки может иметь диаметр почти 1см, а на ярком свете он имеет размер булавочной головки.

3. Фокусация глаз. В одно мгновение нормальный глаз способен сфокусировать чётко на сетчатой оболочке такой большой удалённый предмет как гора, а в следующую долю секунды он может дать одинаково чёткое изображение отпечатанного текста или спидометра автомашины, находящийся всего на расстоянии какого-нибудь десятка сантиметров от глаз. Если бы мы не обладали такой способностью, нам было бы трудно управлять быстроходными автомобиля и самолётами, не увеличивая количества несчастных случаев, которых и без того много. Теоретически имеется несколько возможных способов. Рыба фокусирует глаз, изменяя расстояние между линзой и сетчатой оболочкой точно так же, как фокусируется фотоаппарат с растяжением. Но, как вы знаете, человеческий глаз фокусируется не таким способом. Хрусталик глаза просто изменяет свою форму. С увеличением расстояния предмета, приводящим к уменьшению расстояния изображения, мускулы, соединённые с внешними краями глазного хрусталика, заставляют хрусталик сплющиваться и становиться тоньше. Таким образом, его фокусное расстояние увеличивается в достаточной степени, и изображение резко фокусируется на сетчатой оболочке (рис 2.а). В случае, если предмет приближается к глазу, заставляя увеличиваться расстояние до изображения, хрусталик становится более выпуклым и толстым. Его фокусное расстояние при этом уменьшается так, что расстояние изображения остаётся полным и изображение не сходит с сетчатой оболочки (рис 2,в). Этот процесс, дающий те же самые результаты, что и фокусировка фотоаппарата, называется аккомодацией. Внутренность фотоаппарата зачернена, так как его стенки поглощают любой попавший луч света. Внутренность глаза точно так же окружена тёмной оболочкой, поглощающей свет. Поверх тёмной оболочки глаза имеется твёрдая белая оболочка, сохраняющая форму глазного яблока и защищающая глаз от повреждений. Во многих отношениях глаз совершеннее, чем фотоаппарат, но не во всех. Фотоаппарат даёт постоянное изображение предметов со всеми его деталями, между тем как изображение в глазу существует только в течение 1/16 сек до появления следующего чёткого изображения. На сетчатой оболочке часто отсутствуют детали, и одно изображение может перекрываться и заслонять следующее изображение. Именно поэтому два честных наблюдателя могут спорить относительно победителя в гонках. Фотоснимки не обладают такими недостатками и по этому при таких обстоятельствах имеют преимущество перед непосредственным наблюдателем. Остаточное изображение в глазу приводит к другим интересным явлениям. Оно вызывает размытие картины спиц вращающегося колеса и создаёт видимость святящегося следа за быстродвижущимся в темноте источником света. В действительности мы видим в кино от 16 до 24 неподвижных картин, появляющихся на экране каждую секунду. После каждой такой картины и перед следующей экран затемняется обтюратором кинопроекционного аппарата, но глаз сохраняет впечатление от одной картины до другой и превращает отдельные изображения в иллюзию непрерывного движения.

4. Дальняя и ближняя точки. Когда глазные мускулы совершенно не напряжены, как это бывает в случае, если смотреть на удалённый предмет, хрусталик имеет максимальное фокусное расстояние, и тогда говорят, что он адаптирован на дальнюю точку. Когда предмет находиться так близко к глазу, что хрусталик имеет наименьшее возможное фокусное расстояние, то говорят, что предмет расположен в ближней точке. Вы можете определить вашу ближнюю точку, медленно приближается шрифт (рис 3) к глазу. Испытание проводиться для каждого глаза отдельно. Кратчайшее расстояние, при котором ещё не заметно смазывание глаз, и есть ваша ближняя точка. Измерьте это расстояние для каждого глаза и сравните с тем, что должно быть согласно таблице 2.

Таблица 2 Приближённое расстояние ближней точки для среднего глаза в различном возрасте.

Возраст Бл. Тч. См Возраст Бл. Тч. См Возраст Бл. Тч. см Возраст Бл. Тч. см 10 лет 6,7 25 лет 12,5 40 лет 22,5 55 лет 50 15 >> 7,5 30 >> 15 45 >> 30 60 >> 100 20 >> 10 35 >> 17,5 50 >> 40 65 >> 200

Вы можете определить вашу ближнюю точку, медленно приближая мелкий шрифт рис.3 к глазу. Испытания проводятся для каждого глаза отдельно. Кратчайшее расстояние, при котором ещё не заметно смазывание букв, и есть ваша ближняя точка. Измерьте это расстояние для каждого глаза и сравните с тем, что должно быть согласно таблице 2. Рис. 3. Испытание для определения ближней точки при чтении.

5. Прессбиоприя. С возрастом способность аккомодации постепенно уменьшается. Это объясняется уменьшением упругости хрусталика и способности глазных мускулов увеличивать кривизну хрусталика. Этот недостаток называется прессбиопией. Когда такой недостаток имеет место, ближняя точка удаляется от глаза и аккомодационная способность уменьшается. Из таблицы 2 видно, что для лиц 65-летнего возраста ближняя точка находиться на расстоянии 200 см. Каково будет приблизительно ближайшее расстояние, на котором человек 65 лет может прочесть эту страницу без помощи очков? При таком расстоянии (200 см) сомнительно, что можно было разобрать слова вследствие слишком малой величены изображения на сетчатой оболочке. Идеального расстояния для чтения или другой работы на близком расстоянии не существует, но если учесть все факторы, то можно считать, что наилучшим расстоянием является 32 – 37 см. Но если это расстояние меньше, чем примерно полуторное расстояние ближней точки, то напряжение, которое требуется мускулам для того, чтобы сфокусировать свет и получить резкое изображение на сетчатой оболочке, настолько велико, что, вероятно, наступит усталость глаза. В возрасте до 35 лет легко соблюдать это правило. После 40 лет (табл. 2) обычно это трудно сделать. В возрасте 45 лет минимальное расстояние равно 1,5*30=45 см, а это дальше, чем необходимо для предмета, чтобы изображение имело соответствующую величину и было легко видимо. После 40 лет средний хрусталик глаза нуждается в вспомогательном приспособлении для собирания света при рассмотрении близких предметов. С этой целью перед глазом помещается собирательная линза соответствующей оптической силы. Но с такой линзой невозможно видеть удалённые предметы. Для того чтобы, исправить этот недостаток, нужно или снять очки, или применить бифокальные линзы. У таких линз нижняя часть применяется для ближнего зрения, а верхняя – для рассматривания удалённых предметов. Хотя прессбиопия является, по-видимому, естественным и неустранимым недостатком, оказывается, что более сильное освещение ближних предметов в значительной степени заменяет очки для чтения. Более сильное освещение заставляет сильнее сужаться зрачки. Это создаёт более резкое и чёткое изображение на сетчатой оболочке так же, как и в фотоаппарате, - чем меньше отверстие диафрагмы, тем резче изображение.

6. Близорукость. В том случае, если расстояние между сетчатой оболочкой и хрусталиком ненормально велико или хрусталик настолько закруглён и толст, что его фокусное расстояние ненормально мало, изображение удалённого предмета попадает перед сетчатой оболочкой (рис. 4). Этот дефект глаза очень распространён и называется близорукостью или миопией. Близорукость – это такой дефект глаза, который чрезвычайно распространён среди школьников и студентов. Согласно данным специалистов каждые 3 новорождённых из 100 обладают этим дефектом; в начальной школе число близоруких составляет примерно 10 из 100; в средней школе число близоруких достигает 24%, а в колледже – 31%. Среди диких племён, живущих и работающих большей частью на открытом воздухе, близорукость почти неизвестна. Точно также среди фермеров и лиц, работающих на открытом воздухе, очень малое количество страдает от близорукости, если только они не приобрели её в школе или при работе с близкими объектами. Причиной близорукости в большинстве случаев является, по-видимому, то, что в детстве глаз легко деформируется. При работе с близкими предметами глазное яблоко «привыкает» удлиняться на столько, что хрусталик уже теряет способность сплющиваться для фокусирования изображения удалённого предмета на сетчатой оболочке без избыточного напряжения. Сравните длину близорукого глаза на рис. 4 с длиной дальнозоркого на рис. 5.

7. Испытание на близорукость. Один из видов проверки на миопию делается при помощи таблицы Снеллена. Таблица Снеллена в уменьшенном виде изображена на рис. 5. При нормальном зрении можно читать седьмую строчку хорошо освещённой таблицы стандартных размеров каждым глазом в отдельности с расстоянием в 50 см. Неспособность сделать это не обязательно свидетельствует о близорукости, так как эта непосредственность может быть вызвана другой причиной. Но если отрицательная (рассеивающая) сферическая линза улучшает видимость (при этом нужно начать с линзы малой оптической силы и постепенно увеличивать силу линзы), то можно предположить наличие близорукости. Близорукость можно исправить, но не вылечить, при помощи очков. В этом случае применяются рассеивающие сферические линзы (рис. 4.с). Эта линза рассеивает параллельные световые волновые лучи, исходящие от удалённых предметов в достаточной степени для того, чтобы изображение попало на сетчатую оболочку дальше того места, где оно находилось бы без применения очков.

8. Гиперопия, или дальнозоркость. Если расстояние между сетчатой оболочкой и хрусталиком ненормально мало или если хрусталик ненормально тонок и сплющен, так что фокусное расстояние его ненормально велико, то изображение близких предметов оказывается за сетчатой оболочкой (рис.6). Следовательно, близкие предметы не могут быть видимы без напряжения глаза. Если вы только дальнозорки и не имеете никаких других недостатков зрения, то вы легко прочтёте 9-ю строчку таблицы Снеллена, но ваша ближняя точка может оказаться дальше своего нормального положения. Для исправления гиперопии следует уменьшать расстояние изображения для близких предметов. Это требует применения собирательной (положительной) линзы соответствующей оптической силы (рис. 6.с).

9. Астигматизм. Обычно поверхность роговой оболочки – несколько выступающей передней части глазного яблока – и поверхность хрусталика являются частями почти идеальной сфер. Однако нередко кривизна одной или обоих этих поверхностей оказывается большей в одной плоскости, чем в какой – либо другой. Этот дефект, в результате которого получается нечёткое зрение, называется астигматизмом.

Астигматизм можно обнаружить при помощи рис.7. Нормальный глаз видит группы линий, изображенных на рисунке с одинаковой чёткостью на всех расстояниях от глаза. В случае, если глаз имеет астигматизм (каждый глаз проверяется отдельно), вертикальные или горизонтальные линии или некоторые линии между ними кажутся чёткими и чёрными, а линии, расположенные под прямым углом к ним, кажутся менее тёмными.

Астигматизм может причинить головные боли и создавать расплывчатость, в особенности, если читать длительное время подряд. Астигматизм исправляется цилиндрической линзой вместо сферической, как показано на рис. 8. Отметьте, в частности, что направление кривизны линзы очков должно совпадать с соответствующей кривизной глазного хрусталика. Следовательно, если астигматическая линза меняет своё положение относительно глаза, необходимо принять меры, чтобы вернуть её на место, так как совершенно необходимо, чтобы соответствующие кривизны совпадали.

10. Характеристика бинокулярного зрения. Если мы смотрим на удалённый предмет, то нормально на одинаковых частях сетчатых оболочек глаза будут получаться одинаковые изображения; два изображения сливаются в одно благодаря вмешательству мозга. Это называется бинокулярным зрением. Если изображения фокусируются на несоответствующих друг другу частях сетчатых оболочек глаза, то мозг неспособен слить эти изображения и в результате может получиться двойное изображение. Изображения не могут слиться также и в том случае, если они заметно асимметричны или одно больше другого. Сначала будет преобладать одно, а затем другое; они будут конкурировать. Если изображения не размыты, то вскоре изображение в одном глазу будет не размыто, то вскоре изображение в одном глазу будет подавлено, так что только одно изображение будет восприниматься мозгом. Фактически один глаз перестаёт функционировать. Если закрыть глаз с преобладающим изображением или если этот глаз перестанет функционировать, то во многих случаях его роль примет второй глаз. В результате оказывается, что такой человек нормально видит только одним глазом, но не отдаёт себе отчёт в этом. Косоглазые люди, если не исправить их недостатка, видят только одним глазом.

Бинокулярное зрение можно иллюстрировать, расположив небольшой кусок картона перпендикулярно к рис. 9 вдоль его средней линии и приложив нос к верхнему ребру картона, так что каждый глаз будет видеть только половину всего рисунка. В результате этого вы увидите одно трёхмерное изображение, имеющее не только длину и ширину, но и глубину. Другой хорошей иллюстрацией бинокулярного зрения являются старинный стереоскоп. Два изображения одного и того же предмета снимаются одновременно двумя фотоаппаратами, расположенными на расстоянии нескольких сантиметров друг от друга, и готовые фотографии наклеиваются рядом на куске картона. Этот картон вставляется в стереоскоп так, что каждая из фотографий оказывается перед призмой и положительной линзой и каждый глаз видит только одну из фотографий. Положительные линзы несколько увеличивают фотографии, а призмы позволяют слить два изображения. Поэтому обе фотографии представляются в виде одного трёхмерного изображения, обладающего глубиной и всеми свойствами натуры. Видимость глубины объясняется тем, что левое изображение изображает несколько большую часть левой стороны трёхмерного тела, а правое изображение – несколько большую часть правой стороны. Возможно также, что на той или иной фотографии получается несколько большая часть верхней или нижней стороны предмета. При слиянии этих двух слегка различающихся изображений получается эффект глубины.

11. Трёхмерное кино и бинокулярное зрение. Трёхмерное кино является развитием принципов бинокулярного зрения и методов стереоскопической фотографии. Вместо одного изображения каждой сцены, как это имеет место в обычной кинематографии, двумя различными камерами, расположенными на расстояние нескольких сантиметров друг от друга, снимаются две фотографии. Обе фотографии проецируются одновременно на экран двумя различными проекторами. Оба проектора поляризуют свет так, что плоскость поляризации одного проектора перпендикулярна к плоскости поляризации другого. Поэтому если смотреть на экран через поляроидные очки, как показано на рис. 11, то один глаз видит одно изображение на экране, а другой – другое. В результате оба изображения сливаются в мозгу в одно, имеющее не только ширину и высоту, но и глубину.

12. Способность оценивать расстояние и видеть вбок. Для того, чтобы иметь успех во многих видах спорта и в других видах деятельности, где требуется большая острота зрения, необходимо уметь оценивать расстояние и глубину и в то же самое время видеть обоими глазами по сторонам.

Так, например, в баскетболе и футболе способность игрока оценивать расстояние подвергается серьёзному испытанию, когда он передаёт мяч спешащему ему на помощь игроку, находящемуся далеко на другой стороне площадки или поля. В то же время пасующий игрок должен ясно и чётко видеть под прямым углом в обе стороны для того, чтобы предостеречься от игрока противной команды, подбегающего со стороны для того, чтобы отбить мяч. Хороший водитель автомашины тоже должен обладать такой способностью. На перекрёстках оживлённых улиц хороший водитель будет смотреть прямо перед собой, не глазея в право или в лево. Но при таком положении его головы и глаз он может обнаружить движущийся предмет, находящийся справа или слева от него и в то же время легко избежать столкновения с машиной, находящийся перед ним. При управлении машиной водитель должен обладать углом зрения 180 или 90 в каждую сторону. Спортсмены, лишённые способности оценивать расстояние, не могут хорошо согласовать свои действия с другими игроками, не могут хорошо «попадать» в бейсболе, а также неудачно «попадают» мячом в корзину, играя в баскетбол. Точно так же водитель автомашины, который не может хорошо оценивать расстояние и видеть в стороны чаще попадать в неприятные истории, чем это было в противном случае.

13. Различные способы оценки расстояния. Расстояние оценивают различными способами. Если вы посмотрите на рис. 13, то увидите длинный ряд телеграфных столбов, уходящий вдаль; на самом же деле все столбы на рисунке находятся на одном и том же расстоянии от вашего глаза. Секрет этой оптической иллюзии заключается в том, что по мере увеличется расстояния предмета от глаза размер его изображения уменьшается. На рис. 13 столб, который представляет наиболее удаленным, самый маленький на рисунке, и он

изображается таким же на сетчатой оболочке. Поскольку высота столбов на рисунке приведена в соответствующей пропорции и столбы правильно расположены друг относительно друга, то на сетчатой оболочке они дают такое изображение, которое вызывает иллюзию удаления, хотя все эти предметы и находятся на одном и том же расстоянии от глаза. Таким образом, вы видите, что если мы наблюдаем несколько предметов, имеющих одинаковые размеры, то мы судим об их относительных расстояниях по относительным размерам их изображений в нашем глазу. Опыт научил нас оценивать расстояние уединённого предмета по размеру его изображения. На рис. 14 изображён очень простой прибор, которым можно пользоваться для оценки расстояний.

Одной из причин, почему вы можете лучше оценивать расстояние обоими глазами, чем одним, является то, что при смотрении обоими глазами в одну и ту же точку D, как показано на рис. 14, необходимо некоторое мускульное усилие для того, чтобы свести оба глаза внутрь. Глаза расположены на некотором расстоянии друг от друга, и мы на опыте научаемся оценивать расстояние до точки D по мускульному усилию, необходимому для сведения (конвергенции) глаз. Для того чтобы увидеть ещё более близкую точку B, приходится употребить ещё большее мускульное усилие для сосредоточения обоих глаз в точке В. Употребляемые в военном деле дальномеры действуют в значительной степени тем же способом. Две зрительные трубы находятся на постоянном расстоянии друг от друга, называемой базой дальномера; каждая из труб фокусируется на некоторый удалённый предмет. Чем меньше угол, образуемый осями обоих труб, тем больше расстояние до этого предмета.

14. Несогласование напряжёния мускулов. Как мы уже говорили, существует такой недостаток зрения, при котором оба изображения фокусируются не на соответствующих частях обеих сетчатых оболочек. Если этот дефект зрения сильно развит, то возникает двойное изображение. В более лёгких случаях результатом будут только неправильности в бинокулярном зрении. Этот недостаток объясняется тем, что мускулы обоих глаз работают не согласованно, не так, как они должны были бы работать. Говорят, что мускулы не уравновешенны. Грубое испытание уравновешенности глазных мускулов можно провести при помощи старинного стереоскопа. На рис. 9 изображена простая карта, которую можно вставить в стереоскоп для проведения испытания. Для нормальных глаз шар должен находиться приблизительно в средине начерченной прямой, где-нибудь между отметками 4 и 6 эта линия должна проходить через центр кружка.

15. Список литературы:

Артамонов И. Д., Иллюзии зрения, Физматгиз, 1961. Вавилов С. И., Глаз и Солнце, Изд-во АН СССР, 1956. Вавилов С. И., О «тёплом» и «холодном» свете, «Знание», 1956. Валюс Н. А., Как видит глаз, Гостехиздат, 1948. Клементьев С. Д., Электронный микроскоп, Гостехиздат, 1956. Кушнир Ю. М., Окно в невидимое, Гостехиздат, 1945. Левшин В. П., Люминесценция и её технические применения, Изд-во АН СССР, 1956. Миннарт М., Свет и цвет в природе, Физматгиз, 1959. Орестов И. Л., Холодный свет, Гостехиздат, 1955. Слюсарев Г. Г., О возможном и невозможном в оптике, Физматгиз, 1960. Суворов С. Г., О чём рассказывает свет, Воениздат, 1963.

1

5

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Горы реферат
• 
  Реферат сознание
• 
  Реферат пространство
• 
  Пространство реферат
• 
  Реферат жанр
• 
  Реферат проектирование
• 
  Коммуникации реферат
• 
  Реферат учитель
• 
  Практика реферат
• 
  Прыжки реферат
• 
  Реферат движение