Оптическая система глаза

Курсовая работа на тему:

«Человеческий глаз-совершение оптической системы».

 

Слайд2 (введение)

Зрение дает нам наибольшую информацию об окружающем мире.

Неудивительно, что и исследованию самого зрения посвящено очень много

работ. Проблема зрительного восприятия уже в течение многих веков является предметом исследований многих ученых. Демокрит, объяснял зрительное ощущение воздействием попадающих в глаз атомов,

которые испускает светящееся тело.

 

 

Слайд 3 

Глаза расположены в передней части головы и вместе  с веками, ресницами 

и бровями, являются важной частью лица. Область лица вокруг глаз активно участвует в мимике. Говорят даже, что «глаза — зеркало души».

 

Слайд4

Человек получает информацию о внешнем мире с помощью своих органов чувств. Практически около 90% информации человек получает при помощи органов зрения (визуальный) , примерно 9% – при помощи органов слуха  и только 1% при помощи остальных органов чувств (обоняния, вкуса, осязания) .

 Следует отметить, что органы  чувств человека получили название

 анализаторов, поскольку именно  через эти органы информация попадает

 в головной мозг. 

 

 

Слайд 5

Роговица   представляет собой по форме выпукло-вогнутую

линзу, которая составляет 1/5-1/6 часть наружной (фиброзной)

 оболочки глаза. Она прозрачна, благодаря чему свет проходит

внутрь глаза и достигает сетчатки. Роговица выполняет защитную и опорную функции, что обеспечивается её прочностью, чувствительностью и способностью быстро восстанавливаться.

 

Зрачок – круглое отверстие, расположенное в центре радужной оболочки глаза. Его особенностью является способность изменять свой диаметр, благодаря чему зрачок может регулировать поток световых лучей, идущих в глаз, а затем попадающих на сетчатку.

Работа этой системы построена по принципу диафрагмы фотоаппарата, которая при сильном освещении и ярком свете уменьшается в диаметре, отсекая слепящие световые лучи, за счет чего формируется более четкое изображение. При недостаточной освещенности, наоборот, требуется расширение диафрагмы. Собственно, эта функция зрачка и называется диафрагмирующей, обеспечиваясь зрачковым рефлексом. Данный рефлекс возникает как реакция на изменение освещенности сетчатки, палочек и колбочек, которые передают информацию в нервные центры: в парасимпатический центр вегетативной нервной системы – от сфинктера зрачка и симпатический центр – от дилататора. Таким образом, величина зрачка регулируется бессознательно, что зависит от степени освещенности.

 

Радужная оболочка, радужка - анатомическая диафрагма, разделяющая пространство между хрусталиком и роговицей. Ее предназначение - регулирование количества света, проходящего сквозь зрачок к сетчатке , что поддерживает освещенность на определенном уровне. Например, при низкой освещенности зрачок расширяется, пропуская больший поток света. Такая функция возможна благодаря слаженной работе специальных мышц зрачка – дилататора (мышцы, расширяющей зрачок) и сфинктера (мышцы, сужающей зрачок).

 

Хрусталик глаза — прозрачная биологическая линза, имеющая двояковыпуклую форму и входящая в светопроводящую и светопреломляющую систему глаза, и обеспечивающая аккомодацию (способность фокусироваться на разно удаленных объектах).

Строение Хрусталика

Хрусталик по своей форме сходен с двояковыпуклой линзой, с более плоской передней поверхностью (радиус кривизны передней поверхности хрусталика около 10 мм, задней – около 6мм). Диаметр хрусталика составляет около 10 мм, переднезадний размер (ось хрусталика) – 3.5-5 мм. Основное вещество хрусталика заключено в тонкую капсулу, под передней частью которой имеется эпителий (на задней капсуле эпителий отсутствует). Эпителиальные клетки постоянно делятся (в течение всей жизни), но постоянный объем хрусталика сохраняется благодаря тому, что старые клетки, находящиеся ближе к центру («ядру») хрусталика обезвоживаются и значительно уменьшаются в объеме. Именно этот механизм обуславливает пресбиопию («возрастную дальнозоркость») – после 40 лет из-за уплотнения клеток хрусталик теряет свою эластичность и способность к аккомодации, что обычно проявляется снижением зрения на близком расстоянии.

 

Стекловидное тело - прозрачный гель, заполняющий объем всей полости глазного яблока, области, находящейся за хрусталиком. Снаружи этот гель ограничивает тонкая мембрана, внутри масса разделена на несколько каналов - трактов. 

 

Строение стекловидного тела

Объем стекловидного тела - это всего 3,5-4,0 мл, при этом 99,7% его составляет вода, что помогает поддерживать постоянный объем глазного яблока. Стекловидное тело является проводником внутриглазной жидкости, вырабатываемой цилиарным телом, при ее оттоке.

Стекловидное тело спереди прилежит к хрусталику, формируя в этом месте маленькое углубление, по бокам оно граничит с цилиарным телом, а на всем своем протяжении - с сетчаткой.

Контуром стекловидного тела снаружи служит пограничная мембрана, внутри оно также разделено множеством мембран. Только две области стекловидного тела не покрыты мембраной – это зона диска зрительного нерва, а также место прикрепления его у зубчатой линии (базис стекловидного тела).

 

Склера — непрозрачная часть наружной (фиброзной) оболочки глаза. Они имеют белый или слегка голубоватый цвет и составляет 5/6 от всей наружной оболочки.

Сосудистая оболочка глаза (хориоидеа) - средняя оболочка глаза, помещающаяся между сетчаткой и склерой. Хориоидеа по большей части представлена развитой сетью сосудов крови. Кровеносные сосуды сосудистой оболочки располагаются в определенном порядке – внутри, почти гранича с сетчаткой, лежит слой капилляров, а снаружи находятся более крупные сосуды. Основная функция сосудистой оболочки - обеспечение питанием четырех слоев сетчатки, выходящих наружу, включая уровень палочек и колбочек. Кроме того, ей надлежит выводить продукты обмена из сетчатки обратно в кровоток. Слой капилляров хориоидеи отграничивается от сетчатой оболочки тонкой мембраной Бруха, которая осуществляет регулирование обменных процессов, происходящих в сетчатке и сосудистой оболочке. Вместе с тем, благодаря своей рыхлой структуре, околосоудистое пространство, служит проводником задних длинных цилиарных артерий, которые участвуют в снабжении кровью переднего отрезка глаза человека.

Строение сосудистой оболочки

Хориоидея - самая обширная область сосудистого тракта в глазном яблоке, включающем также ицилиарное тело, и радужку. Она пролегает от цилиарного тела, с границей у зубчатой линии, до самого диска зрительного нерва.

Кровью сосудистую оболочку обеспечивают задние короткие цилиарные артерии. Отток крови производится по вортикозным венам глаза. Небольшое количество вен (по одной на каждый квадрант или четверть глазного яблока), а также выраженный кровоток способствуют некоторому замедлению тока крови с высокой вероятностью развития инфекционных воспалительных процессов, вследствие оседания здесь болезнетворных микробов. Хориоидеа лишена чувствительных нервных окончаний, именно по этой причине любые ее заболевания могут протекать безболезненно.

Сосудистая оболочка богата темным пигментом, находящимся в специальных клетках, так называемых хроматофорах. Этот пигмент невероятно важен для зрения, ведь световые лучи, которые попадают через открытые участки радужной оболочки или склеры, без него могли бы мешать хорошему зрению при разлитом освещении сетчатки или из-за боковых засветов. Количество пигмента, находящегося в этом слое, также определяет и уровень интенсивности окраски глазного дна.

 

Зрительный нерв обеспечивает передачу нервных импульсов светового раздражения, идущих от сетчатки к зрительному центру, который расположен в затылочной доле мозга.

Строение и функции

Зрительный нерв состоит из нервных волокон чувствительных клеток сетчатки, которые собираются в пучок у заднего полюса глазного яблока. Общее число таких нервных волокон составляет более миллиона, однако их количество с возрастом уменьшается. Расположение нервных волокон от разных областей сетчатки имеет определенную структуру. Приближаясь к области диска зрительного нерва (ДЗН) толщина слоя нервных волокон увеличивается, и это место немного возвышается над сетчаткой. После собранные в диске зрительного нерва волокна преломляются под углом 90˚ и образуют внутриглазную часть зрительного нерва.

Диаметр диска зрительного нерва составляет 1,75-2,0 мм, он размещается на площади в 2-3 мм. Зона его проекции в поле зрения равна области слепого пятна, открытого еще в 1668 году физиком Э. Марриотом.

Протяженность зрительного нерва продолжается от ДЗН до хиазмы (место перекреста зрительного нерва). Его длина у взрослого человека может составлять 35 - 55 мм. У зрительного нерва имеется S-образный изгиб, препятствующий его натяжению во время движения глазного яблока. Почти на всем протяжении, как и у головного мозга, у зрительного нерва имеется три оболочки: твердая, паутинная и мягкая, пространства между которыми заполнены влагой сложного состава.

 

 

Зрительный нерв принято делить топографически на 4 части: внутриглазную, внутриорбитальную, внутриканальцевую и внутричерепную.

Зрительные нервы глаз выходят в черепную полость и образуют хиазму, соединившись в зоне турецкого седла. В области хиазмы происходит частичное перекрещивание волокон зрительного нерва. Перекрещиванию подвергаются волокна, ведущие от внутренних половин сетчатки (носовые). Волокна, ведущие от наружных половин сетчатки (височные), не перекрещиваются.

После перекрещивания зрительные волокна называются зрительными трактами. Каждый тракт составляют волокна наружной половины сетчатки той же стороны, а также внутренней половины противоположной стороны.

 

 

Слайд 6.

 

Лучи, идущие от предмета (в данном случае предметом является фигура человека), попадают на роговицу — переднюю прозрачную часть защитной оболочки глаза. Преломляясь в роговице и проходя сквозь зрачок (отверстие в радужной оболочке глаза), лучи испытывают вторичное преломление в хрусталике. Хрусталик является собирающей линзой с переменным фокусным расстоянием; он может менять свою кривизну (и тем самым фокусное расстояние) под действием специальной глазной мышцы. Преломляющая система роговицы и хрусталика формирует на сетчатке изображение предмета. Сетчатка состоит из светочувствительных палочек и колбочек — нервных окончаний зрительного нерва. Падающий свет вызывает раздражение этих нервных окончаний, и зрительный нерв передаёт соответствующие сигналы в мозг. Так в нашем сознании формируются образы предметов — мы видим окружающий мир. Ещё раз взгляните на рис. 1 и обратите внимание, что изображение разглядываемого предмета на сетчатке — действительное, перевёрнутое и уменьшенное. Так получается потому, что предметы, рассматриваемые глазом без напряжения, расположены за двойным фокусом системы роговица-хрусталик .То, что изображение является действительным, понятно: на сетчатке должны пересекаться сами лучи (а не их продолжения), концентрируя световую энергию и вызывая раздражения палочек и колбочек. Насчёт того, что изображение является уменьшенным, тоже вопросов не возникает. А каким же ему ещё быть? Диаметр глаза равен примерно 25 мм, а поле нашего зрения попадают  предметы куда большего размера. Естественно, глаз отображает их на сетчатке в уменьшенном виде. Но вот как быть с тем, что изображение на сетчатке является перевёрнутым? Почему же тогда мы видим мир не вверх ногами? Здесь подключается корректирующее действие нашего мозга. Оказывается, кора головного мозга, обрабатывая изображение на сетчатке, переворачивает картинку обратно! Это установленный факт, проверенный экспериментами. Как мы уже сказали, хрусталик — это собирающая линза с переменным фокусным расстоянием. Но зачем хрусталику менять своё фокусное расстояние?

 

Слайд 7

Представьте себе, что вы смотрите на приближающегося к вам человека. Вы всё время чётко

его видите. Каким образом глазу удаётся это обеспечивать?

Чтобы лучше понять суть вопроса, давайте вспомним формулу линзы:

Формула

В данном случае a — это расстояние от глаза до предмета, b — расстояние от хрусталика

до сетчатки, f — фокусное расстояние оптической системы глаза. Величина b является неизменной, поскольку это геометрическая характеристика глаза. Следовательно, чтобы формула

линзы оставалась справедливой, вместе с расстоянием a до разглядываемого предмета должно меняться и фокусное расстояние f.

Например, если предмет приближается к глазу, то a уменьшается, поэтому и f должно уменьшаться. Для этого глазная мышца деформирует хрусталик, делая его более выпуклым и уменьшая тем самым фокусное расстояние до нужной величины. При удалении предмета, наоборот, кривизна хрусталика уменьшается, а фокусное расстояние возрастает. Описанный механизм самонастройки глаза называется аккомодацией.

 

Слайд 8

 

фокусное расстояние нормального глаза в расслабленном состоянии равно расстоянию от оптического центра до сетчатки. Нормальный глаз фокусирует параллельные лучи на сетчатке и поэтому может чётко видеть удалённые предметы, не испытывая напряжения.

Близорукость — это дефект зрения, при котором фокусное расстояние расслабленного глаза меньше расстояния от оптического центра до сетчатки. Близорукий глаз фокусирует параллельные лучи перед сетчаткой, и от этого изображения удалённых объектов оказываются размытыми. Потеря чёткости изображения наступает, когда предмет находится дальше определённого

расстояния. Это расстояние соответствует дальней точке аккомодации близорукого глаза. Таким образом, если у человека с нормальным зрением дальняя точка аккомодации находится на

бесконечности, то у близорукого человека дальняя точка аккомодации расположена на конечном расстоянии перед ним. Соответственно, ближняя точка аккомодации у близорукого глаза находится ближе, чем у

нормального. Расстояние наилучшего зрения для близорукого человека меньше 25 см.

 

Слайд9

Дальнозоркость — это дефект зрения, при котором фокусное расстояние расслабленного глаза больше расстояния от оптического центра до сетчатки.

Дальнозоркий глаз фокусирует параллельные лучи за сетчаткой, отчего изображения удалённых объектов оказываются размытыми. На сетчатке же фокусируется сходящийся пучок лучей. Поэтому дальняя точка аккомодации дальнозоркого глаза оказывается мнимой: в ней пересекаются мысленные продолжения лучей сходящегося пучка, попадающего на глаз. Ближняя точка аккомодации у дальнозоркого глаза расположена дальше, чем у нормального. Расстояние наилучшего зрения для дальнозоркого человека больше 25 см.