Оптическая система глаза

 

 

 

Слайд 10

Астигматизм  — дефект зрения, связанный с нарушением формы хрусталика, роговицы или глаза, в результате чего человек теряет способность к чёткому видению. Оптическими линзами сферической формы дефект компенсируется не полностью. Если астигматизм не лечить, он может привести к косоглазию и резкому падению зрения. В нормальном состоянии роговица и хрусталик здорового глаза имеют ровную сферическую поверхность. При астигматизме их сферичность нарушена. Она обладает разной кривизной по разным направлениям. Соответственно, при астигматизме в разных меридианах поверхности роговицы присутствует разная преломляющая сила и изображение предмета при прохождении световых лучей через такую роговицу получается с искажениями. Некоторые участки изображения могут фокусироваться на сетчатке, другие — "за" или "перед" ней (бывают и более сложные случаи). В результате вместо нормального изображения человек видит искаженное, в котором одни линии четкие, другие — размытые. Представление об этом можно получить, если посмотреть на свое искаженное отражение в овальной чайной ложке. Аналогичное искаженное изображение формируется при астигматизме на сетчатке глаза.

 

Слайд 11

Уменьшение с возрастом оптической силы глаза

объясняется постепенным снижением сокащательной способности циллиарной мышцы и уменьшением эластичности хрусталика.

Оптическая сила светопреломляющей системы глаза составляет 60 - 65 диоптрий. Около 70 % оптической силы дает преломление света на поверхности роговой оболочки, остальное приходится на долю хрусталика. С возрастом в результате потери влаги эластичность хрусталика уменьшается и он становится более плоским.

 

 

Слайд 13

                                                    Адаптация

Темновая адаптация −повышение световой чувствительности человеческого глаза при переходе от яркого света в полную темноту. Адаптация начинается с момента, когда глаза человека погружаются в темноту. Процесс темновой адаптации занимает больше часа: через 5 минут чувствительность глаза увеличивается на 30%, через 15-30 минут происходит интенсивное увеличение световой чувствительности (на 80%), окончательно человеческий глаз привыкает к темноте только через 60-80 минут. За чувствительность к слабому освещению отвечают палочки, которых в глазу человека насчитывается около 130 миллионов.

Адаптация Световая

рефлекс, благодаря которому глаз может либо приспособиться к нормальному освещению после длительного пребывания человека в темноте, либо к очень слабому свету после его пребывания в помещении с нормальным освещением. Благодаря этому рефлексу происходит сужение или расширение зрачка (см. Рефлекс зрачковый), а содержащийся в палочках и колбочках зрительный пигмент под влиянием света меняет свою конфигурацию, что и приводит к возникновению нервного импульса.

 

Слайд 14

 Аккомодация — это способность глаза четко различать предметы, располагающиеся между дальнейшей и ближайшей точками ясного видения. Можно сказать, что аккомодация обеспечивается четкое изображение, то есть ясное определение предметов, расположенных ближе дальнейшей точки ясного зрения. В процессе аккомодации кривизна хрусталика меняется так, что изображение предмета всегда оказывается на сетчатке. Аккомодация глаза совершается бессознательно и очень быстро. Эластичный хрусталик может легко менять свою кривизну в определённых пределах. Этим естественным пределам деформации хрусталика отвечает область аккомодации — диапазон расстояний, на которых глаз способен чётко видеть предметы. Область аккомодации характеризуется своими границами дальней и ближней точками аккомодации.

 

 

 

Слайд 15

Дальняя точка аккомодации — это точка нахождения предмета, изображение которого на сетчатке получается при расслабленной глазной мышце, т. е. когда хрусталик не деформирован.

Ближняя точка аккомодации — это точка нахождения предмета, изображение которого на сетчатке получается при наибольшем напряжении глазной мышцы, т. е. при максимально возможной деформации хрусталика.

Дальняя точка аккомодации нормального глаза находится на бесконечности: в ненапряжённом состоянии глаз фокусирует параллельные лучи на сетчатке. Иными словами, фокусное расстояние оптической системы нормального глаза при недеформированном хрусталике равно расстоянию от хрусталика до сетчатки.

Ближняя точка аккомодации нормального глаза расположена на некотором расстоянии от него (справа; хрусталик максимально деформирован). Это расстояние с возрастом

увеличивается. Так, у десятилетнего ребёнка dmin * 7 см; в возрасте 30 лет dmin * 15 см; к 45 годам ближняя точка аккомодации находится уже на расстоянии 20–25 см от глаза.

 

 

 

 

Слайд 16

 

Бинокулярное зрение. Человек обладает бинокулярным зрением, т.е.зрением двумя глазами. Такое зрение имеет преимущество перед моноокулярным зрением (одним глазом) в восприятии глубины пространства, особенно на близких расстояниях (менее100 м). Четкость такого восприятия (глазомер) обеспечивается хорошей координацией движения обоих глаз, которые должны точно наводиться на рассматриваемый объект. В этом случае его изображение попадает на идентичные точки сетчатки (одинаково удаленные от центра сетчатки) и человек видит одно изображение. Четкий поворот глазных яблок зависит от работы наружных мышц глаза — его глазодвигательного аппарата (четырех прямых и двух косых мышц), другими словами, от мышечного баланса глаза. 

Бинокулярное зрение — способность одновременно чётко видеть изображение предмета обоими глазами; в этом случае животное или человек видит одно изображение предмета, на который смотрит, то есть это зрение двумя глазами, с подсознательным соединением в зрительном анализаторе (коре головного мозга) изображений полученных каждым глазом в единый образ. Создаёт объёмность изображения. Бинокулярное зрение также называют стереоскопическим.

Если бинокулярное зрение не развивается, возможно зрение только правым или левым глазом. Такое зрение называется монокулярным.

Возможно попеременное зрение: то правым, то левым глазом — монокулярное альтернирующее. Иногда встречается зрение двумя глазами, но без слияния в один зрительный образ — одновременное.

Отсутствие бинокулярного зрения при двух открытых глазах внешне проявляется в виде постепенно развивающегося косоглазия.

 

 

 

Слайд 17

Инерционность зрения проявляется в том, что зрительное ощущение сохраняется еще в течение примерно 0,1 сек после прекращения раздражения. Поэтому, если успеть передать все элементарные сигналы последовательно за 0 1 сек, то на экране в приемном устройстве изображение будет восприниматься как единое целое. Инерционность зрения способствует воспроизведению движущихся объектов путем достаточно быстрой смены однокадровых неподвижных изображений, воспроизводимых перед наблюдателем. Опытным путем установлено, что эффект достаточно плавного движения обеспечивается при передаче 24 - 25 кадров в секунду. Однако при этом заметны значительные мелькания, утомляющие глаз.

 С увеличением частоты кадров  ощущение мельканий уменьшается  и при частоте 48 - 60 Гц совсем  исчезает. Наш глаз обладает свойством удерживать в течение долей секунды зрительное впечатление, хотя видимый предмет уже исчез из поля зрения. Зрительное ощущение света требует некоторого времени для возникновения. Если перед глазом, адаптированным на темноту, внезапно появится ярко освещенная поверхность, то зрительное ощущение от нее возникает примерно через 0,1 сек. При меньшей разности яркостей поля адаптации и возникающей светлой поверхности это время увеличивается до 0,2–0,3 сек, при большей оно сокращается.

При этом сила возникающего зрительного ощущения вначале резко нарастает — «вспышка» кажется ярче, чем в действительности, но затем сравнительно быстро «приходит» нормальное ощущение яркости. К этой инерционности зрения прибавляется еще инерционность нервной системы, в которой сигнал от органов зрения и ответный сигнал двигательным органом распространяется хотя и с большой, но не с бесконечной скоростью. С момента подачи сигнала средней силы до момента ответного движения человека проходит в среднем 0,19 сек. У отдельных лиц это время колеблется в пределах от 0,15 до 0,225 сек. Когда человек воспринимает сигнал одним глазом, он реагирует на этот сигнал медленнее: «отставание» равно примерно 0,015 сек.

Только в первой половине XIX века начали пользоваться этой особенностью зрительного восприятия движущихся объектов. Так, в 1825 г. во Франции был построен прибор, так называемый «тавматроп», представляющий собой кусок картона, на одной стороне которого нарисована, например, клетка, а на другой — птичка. При быстром вращении и одновременном наблюдении обеих сторон картона птичка будет казаться сидящей в клетке 

 

Слайд 18

Способность глаза различать цвета имеет важное значение в различных областях жизнедеятельности. Цветовое зрение не только существенно расширяет информативные возможности зрительного анализатора, но и оказывает несомненное влияние на психофизиологическое состояние организма, являясь в определенной степени регулятором настроения.

Ощущение цвета, как и ощущение света, возникает в глазу при воздействии на фоторецепторы сетчатки электромагнитных колебаний в области видимой части спектра.

Восприятие глазом того или иного цветового тона зависит от длины волны излучения. Можно условно выделить три группы цветов: 1) длинноволновые - красный и оранжевый; 2) средневолновые - желтый и зеленый; 3) коротковолновые - голубой , синий, фиолетовый. За пределами хроматической части спектра располагаются невидимые невооруженным глазом длинноволновое - инфракрасное и коротковолновое - ультрафиолетовое излучения.

Все многообразие наблюдаемых в природе цветов разделяется на две группы - ахроматические и хроматические. К ахроматическим относятся белый, серый и черный цвета, в которых человеческий глаз различает до 300 различных оттенков. Все ахроматические цвета характеризует одно качество - яркость, или светлота, т. е. степень близости его к белому цвету.

К хроматическим цветам относятся все тона и оттенки цветного спектра. Они характеризуются тремя качествами: 1) цветовым тоном, который зависит от длины волны светового излучения; 2) насыщенностью, определяемой долей основного тона и примесей к нему; 3) яркостью, или светлотой, цвета, т. е. степенью близости его к белому цвету. Различные комбинации этих характеристик дают множество оттенков хроматического цвета.

В природе редко приходится видеть чистые спектральные тона. Обычно цветность предметов зависит от отражения лучей смешанного спектрального состава, а возникающие зрительные ощущения являются следствием суммарного эффекта.

Каждый из спектральных цветов имеет дополнительный цвет, при смешивании с которым образуется ахроматический цвет - белый или серый. При смешивании цветов в иных комбинациях возникает ощущение хроматического тона. Все многообразие цветовых оттенков можно получить путем смешивания только трех основных цветов - красного, зеленого и синего.

Физиология цветоощущения окончательно не изучена. В зрительном анализаторе допускается существование трех видов цветоощущающих компонентов, различно реагирующих на свет разной длины волны.

Цветоощущающие компоненты I типа сильнее всего возбуждаются длинными световыми волнами, слабее - средними и еще слабее - короткими. Компоненты II типа сильнее реагируют на средние световые волны, более слабую реакцию дают на длинные и короткие световые волны. Компоненты III типа слабо возбуждаются длинными, сильнее - средними и больше всего - короткими волнами. Таким образом, свет любой длины возбуждает все три цветоощущающих компонента, но в различной степени.

При равномерном возбуждении всех трех компонентов создается ощущение белого цвета. Отсутствие раздражения дает ощущение черного цвета. В зависимости от степени возбуждения каждого из трех компонентов суммарно получается все многообразие цветов и их оттенков.

Рецепторами цвета в сетчатке являются колбочки, но остается невыясненным, локализуются ли специфические цветоощущающие компоненты в различных колбочках или все три вида имеются в каждой из них. Существует предположение, что в создании ощущения цвета участвуют также биполярные клетки сетчатки и пигментный эпителий.

Трехкомпонентная теория цветового зрения, как и другие (четырех- и даже семикомпонентные) теории, не может полностью объяснить цветоощущение. В частности, эти теории недостаточно учитывают роль коркового отдела зрительного анализатора. В связи с этим их нельзя считать законченными и совершенными, а следует рассматривать как наиболее удобную рабочую гипотезу.

В соответствии с трехкомпонентной теорией цветового зрения нормальное ощущение цвета называется нормальной трихромазией, а люди, им обладающие, - нормальными трихроматами.

 

Слайд19

Дальтонизм, цветовая слепота — наследственная, реже приобретённая особенность зрения, выражающаяся в неспособности различать один или несколько цветов и оттенков. Названа в честь Джона Дальтона, который впервые дал широкодоступное описание одного из видов цветовой слепоты, на основании собственных ощущений. 
У человека в центральной части сетчатки расположены цветочувствительные рецепторы — нервные клетки, которые называются колбочками. Каждый из трёх видов колбочек имеет свой тип цветочувствительного пигмента белкового происхождения. Один тип пигмента чувствителен к красному цвету с максимумом 552-557 нм , другой — к зелёному (максимум около 530 нм), третий — к синему (426 нм). Люди с нормальным цветным зрением имеют в колбочках все три пигмента (красный, зелёный и синий) в необходимом количестве. Их называют трихроматами (от греч.  цвет).