Реферат очей як оптична система 2
Око як оптична система.
Око людини має приблизно кулясту форму; діаметр його (в середньому) 2,5 см (рис. 1); очей оточений зовні трьома оболонками.
Зовнішня тверда і міцна оболонка /, звана склер або білковою оболонкою, захищає внутрішність очі від механічних пошкоджень. Білкова на передній частині очі прозора і називається рогової оболонкою або рогівкою 2; на всій іншій частині очі вона непрозора, має білий колір і називається білком.
З внутрішньої сторони до склери прилягає судинна оболонка 3, що складається зі складного сплетення кровоносних судин, що живлять очей. Ця друга оболонка в передній частині очі переходить в райдужну оболонку, забарвлену в різних людей в різний колір. Райдужна оболонка має в середині отвір, що називається зіницею 4. Райдужна оболонка здатна деформуватися і таким чином змінювати діаметр зіниці. Зміна це відбувається рефлекторно (без участі свідомості) в залежності від кількості світла, що потрапляє в око; при яскравому освітленні діаметр зіниці дорівнює 2 мм, при слабкому освітленні доходить до 8 мм.
На внутрішній поверхні судинної оболонки розташована сітчаста оболонка, або сітківка 6. Вона покриває всі дно очі, крім його передній частині. Ззаду через оболонку входить зоровий нерв 7, що сполучає очей з мозком. Сітківка складається в основному з розгалужень волокон зорового нерва і їх закінчень і утворює світлочутливу поверхню очі.
Р
Малюнок 1. Схематичний розріз очі людини. 1 - білкова оболонка, 2 -роговая оболонка, 3 - судинна оболонка, 4 - зіниця, 5 - кришталик, 6 - сітчаста оболонка, 7 - нерв, 8 - склоподібне тіло, 9 - передня камера
Проміжок між рогової і райдужної оболонками називається передньою камерою 9; він заповнений камерної вологою. Всередині очі, безпосередньо за зіницею, розташований кришталик 5, що представляє собою прозоре пружне тіло, що має форму двоопуклої лінзи. Кривизна поверхонь кришталика може змінюватися в результаті дії облягає його з усіх боків м'язи. За допомогою зміни кривизни поверхонь кришталика досягається приведення зображення предметів, що лежать на різних відстанях, точно на поверхню чутливого шару сітківки; цей процес називається акомодацією. Вся порожнину ока за кришталиком заповнена прозорою драглистої рідиною, що утворює склоподібне тіло 8.
За своєю будовою очей як оптична система схожий з фотоапаратом. Роль об'єктива виконує кришталик спільно з заломлюючої середовищем передньої камери і склоподібного тіла. Зображення виходить на світлочутливої поверхні сітківки. Наведення на різкість зображення здійснюється шляхом акомодації. Нарешті, зіниця грає роль змінюється по діаметру діафрагми. Здатність ока до акомодації забезпечує можливість отримання на сітківці різких зображень предметів, що знаходяться на різних відстанях. Нормальний очей в спокійному стані, т. Е. Без будь-якого зусилля акомодації, дає на сітківці чітке зображення віддалених предметів (наприклад, зірок). За допомогою м'язового зусилля, що збільшує кривизну кришталика і, отже, зменшує його фокусна відстань, очей здійснює наведення на потрібну відстань. Найменша відстань. на якому нормальне око може чітко бачити предмети, змінюється в залежності від віку від 10 см (вік до 20 років) до 22 см (вік близько 40 років). У старшому віці здатність ока до акомодації ще зменшується: найменшу відстань доходить до 30 см і більше - вікова далекозорість.
Далеко не у всіх людей очей є нормальним. Нерідко задній фокус очі в спокійному стані знаходиться не на самій сітківці (як у нормального ока), а з тієї чи іншої сторони від неї. Якщо фокус очі в спокійному стані лежить всередині очі перед сітківкою (рис. 2, а), то очей називається короткозорим. Такий око не може чітко бачити віддалені предмети, так як напруга м'язів при акомодації ще сильніше віддаляє фокус від сітківки. Для виправлення короткозорості очі повинні бути забезпечені окулярами з розсіюючими лінзами (рис. 2, б).
Мал. 2. Короткозорість очі (а) виправляється за допомогою розсіює лінзи (б); далекозорість (в) - за допомогою збиральної лінзи (г)
У далекозорим оці фокус при спокійному стані очі знаходиться за сітківкою (рис. 2, в). Далекозорий очей переломлює слабкіше нормального. Для того щоб бачити навіть досить віддалені предмети, далекозоре очей повинен робити зусилля; для бачення близько лежачих предметів акомодаційна здатність очі вже недостатня. Тому для виправлення далекозорості вживаються окуляри з збирають лінзами (рис. 2, г), що призводять фокус очі в спокійному стані на сітківку.
Оптичні прилади, озброює око.
Хоча очей і не представляє собою тонку лінзу, в ньому можна все ж знайти точку, через яку промені проходять практично без заломлення, т. Е. Точку, що грає роль оптичного центру. Оптичний центр очі знаходиться всередині кришталика поблизу задньої поверхні його. Відстань h від оптичного центру до сітчастої оболонки, зване глибиною очі, складає для нормального ока 15 мм.
Знаючи положення оптичного центру, можна легко побудувати зображення будь-якого предмета на сітчастій оболонці ока. Зображення завжди дійсне, зменшене і зворотне (рис. 3, а). Кут φ, під яким видно предмет S1S2 з оптичного центру ока О, називається кутом зору.
Сітчаста оболонка має складну будову і складається з окремих світлочутливих елементів. Тому дві точки об'єкта, розташовані настільки близько один до одного, що їх зображення на сітківці потрапляють на один і той же елемент, сприймаються оком як одна точка. Мінімальний кут зору, під яким дві крапки, що світяться або дві чорні точки на білому тлі сприймаються оком ще роздільно, становить приблизно одну хвилину.
Око погано розпізнає деталі предмета, які він бачить під кутом менше 1 '. Це - кут, під яким видно відрізок, довжина якого 1 см на відстані 34 м від ока. При поганому освітленні (в сутінках) мінімальний кут дозволу підвищується і може дійти до 1 °.
Наближаючи предмет до ока, ми збільшуємо кут зору і, отже, отримуємо можливість краще розрізняти дрібні деталі. Однак дуже близько до ока наблизити предмет ми не можемо, так як здатність очі до акомодації обмежена. Для нормального ока найбільш сприятливим для розглядання предмета виявляється відстань близько 25 см, при якому око досить добре розрізняє деталі без надмірного стомлення. Ця відстань називається відстанню найкращого зору. Для короткозорого очі це відстань дещо менше. Тому короткозорі люди, поміщаючи розглянутий предмет ближче до ока, ніж люди з нормальним зором або далекозорі, бачать його під великим кутом зору і можуть краще розрізняти дрібні деталі.
Значне збільшення кута зору досягається за допомогою оптичних приладів. За своїм призначенням оптичні прилади, озброює око, можна розбити на наступні дві великі групи.
1. Прилади, службовці для розглядання дуже дрібних предметів (лупа, мікроскоп). Ці прилади як би «збільшують» розглядаються предмети.
2. Прилади, призначені для розглядання віддалених об'єктів (зорова труба, бінокль, телескоп і т. П.). Ці прилади як би «наближають» розглядаються предмети.
Завдяки збільшенню кута зору при використанні оптичного приладу розмір зображення предмета на сітківці збільшується в порівнянні із зображенням в неозброєному оці і, отже, зростає здатність розпізнавання деталей. Відношення довжини зображення на сітківці у разі збройного очі b 'до довжини зображення для неозброєного ока b (рис. 3, б) називається збільшенням оптичного приладу.