2.1. Oko kot optični sistem

Če pod mikroskopom preučimo zrklo zdravega človeka, lahko ločimo številne sestavne elemente, katerih usklajeno delo nam omogoča, da pridobimo informacije o svetu v obliki barvnih in volumetričnih slik.

Poleg tega je končni rezultat neposredno odvisen ne le odbojne moči, ampak tudi od lokacije žarišča in njegovega razmerja z dolžino vidne osi.

Kaj je optični sistem očesa??

Običajno lahko sklepamo, da je ta sistem centriran mehanizem s kroglastimi lomljivimi površinami oči in sovpadajočimi optičnimi osi. Čeprav ima takšna optika v resnici veliko napak zaradi dejstva, da je sferičnost roženice določena le v središču, je lomljivost v zunanji plasti leče veliko manjša kot v notranjem prostoru. In stopnje loma svetlobnega toka v dveh pravokotni ravninah so popolnoma različne.

Če k naštetemu dodamo še to, da osnovne značilnosti dveh oči ene osebe pogosto niso enake in jih je težko natančno določiti, postane jasno, da je določitev kakršnih koli konstant precej zapletena naloga.

Značilnosti vizualne percepcije

Najprej je optični sistem očesa zasnovan za pridobivanje informacij o svetu z vidom. Ta koncept ima številne značilnosti in značilnosti..

Čutenje svetlobe človeškemu očesu omogoča zaznavanje dnevne in umetne svetlobe, pa tudi razlikovanje stopnje njegove intenzivnosti. In zahvaljujoč naravni prilagoditvi zrkla je optični sistem sposoben samostojno prilagajanje osvetlitvi različnih svetlosti brez zunanje pomoči. Svetlobna občutljivost določa naravni prag svetlobnih dražljajev. Malo ljudi ve, da človek z dobrim vidom nekaj kilometrov stran vidi celo majhno luč.

Občutljivost vidnega aparata je odvisna predvsem od številnih dejavnikov, kot so intenzivnost svetlobnega vira, njegova kotna velikost in valovna dolžina, pa tudi čas, ko svetlobni dražljaj deluje na oko. Zaradi poslabšanja optičnih značilnosti sklere s starostjo se lahko občutljivost očesnega jabolka močno zmanjša.

Lastnosti vida

Optični sistem očesa zagotavlja eno samo vidno zaznavanje obeh očes, to lastnost vida imenujemo binokularnost. Ta lastnost je posledica naravnega refleksa, da zagotavlja zlitje slik, pridobljenih z dvema očesoma, v eno sliko.

Zaradi dejstva, da sta živčna elementa mrežnice obeh očes različna, se ob prejemu slike vsakega očesa zgodi fiziološko podvajanje predmetov, odvisno od stopnje njihove odstranitve od nas.

Ta lastnost vida omogoča samostojno oceno, na kakšni razdalji je predmet, pa tudi oceno njegovega reliefa. Podobna lastnost vida se imenuje stereoskopičnost. Poleg tega je stereoskopija na voljo samo, če gledate v objekt hkrati z dvema očesoma. Če sliko pogledate z enim očesom, učinek olajšanja postane nedosegljiv.

Tukaj velja omeniti, da v procesu vida dve očesi igrata nekoliko drugačno vlogo. Element vidnega sistema, ki je bolj vključen v proces nastajanja slike, se imenuje vodilno oko, drugi - sleditelj. Če želite preveriti podobno lastnost optičnega sistema, je dovolj, da sliko pogledate skozi odprtino na gosto zaslonu izmenično z dvema očesoma, za vodilni element bo slika mirno stala, za sledilca pa se bo nekoliko premaknila.

Podrobnosti slike

Ostrina vida je odgovorna za podrobnost slike ali zmožnost ločevanja dveh točk ločeno na določeni razdalji. Najprej je ostrina vida določena s kotom, ki ga tvorijo žarki, ki se odbijajo od skrajnih točk zadevnega predmeta. Poleg tega je manjši kot, večja je ostrina vida.

Kazalnik, kot je ostrina, je odvisen od velikosti stožcev, ki se nahajajo v mrežnici v makuli, pa tudi nekaterih povezanih dejavnikov, kot so lomljivost, velikost zenice, stopnja preglednosti roženice, elastičnost leče in še veliko več.

Optika človeškega očesa je zelo zapleten sistem, ki zahteva nenehno pozornost, saj vam bo pravočasno preprečevanje določenih bolezni vidnega aparata omogočilo ohranjanje vida več let.

Struktura zrkla in njegove funkcije

Zrkla je kompleksno organiziran parni organ, ki služi kot sprejemnik vizualnih informacij o okolju. Oči posameznih ljudi imajo edinstvene fizične in optične lastnosti: v naravi ne bo dveh enakih osebkov: tudi oči iste osebe imajo razlike.

Lahko pa opišemo splošno zgradbo tega čutnega organa, saj je pri vseh ljudeh enaka. Ugotovili bomo, kako je urejeno zrklo in katere funkcije in naloge so mu dodeljene.

Oblika in velikost očesnega jajca

Zrkla ima skoraj popolno sferično obliko: je rahlo podolgovata vzdolž optične osi, ki je na spodnji sliki označena z rdečo barvo.

Velikosti človeških oči so enake za vse ljudi. Morda niso pomembni. Spodnja tabela prikazuje fizične parametre zrkla pri odrasli.

V zrklu se razlikujeta dva pola:

1. Spredaj (označeno z zelenim krogom na sliki). Ustreza najbolj vidni točki roženice.
2. Zadaj (označeno z rumeno liso na sliki). Ta točka leži na sredini zadnjega dela jabolka in se nahaja za njo na izhodu optičnega živca..

Črta, ki povezuje sprednji in zadnji drog (rdeča), se imenuje optična ali zunanja osna črta.

Obstajajo tudi notranje osi, ki so omejene:

1. Spredaj - točka roženice, ki leži na presečišču notranje plasti tega plašča in optične osi.
2. Zadaj - s točko sprednje plasti očesne mrežnice, ki leži tudi na križišču z optično sredinsko črto.

Običajno je dolžina notranje osi očesa osebe z zdravim vidom 0,215 cm.

Če je manjša, se slika osredotoči zunaj mrežnice. Potem pravijo, da ima oseba hiperopijo (daljnovidnost). Če je večja, se slika konvergira na mestu, ki se nahaja pred mrežnico. Nato govorijo o miopiji (miopiji).

Lokacija in zunanja zgradba zrkla

Vsaka očesna jabolka se nahaja v svoji orbiti (orbiti) - posebni votlini v sprednjem predelu lobanjske kosti. Od orbite ga loči tenonska kapsula ali vagina očesa, ki jo tvori močno vlaknato tkivo. Spodaj je maščobna plast.

Človeške oči so nameščene pod obrvmi in spredaj so zaprte z vekami, katerih robovi so gosto pokriti s trepalnicami. Skupaj z njimi so sestavni del obraza..

Vsako jabolko zunaj je prekrito z vekami (zgornja gibljiva in spodnja negibno), ki v odprtem stanju tvori palpebralno razpoko.

Skozi njo lahko vidite sprednji del očesa, zaščiten s tanko sluznico. To je veznica..

Tvorijo ga vezivne celice, ki pokrivajo tudi notranjost vek. Njegova debelina na mestih lahko doseže 0,1 cm.

Konjunktiva vključuje mrežo majhnih kapilar in koncev živčnih celic. Odziva se na različna draženja in sodeluje pri vlaženju površine očesa s solzno tekočino.

Druga funkcija veznice je prehrana roženice, ki ni obdarjena z lastnimi krvnimi žilami. Toda roženica veznice ne pokriva, prav tako tudi skleralna membrana (močno belo tkivo).

Notranja zgradba organa

Strukturo očesnega jabolka sestavljajo lupine, ki obdajajo prozorno jedro. Njegova struktura je shematično prikazana na spodnji sliki..

Membrane človeške zrkla so običajno razdeljene na tri plasti:

• Zunanja (skleralna). To je očesna membrana, ki jo tvorijo celice vlaknatega tkiva. Spredaj jo predstavlja roženica, zadaj pa jo predstavlja sklera (belo oko, ki ne oddaja svetlobe). Njegove funkcije se širijo tako, da ščitijo zrklo pred zunanjimi poškodbami in zagotavljajo pravilno obliko organa. Tudi mišice so pritrjene na skleralno membrano očesa, katere stiskanje in sproščanje vodi v gibanje jabolk.
• Srednja (horoidna). Temelji na horoidu - lupini jabolka, sestavljenem iz mreže gosto tkanih krvnih žil in kapilar. Dovaja kri vsem strukturnim elementom organa. Vključuje tudi šarenico in ciliarno mišico. Funkcije teh delov zrkla bodo opisane spodaj..
• Notranje (mrežaste). Mrežnica mrežnice deluje tako, da se odziva na svetlobo in zaznava njene signale. Več o njegovi strukturi in nalogah bomo govorili v ustreznem razdelku članka..

Membrane očesa popolnoma pokrivajo njegovo prozorno jedro, sestavljeno iz komorne tekočine, leče in želatinoznega telesa.

Funkcionalna struktura očesa

Glede na funkcije, ki jih opravljajo različni deli očesnega zrkla, je njegovo jedro razdeljeno na tri aparate:

• Lomljivi žarki (drugo ime je lomljivo);
• Nastanitveni (imenujemo ga tudi nastanitveni);
• Receptor.

Aparati, ki odbijajo svetlobo in so nameščeni, skupaj tvorijo optični sistem organa. Skozinjo vstopajo in se prehajajo žarki svetlobe. Konvergirajo se na receptorskem aparatu, ki pretvori vizualne signale v električne impulze in jih pripravi na prenos v možgane.

Ognjevarni aparati

Refrakcijski aparat očesa imenujemo tudi refraktiven. Gre za sistem leč različnih optičnih moči, vključno z:

• Roženica;
• Komorna tekočina;
• Leča;
• Stekleno telo.

S pomočjo naprave, ki lomi žarke, se na mrežnici očesa oblikuje resnična, obrnjena in zmanjšana slika.

Zanimivo je! Kljub temu, da se na mrežnici oblikuje obrnjena slika, človek svet dojema takšnega, kot v resnici je. Čeprav ga novorojenčki še vedno vidijo na glavo.

Po rojstvu, ko začnejo delovati druga čutila in vestibularni aparat, možgani začnejo "razumeti", da je slika na glavo. Potem se zdi, da ga znova zasuka, tako da slika postane normalna.

Roženica

Roženica (ki jo pogosto imenujemo roženica) se nahaja na sredini sprednjega dela jabolka. Je konveksno konkavna naravna leča, ki v svoji strukturi vključuje 5 (ali 6) plasti. Roženico sestavlja stroma (90% celotne debeline lupine), kar je skoraj 80% vode.

V spodnji tabeli opisujemo fizikalne in optične parametre roženice.

Pozor! Tabela prikazuje povprečne vrednosti parametrov za otroke od 4. leta starosti in odrasle. Od osebe do osebe se lahko nekoliko razlikujejo..

Komorna tekočina

V jabolku lahko ločimo dve votlini, ki ju imenujemo sprednja in zadnja kamera oči. Njihov prostor zaseda posebna tekočina, ki jo v oftalmologiji imenujemo vodni humor..

Sprednja komora tvori območje, ki se nahaja med notranjo plastjo roženice in sprednjo površino šarenice, hrbtna stran pa tvori območje med zadnjo šarenico in sprednjo površino leče..

Komorna tekočina opravlja naslednje funkcije:

• Neguje elemente zrkla, v katerih ni kapilar (roženica, telo leče in želatinasta masa);
• Preprečuje razvoj očesnih okužb zaradi vsebnosti protiteles proti patogenom;
• Vzdržuje pravilno raven intraokularnega tlaka;
• Prepreči se svetlobnim žarkom in je sestavina očesa kot biološka leča.

Vodno vlago proizvajajo posebne celice ciliarnega telesa v zadnjični komori. Skozi prostor zenice prehaja v prednjo komoro, skozi vogale, iz katerih poteka odtok njegovega presežka. Vlaga po svoji sestavini spominja na krvno plazmo, vendar je prozorna in vsebuje manj aminokislin.

Indeks loma tekočine v komori je približno 1,33. Človek vsakih 8 ur proizvede približno 3 mm 3 vlage.

Objektiv

Leča je še ena naravna leča, ki je na obeh straneh izbočena in je viseča od jabolčnega ciliarnega telesa in ima tudi visok indeks elastičnosti. Glede na stopnjo napetosti ciliarne mišice lahko spremeni ukrivljenost sprednje in zadnje leče.

Zaradi tega se lahko njegova optična moč spreminja, kar je lahko od 19 do 33 dioptrij (manj v mirovanju, več pri napetosti).

Leče novorojenih dojenčkov imajo sferično obliko in optično moč 35 dioptrij. S starostjo se oblika leče spreminja. Pri odrasli osebi je lahko njegova debelina od 0,35 do 0,5 cm, odvisno od stopnje napetosti ciliarne mišice. Premer organa se giblje med 0,9-1 cm.

Zadnji in sprednji del leče imajo različne vrednosti polmera ukrivljenosti.

Spredaj doseže 1 cm, zadaj pa 0,6 cm, vendar se pri največjem vidnem stresu primerjajo in znašajo približno 0,53 cm.

Stekleno telo

Precejšnja količina očesnega zrkla je geli podobna snov, imenovana steklaste telo, ki opravlja naslednje naloge:

• Zagotavljanje telesu sferične oblike;
• Sodelovanje pri lomu žarkov;
• Zagotavljanje elastičnosti jabolka in zmanjšanje njegove stisljivosti.

Sosednja je na zadnji površini leče in ciliarni mišici, pa tudi sprednji strani mrežnice. Zavzema 66% volumna organa in 99% sestavlja voda. V manjši meri vsebuje hialuronsko kislino, kompleksne beljakovine in ogljikove hidrate..

Namestitvena enota

Namestitveni ali prilagodljivi očesni aparat je potreben za jasen vid predmetov, ki so nameščeni na različnih razdaljah od človeka. Brez nje bi človek lahko dobro videl predmete, ki se nahajajo samo na kateri koli razdalji. Vse, kar bi bilo spredaj ali zadaj, bi postalo zamegljeno.

Sposobnost nastanitve pri ljudeh je posledica prisotnosti ciliarne mišice, na katero je leča suspendirana. Imenujejo ga tudi ciliarno ali ciliarno telo, pa tudi ciliarna mišica..

S krčenjem naredi obliko leče bolj zaokroženo, kar ima za posledico povečanje optične moči očesa kot leče. Čim bolj je predmet obravnave, večja je ciliarna mišica.

Zanimivo je! Z največjo sprostitvijo optična moč sistema bioloških leč znaša povprečno 59 dioptrij. Pri največji napetosti ciliarnega telesa se ta indikator približa 70 dioptrijam.

Prilagodljivi aparat vključuje tudi šarenico in luknjo v njej - zenico. Človeku pomagajo, da se prilagodi intenzivnosti osvetlitve in zaščiti notranje strukture očesa pred sončnimi opeklinami..

Struktura šarenice poleg pigmentne plasti vključuje krožne in radialne mišice. Krožne mišice so vključene v delo pri močni svetlobi in zožijo učencev prostor. Radialne mišice se zmanjšajo s slabo svetlobo in zenico razširijo.

Receptorski aparati

Ta vrsta aparata vključuje očesno mrežnico, obloženo s celicami, ki so občutljive na sevanje v vidnem območju valov. Razdraženi prenašajo signal na živčne celice, ki so tudi sestavni del mrežnice in se konvergirajo v njenem središču, tvorijo slepo mesto in gladko prehajajo v optični živec.

Mrežnico odlikuje posebej zapletena struktura v primerjavi z drugimi sestavnimi deli organa. Ima do 10 različnih slojev.

Ena najpomembnejših plasti je zunanja. Nastane iz nevroepitelnega tkiva, ki ga sestavljajo posebne celice: palice in stožci. Zaznavajo svetlobo, ki prodira v oči in njeno barvo. Druge plasti so potrebne za pretvorbo signalov v električne impulze in njihov nadaljnji prenos na optični živec.

Priloge očesa

V adneksalnih strukturah zrkla je več mišic, odgovornih za motorično aktivnost oči, pa tudi posebna žleza, imenovana lacrimal.

Slednja je dvojni organ, katerega mesto ustreza zgornjemu območju nad zunanjim vogalom vsakega očesa. Izloči solzno tekočino, ki med vsakim utripanjem navlaži zunanjo površino oči..

Solze so 98% vode. Preostalih 2% so razne soli. Solzna tekočina opravlja naslednje funkcije:

• Dezinfekcija (ubija patogeno mikrofloro);
• Prehrana roženice;
• Odstranitev majhnih tujkov iz roženice in konjunktiva;
• Vlažne površinske strukture.

Prekomerne solze se nabirajo v notranjem kotu očesa, v katerem se nahaja odprtina kanala, ki povezuje nosno votlino z veznico. Skozi njo se solzna tekočina odvaja v nazofarinks ali nosnice.

Pozor! Konjunktivna vreča je votlina, omejena s površinami očesa in veke. Razlikujte med spodnjo in zgornjo vrečko. Povežejo se, ko sta obe veki zaprti in tvorita prostor, ki vsebuje 1 do 2 kapljici solzne tekočine.

Mišični sistem zrkla tvorijo 3 pari mišic. Dve izmed njih sta poševni, preostali štirje so ravni. Pomagajo očem premikati se levo / desno in gor / dol, prav tako pa se vrtijo okoli zunanje osi.

Namen zrkla

Namen očesnega jabolka je, da človeku omogoči, da vidi svet okoli sebe. Zlasti je telo zasnovano za naslednje naloge:

• Projekcija slike;
• Zaznavanje zunanjih vizualnih signalov;
• Pretvarjanje teh signalov v obliko, ki jo možgani zaznajo.

Oči so sestavni del sistema življenjske podpore in v njem opravljajo služilno funkcijo. Oseba zbere 90% podatkov o zunanjem okolju skozi oči. Zato očesne jajce velja za glavni čutni organ..

Zrkla je polisillabična komponenta vidnega analizatorja, ki je odgovorna za zaznavanje vizualnih signalov od zunaj. Vendar njegove funkcije ne vključujejo prenosa in obdelave signalov. Pri tem sodelujeta optični živec in vidno središče možganov..

Oko kot optični sistem

Struktura oči

Na sliki 2.1. Prikaže se odsek zrkla in prikazujejo glavne podrobnosti očesa..

Sl. 2.1. Vodoravni odsek desnega očesa

Za podrobno seznanitev z medicinsko in raziskovalno opremo vodilnih svetovnih proizvajalcev optičnih sistemov in s tem povezano opremo obiščite naš katalog ali se obrnite na naše strokovnjake in dobite popoln strokovni nasvet o vseh vprašanjih.

Tanka vaskularna plošča (šarenica) je membrana, ki omejuje prehodni žarek žarkov. Skozi odprtino v šarenici (zenica) svetloba vstopi v oči. Premer zenice se lahko razlikuje od 1 do 8 mm, odvisno od velikosti vpadnega svetlobnega toka.

Iris poleg posod vsebuje veliko število pigmentnih celic, odvisno od njihove vsebine in globine je šarenica drugačno barvo. Kadar v irisu ni obarvane snovi, se iz krvi, ki je v krvnih žilah, ki jo prebijejo, zdi rdeča. V tem primeru so oči slabo zaščitene pred svetlobo in včasih trpijo pred fotofobijo (albinizem), vendar v temi presegajo v ostrini vida oči s temno barvo.

Leča je bikonveksna elastična leča, ki se pritrdi na mišice ciliarnega telesa. Ciliarno telo zagotavlja spremembo oblike leče. Leča deli notranjo površino očesa na dva prekata: sprednjo komoro, napolnjeno z vodnim humorjem, in zadnjo komoro, napolnjeno s steklovino.

Notranja površina zadnje komore je prekrita z mrežnico, ki je fotosenzibilna plast. Stimulacija, ki jo prejemajo fotoobčutljivi elementi mrežnice, se prenaša na vlakna optičnega živca in preko njih doseže vidna središča možganov. Med mrežnico in sklero je tanek horoid, sestavljen iz mreže krvnih žil, ki napajajo oko.

Vstopna točka vidnega živca je slepa točka. Rumena pika se nahaja nekoliko višje - območje najjasnejšega vida. Črta skozi središče makule in središče leče se imenuje vizualna os. Odklonjena je od optične osi očesa pod kotom približno 5 °.

Poenostavljeno optično oblikovanje oči

Tok sevanja, ki se odraža od opazovanega predmeta, prehaja skozi optični sistem očesa in se osredotoča na notranjo površino očesa - mrežnico, na njej pa tvori obratno in zmanjšano sliko (možgani obrnejo sliko inverzno sliko in jo dojemajo kot neposredno). Optični sistem očesa sestavljajo roženica, vodni humor, leča in steklovina (slika 2.2). Značilnost tega sistema je, da ima zadnji medij, ki ga oddaja svetloba tik pred oblikovanjem slike na mrežnici, lomni indeks, ki je drugačen od enotnosti. Kot rezultat, goriščne razdalje optičnega sistema očesa v vesolju (sprednja goriščna razdalja) in znotraj očesa (zadnja goriščna razdalja) niso enake.

Sl. 2.2. Optični sistem očesa

Odboj svetlobe v očesu se pojavi predvsem na njegovi zunanji površini - roženici ali roženici in tudi na površinah leče. Iris določa premer zenice, katerega velikost se lahko razlikuje od neprostovoljnega mišičnega napora od 1 do 8 mm.

Optični sistem očesa je izredno zapleten, zato pri izračunu poteka žarkov običajno uporabljajo poenostavljeno, kar je enako pravemu očesu "shematičnih oči".

Optična moč očesa se izračuna kot obratna goriščna razdalja:

kje je zadnja goriščna razdalja očesa, izražena v metrih.

Nastanitev

Nastanitev je sposobnost očesa, da se prilagodi jasnemu razlikovanju med predmeti, ki se nahajajo na različnih razdaljah od očesa.

Do nastanitve pride s spreminjanjem ukrivljenosti površin leče z napenjanjem ali sproščanjem ciliarnega telesa. Ko se ciliarno telo raztegne, se leča raztegne in njeni polmeri ukrivljenosti se povečajo. S zmanjšanjem mišične napetosti leča pod vplivom elastičnih sil poveča svojo ukrivljenost.

V prostem, nenapetem stanju običajnega očesa na mrežnici dobimo jasne slike neskončno oddaljenih predmetov in z največjo nastanitvijo so vidni najbližji predmeti.

Položaj osebe, ki ustvari ostro sliko na mrežnici za neotesnjeno oko, se imenuje najbolj oddaljena točka očesa.

Položaj osebe, ki ustvarja ostro sliko na mrežnici pri najvišjem možnem obremenitvi oči, se imenuje proksimalna točka očesa.

Pri sprejemanju oči v neskončnosti hrbtni fokus sovpada z mrežnico. Pri najvišji napetosti na mrežnici dobimo sliko predmeta, ki se nahaja na razdalji približno 9 cm (slika 2.4).

a) daleč točka b) blizu točke

Sl. 2.4. Slika blizu in daleč.

Razlika med vzajemno razdaljo med bližnjo in daljno točko se imenuje obseg nastanitve očesa (merjeno v dioptrijah).

S starostjo se sposobnost očesa za nastanitev postopoma zmanjšuje. Na primer, pri starosti 20 let je za srednjo oko bližnja točka na razdalji približno 10 cm (razpon nastanitvenih 10 dioptrij), pri 50 letih je bližnja točka že na razdalji približno 40 cm (razpon nastanitvenih 2,5 dioptrije), do 60 let pa gre v neskončnost, torej namestitev ustavi. Ta pojav imenujemo prezbiopija ali prezbiopija..

Razdalja najboljšega vida je razdalja, na kateri normalno oko občuti najmanj stresa, ko gleda podrobnosti predmeta.

V povprečju je razdalja najboljšega vida približno 25-30 cm, čeprav je za vsako osebo lahko individualna.

Oči kot sprejemnik slike

Struktura mrežnice

Mrežnica je zapleteno prepletanje živčnih celic in živčnih vlaken, ki povezujejo živčne celice med seboj in povezujejo oči z možgansko skorjo. Glavni fotoobčutljivi elementi (receptorji) so dve vrsti celic: ena je v obliki peclja, imenovana paličice (višina 30 μm, debelina 2 μm), druge so krajše in debelejše, imenovane stožci (višina 10 μm, debelina 6-7 μm).

Palice in stožci se razlikujejo po svojih funkcijah: palice imajo večjo občutljivost, vendar ne razlikujejo barv in so aparat somračnega vida (vid pri šibki svetlobi); stožci so občutljivi na barve, vendar manj občutljivi na svetlobo, zato so naprava za dnevno svetlobo. Skupaj se v očesu nahaja približno 130 milijonov palic in 7 milijonov stožcev. Porazdelitev receptorjev na mrežnici je neenakomerna: na območju makule prevladujejo stožci, palic pa je zelo malo; do oboda mrežnice, nasprotno, število stožcev se hitro zmanjša in ostanejo samo palice.

Na mrežnici je posebno mesto, ki ne leži na optični osi, ampak malo stran od njega, bližje časovnemu delu glave, ki ga zaradi svoje barve imenujejo rumena pega. Ta del mrežnice ima majhno osrednjo depresijo na sredini - osrednjo foso. Proti tej poglobitvi se zmanjša debelina mrežnice v makuli, skoraj vse njene vmesne plasti izginejo in ostanejo skoraj vse palice in stožci z živčnimi končnicami. V sami luknji ni palic, tako da je celotno dno obloženo samo s stožci. Premer rumene pege je približno 1 mm, ustrezno vidno polje pa je 6-8 °. Premer osrednje fose je 0,4 mm, vidno polje je 1 °.

V makuli so posamezna vlakna vidnega živca primerna za večino stožcev. Izven meja makule eno vlakno vidnega živca vedno služi celotnim skupinam stožcev ali palic. Zaradi tega lahko drobne podrobnosti zaznamo le v fosi in makuli, na preostalih mestih mrežnice pa celotne skupine elementov, ki zasedajo relativno veliko območje, hkrati prenašajo svoje draženje na eno živčno vlakno, slika, ki jo zaznava um, pa postane groba, brez podrobnosti. Vsako odstopanje slike od jame povzroči zmanjšanje jasnosti slike, in ko slika odpade z rumene pege, razlikovanje med drobnimi podrobnostmi predmeta popolnoma preneha. Obrobni del mrežnice služi predvsem za orientacijo v prostoru..

Palice vsebujejo poseben pigment - rodopsin, ki se v njih nabere v temi in zbledi na svetlobi. Zaznavanje svetlobe s palicami povzročajo kemične reakcije pod vplivom svetlobe na rodopsin. Stožci se odzovejo na svetlobo zaradi reakcije z jodpsinom.

Dno očesa poleg rodopsina in jodpsina vsebuje še en črni pigment, katerega vloga je zaščititi fotoobčutljivi aparat pred pretirano močnimi svetlobnimi draženji. Če ni draženja svetlobe, se zrna tega pigmenta nahajajo na zadnji površini mrežnice. Ko pa smo izpostavljeni svetlobi, se začne gibanje zrn proti vpadni svetlobi. Prodirajo v plasti mrežnice in absorbirajo pomemben del svetlobne energije, s čimer v veliki meri blokirajo palice in stožce pred draženjem svetlobe.

Slepo mesto se nahaja na mestu debla optičnega živca. Na območju slepe točke ni stožcev, nobenih palic in ta del mrežnice ni občutljiv na svetlobo. Premer slepe točke je 1,88 mm, kar ustreza vidnemu polju 6 °. To pomeni, da človek z razdalje 1 m ne vidi predmeta s premerom 10 cm, če je njegova slika projicirana na slepo mesto.

Če se želite prepričati, da je v očesu slepa pega, lahko naredite naslednji poskus: risbo prinesite v oko na razdalji 10 cm, zaprite levo oko in z desnim očesom poglejte križ. Če premaknete sliko, na neki točki slika druge figure ne bo vidna - padla bo na slepo mesto.

Za podrobno seznanitev z medicinsko in raziskovalno opremo vodilnih svetovnih proizvajalcev optičnih sistemov in s tem povezano opremo obiščite naš katalog ali se obrnite na naše strokovnjake in dobite popoln strokovni nasvet o vseh vprašanjih.

Spektralna občutljivost

Optične naprave, ki delujejo v povezavi z očesom, se ukvarjajo s tistim delom sevanja, ki vpliva na oko. Vključuje vidno območje spektra v območju valovnih dolžin 380 - 780 nm.

Kombinirani učinek sevanja na mrežnici je zaznan kot bela svetloba; sevanje, ki vsebuje eno točno določeno valovno dolžino (enobarvno), se dojema kot barva. Tokovi sevanja enake velikosti, vendar ustrezajo različnim valovnim dolžinam, povzročajo neenakomerno draženje mrežnice in zato ustvarjajo občutke, ki se razlikujejo ne samo po valovni dolžini (barvi), temveč tudi po intenzivnosti. Najmočnejši učinek na oko je rumeno-zelena z valovnimi dolžinami 550 - 570 nm.

Vpliv sevalnega toka z valovno dolžino 555 nm se običajno šteje za enotnost; učinek sevanja drugih valovnih dolžin na vidno območje spektra na oko se oceni s koeficientom relativne spektralne občutljivosti:

kjer je absolutna spektralna občutljivost sevanja z valovno dolžino λ; - absolutna spektralna občutljivost za valovno dolžino.

Na primer, 1-vatni oranžni tok () 1 W ustvarja občutek svetlobe enake intenzitete kot zeleni žarek () 0,5 W. Zato bo koeficient relativne spektralne občutljivosti za oranžne žarke. Če je treba zagotoviti enak vidni občutek za valovne dolžine 760 nm in 555 nm, mora biti tok sevanja za 20.000 krat močnejši.

Oblika krivulje relativne spektralne občutljivosti očesa je prikazana na Sl. 2.5. Z zmanjšanjem osvetlitve se krivulja relativne spektralne občutljivosti očesa preusmeri na modro območje, ob mraku pa pade največja spektralna občutljivost očesa. Ta pojav imenujemo učinek Purkinje..

Sl. 2.5. Krivulja spektralne občutljivosti

Barvna percepcija

Osnova zaznavanja barve so zapleteni fizikalno-kemijski procesi, ki se pojavljajo v vidnih receptorjih. Ločimo tri vrste stožcev, ki so najbolj občutljivi na tri osnovne barve vidnega spektra:

rdeče-oranžna (600 - 700 nm);

zelena (500 - 600 nm);

modra (400 - 500 nm).

Značilnosti barvne občutljivosti celic določajo razlike v vizualnem pigmentu. Kombinacije vzbujanja teh sprejemnikov različnih barv dajejo občutek celotni paleti barvnih odtenkov.

V računalniški industriji te barve imenujemo tri glavne barve - RGB (rdeča, zelena, modra). Vse barve, ki jih najdemo v naravi, je mogoče ustvariti z mešanjem svetlobe teh treh valovnih dolžin in spreminjanjem njihove intenzivnosti. Zmes, sestavljena iz 100% vsake barve, daje belo svetlobo. Pomanjkanje vseh barv daje pomanjkanje svetlobe ali črne svetlobe.

Če zaznate katero od barv, lahko barvni vid poslabša. Znane so tri sorte delne barvne anomalije: rdeče-slepa, vijolično-slepa in zeleno-slepa. Prvo kršitev barvnega vida so ugotovili pri znanem angleškem kemiku J. Daltonu: rdeče ni zaznal. Ta okvara vida je postala znana kot barvna slepota. Barvno slepoto povzroča sprememba moškega kromosoma in se pojavi pri 5-8% moških in le pri 0,4% žensk.

Zaznavanje barve se močno razlikuje glede na zunanje pogoje. Ista barva se pri sončni svetlobi in svečnikih različno zazna. Vendar se človekov vid prilagodi svetlobnemu viru, kar omogoča v obeh primerih prepoznati svetlobo kot isto - prilagajanje barv (pri temnih očalih se sprva zdi, da je barva očal barva, vendar ta učinek čez nekaj časa izgine). Podobno po okusu, vonju, sluhu in drugih čutilnih organih je tudi barvna percepcija individualna. Ljudje se med seboj razlikujemo tudi po občutljivosti na doseg vidne svetlobe..

Prilagoditev

Prilagoditev očesa spreminjajočim se svetlobnim razmeram imenujemo prilagoditev.

Razlikujte med temno in svetlobo prilagajanja.

Temna prilagoditev se pojavi med prehodom iz visoke svetlosti v nizko. Če se je oko sprva ukvarjalo z veliko svetlostjo, potem so stožci delovali, palice so bile zaslepljene, rodopsin je zbledel, črni pigment je prodrl v mrežnico in blokiral stožce pred svetlobo. Če se nenadoma bistveno zmanjša svetlost vidnih površin, se bo sprva luknja zenice odprla širše in pustila več svetlobe v oči. Nato začne črni pigment zapuščati mrežnico, rodopsin se bo obnovil in šele ko bo dovolj vtipkan, bodo palice začele delovati.

Ker stožci sploh niso občutljivi na zelo šibke svetlosti, sprva oko ne bo nič razlikovalo in postopoma bo začel igrati le nov mehanizem vida. Šele po 50-60 minutah v temi doseže občutljivost očesa največjo vrednost.

Prilagoditev svetlobe je postopek prilagajanja očesa pri prehodu z nizke na visoko svetlost. Hkrati se zgodi tudi nasprotni niz pojavov: draženje palice zaradi hitrega razkrajanja rodopsina je izredno močno, so "zaslepljeni" in celo stožci, ki še niso zaščiteni z zrni črnega pigmenta, preveč dražijo. Šele po preteku zadostnega časa preneha prilagajanje očesa novim razmeram, preneha neprijeten občutek slepote in oko pridobi popoln razvoj vseh vidnih funkcij. Svetlobna prilagoditev traja 8-10 minut.

Torej prilagoditev zagotavljajo trije pojavi:

• sprememba premera odprtine zenice;
• gibanje črnega pigmenta v plasteh mrežnice;
• različna reakcija palic in stožcev.

Učenica se lahko spreminja v premeru od 2 do 8 mm, medtem ko se njegova površina in s tem svetlobni tok spreminjata 16-krat. Krčenje zenic nastopi v 5 sekundah, njegova popolna ekspanzija pa v 5 minutah.

Značilnosti oči

Vidno polje

Splošno vidno polje je ogromno, večje kot pri kateri koli drugi optični napravi (125 ° navpično in 150 ° vodoravno), v resnici pa je za jasno razlikovanje mogoče uporabiti le zanemarljiv del tega polja. Polje najbolj dovršenega vida (ki ustreza osrednji fosi) je približno 1–1,5 °, okoli 8 ° vodoravno in 6 ° navpično, če se šteje, da je vid na območju celotne makule zadovoljiv. Preostali del vidnega polja služi le grobi orientaciji v prostoru.

Zaradi te lastnosti fotoobčutljivega aparata mora oko v svoji orbiti neprekinjeno vrteti gibanje za opazovanje okoliškega prostora. Zrkel se lahko vrti med 45-50 °. Ta rotacija prinese slike različnih predmetov v osrednjo foso in jih omogoča podrobno preučevanje. Premiki oči se pojavijo brez sodelovanja zavesti in jih oseba praviloma ne opazi.

Omejitev ločljivosti oči

V katerem koli optičnem sistemu je končna meja jasnosti detajlov. Za optične oblikovalce je zelo zanimiva vrednost spodnje meje ločljivosti oči dveh sosednjih točkovnih predmetov, saj so od te vrednosti odvisne vse tolerance na značilnosti optičnih naprav, ki delujejo z očesom.

Kotna meja ločljivosti očesa je najmanjši kot, pri katerem oko ločeno opazuje dve svetlobni točki.

Kotna meja ločljivosti očesa je približno 1´. Kotna meja ločljivosti je odvisna od številnih dejavnikov: od kontrasta predmetov, osvetlitve, premera zenice in valovne dolžine. Poleg tega se meja ločljivosti poveča, ko se slika odstrani iz osrednje fosse in ob vidnih okvarah.

Premer zenice

Običajno pri načrtovanju naprav za vizualno opazovanje domnevamo, da premer svetlobnega žarka, ki vstopa v oko, ne presega 4–5 mm. Pri izračunu takšnih naprav se nepopolnosti očesa skoraj nikoli ne upoštevajo, saj se od osebe do osebe razlikujejo.

Vizualne napake in njihovo odpravljanje

Če je daljna točka očesa neskončno oddaljena, se takšno oko imenuje normalno ali emmetropično. V tem primeru oko dobro razlikuje predmete v daljavi in ​​bližini. To pomeni, da ima optični aparat očesa (roženica in leča) goriščno razdaljo, enako dolžini osi očesa, in fokus v tem primeru pade točno na mrežnico. Z emmetropijo je slika oddaljenih predmetov usmerjena v osrednjo foso mrežnice - najbolj občutljivo območje zaznavnega aparata očesa. Neskladje daljne točke z neskončno oddaljeno imenujemo očesna ametropija.

Oko ima tri glavne pomanjkljivosti:

• miopija (miopija), pri kateri žarki iz neskončno oddaljenega vira usmerijo pred mrežnico (slika 2.6 a).
• hiperopija (daljnovidnost), pri kateri se resnični fokus žarkov iz neskončno oddaljenega predmeta skriva za mrežnico (slika 2.6 b).
• astigmatizem, pri katerem se ločljiva moč očesa razlikuje v različnih ravninah, ki potekajo skozi njegovo optično os.

a) kratkovidno oko b) daljnovidno oko

Sl. 2.6. Fokusiranje vzporednega žarka s kratkovidnim in daljnovidnim očesom

Miopija

Vzroka za kratkovidnost sta lahko dva. Prva je podolgovata zrkla z normalno lomno močjo očesa. Drugi razlog je prevelika optična moč očesnega sistema (več kot 60 dioptrij) z normalno dolžino oči (24 mm). V prvem in drugem primeru slika osebe ne more biti osredotočena na mrežnico, ampak se nahaja znotraj očesa. Na očesno mrežico pade le fokus iz očesnih predmetov, to je, da se najbolj oddaljena točka očesa približa končni razdalji od neskončnosti (slika 2.7 a).

a) daleč točka b) popravek

Sl. 2.7. Korekcija miopije

Če želite odpraviti kratkovidnost, morate z očali sestaviti podobo neskončno oddaljene točke na mestu, ki ga oko vidi brez napetosti, torej na oddaljeni točki. Za odpravo kratkovidnosti uporabljamo negativna očala (slika 2.7 b), ki tvorijo sliko neskončno oddaljene točke pred očesom.

Miopija je lahko prirojena, vendar se najpogosteje pojavlja v otroštvu in mladostništvu, z naraščanjem zrkla pa se poveča tudi miopija. Pravi miopiji praviloma sledi tako imenovana lažna kratkovidnost - posledica krča nastanitve. V tem primeru se z uporabo zdravil, ki širijo zenico in sprosti napetost ciliarne mišice, vid povrne v normalno stanje.

Daljnovidnost

Hiperopija nastane zaradi šibke optične moči očesnega sistema očesa za določeno dolžino zrkla (bodisi kratkega očesa z normalno optično močjo, bodisi majhne optične moči očesa z normalno dolžino). Ker ima daljnovidno oko razmeroma šibko lomno moč, da sliko usmeri na mrežnico, se napetost mišic, ki spremenijo ukrivljenost leče, poveča, torej se mora oko prilagoditi. Toda tudi to ni dovolj, da bi obravnavali predmete v daljavi. Pri pregledu tesno razmaknjenih predmetov se napetost še bolj poveča: bližje kot je predmetom oko, dlje kot bo mrežnica dobila svojo sliko (slika 2.8 a).

Daljnovidnost lahko popravite s pomočjo pozitivnih očal (slika 2.8.b), ki tvorijo podobo neskončno oddaljene točke za očesom.

a) daleč točka b) popravek

Sl. 2.8. Popravek daljnovidnosti

Oči novorojenčka se rahlo stisnejo v vodoravni smeri, zato ima oko rahlo daljnovidnost, ki izgine, ko zrče očesno jabolko..

Z majhno daljnovidnostjo je oddaljenost in vid v bližini dobro, vendar se lahko pojavijo pritožbe zaradi utrujenosti, glavobola med delom. S povprečno stopnjo daljnovidnosti ostaja vid na daljavo dober in blizu - težaven. Pri visoki daljnovidnosti vid postane daleč tako v daljavi kot v bližini, saj so vse možnosti očesa, da se osredotoči na mrežnico slike še tako oddaljenih predmetov, izčrpane.

Ametropija očesa se izrazi z dioptrijo kot vzajemno oddaljenost od prve površine očesa do najbolj oddaljene točke (slika 2.7 a), sl. 2,8 a)), izraženo v metrih:

Optična moč leče, potrebna za odpravo kratkovidnosti ali daljnovidnosti, ni odvisna samo od obsega ametropije, temveč tudi od razdalje od očal do očesa. Kontaktne leče so nameščene blizu očesa, zato je njihova optična moč enaka ametropiji.

Na primer, če je s kratkovidnostjo oddaljena točka pred očesom na razdalji 50 cm, potem, da popravite takšno kratkovidnost, potrebujete negativna očala z optično močjo.

Za nizko stopnjo ametropije velja, da ima do 3 dioptrije, povprečna - od 3 do 6 dioptrije in visoka stopnja - več kot 6 dioptrije.

Astigmatizem

Vzrok za astigmatizem je bodisi v nepravilni, nesferični obliki roženice (na različnih odsekih očesa, ki poteka skozi os, polmeri ukrivljenosti niso enaki) ali v leči, ki ni osredotočena glede na optično os očesa. Oba razloga vodita do dejstva, da so goriščne dolžine za različne odseke oči neenake.

Z astigmatizmom so učinki miopije, daljnovidnosti in normalnega vida združeni na eno oko. Lahko se na primer zgodi, da je goriščna razdalja normalna za navpični odsek, za horizontalni pa več kot običajno. Potem bo oko na vodoravnem odseku kratkovidno in v neskončnosti ne bo mogel jasno videti vodoravnih črt, vertikalne pa bodo jasno razlikovale. Na bližini zaradi nastanitve bo oko odlično razlikovalo navpične črte, vodoravne pa bodo zamegljene.

Astigmatizem je najpogosteje prirojen, vendar je lahko posledica operacije ali poškodbe oči. Poleg pomanjkljivosti vidne zaznave astigmatizem običajno spremlja hitra utrujenost oči, zmanjšan vid in glavoboli..

Popravek astigmatizma je možen s pomočjo valjastih (kolektivnih ali razpršenih) leč. Astigmatizem običajno kombiniramo z drugimi okvarami vida - miopijo ali daljnovidnostjo, zato astigmatična očala pogosto vsebujejo tako sferične kot cilindrične elemente.