Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Подавляющую долю информации человек получает через органы зрения – глаза. Оптическая система глаза человека, хотя и уступает по своим характеристикам зрению некоторых животных, на самом деле весьма совершенна.

Из высших творений природы лишь человек и приматы могут воспринимать цвета. Известно, что оптическая система глаза взрослого человека позволяет различать до ста и более цветовых оттенков.

К слову сказать, довольно долго фотографическая техника не могла тягаться с человеческим органом зрения по чёткости и качеству изображения.

Немного основ оптики

Фокус, знакомый по урокам школьной физики: два затемнённых помещения, одно из которых имеет сквозные отверстия небольшого диаметра в стенах. За стеной помещается мощный источник света, например солнце. Вместо первого отверстия, которое призвано служить точечным источником световых лучей, иногда используют компактный электрический осветительный прибор.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

  • Если между точечным источником света и вторым отверстием поместить какую-либо фигуру из непрозрачного материала, то на стене (экране) за вторым отверстием появляется изображение данного предмета, перевёрнутое на 180°.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Тот же фокус, только намного качественнее, проделывает со световыми лучами собирательная (бывают и рассеивающие) линза.

Дело в том, что каждая мельчайшая точка любого предмета, будучи освещённой сама, становится источником освещения, маленьким солнышком, излучая во все стороны (отражая) некоторую часть упавшего на неё света. Так, предметы, которые кажутся нам красными, поглощают все световые волны видимого диапазона, кроме красных.

Белые вещи и материалы почти ничего не поглощают из видимого диапазона, отражая в окружающее пространство большую часть света, а чёрные, напротив, используют для нагрева почти всё, что на них упало.

Как глаза и другие оптические системы ловят свет

Рассмотрим физические принципы устройства фотоаппарата. Дело в том, что точно так же работает оптическая система глаза. Физика одинаково действует в столь разных на первый взгляд устройствах. Объектив (собирающая линза) улавливает свет, исходящий от каждой точки какого-либо предмета, и фокусирует его на экране – фоточувствительной пластине.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Пластина поделена на крохотные участки – пикселы. В современном цифровом фотоаппарате пикселами являются светочувствительные элементы, каждый из которых запоминает свои яркость и цвет. Когда все точки складываются вместе, как мозаика, получается изображение.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Чем мельче эти элементы, чем больше их помещается на единицу площади, тем более качественная картинка получается в итоге.

Орган зрения человека (оптика)

Как ни странно, но точно так же, как устроено творение рук человеческих – фотоаппарат, работает и оптическая система глаза. Построение изображения происходит по точно тем же принципам.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Изображение собирается и фокусируется нашим природным «объективом», роль которого выполняет хрусталик. В зависимости от расстояния, на котором необходимо сфокусировать взгляд, он может изменять свою кривизну, становясь более выпуклым при рассматривании близких предметов (вдевание нитки в иголку) или менее выпуклым, если мы смотрим вдаль.

Прежде чем попасть на хрусталик, световые лучи проходят через отверстие в «диафрагме» – радужной оболочке глаза. Причём диаметр отверстия зависит от интенсивности освещения – он может увеличиваться при недостаточном освещении в ночное время или уменьшаться ярким солнечным днём, предохраняя сетчатку глаза от излишнего излучения.

И, конечно же, оптическая система глаза не может обойтись без экрана – светочувствительной пластины, её роль играет сетчатка, на которую и проецируется изображение.

Биология человеческого органа зрения

Однако человеческий глаз – не технический инструмент, а прежде всего – биологический орган.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

  1. Кроме элементов, непосредственно участвующих в построении изображения, оптическая система глаза образована:
  2. — роговицей, за которой расположена передняя камера, заполненная жидкостью, на 99% состоящей из обычной воды;
  3. — стекловидным телом — обладает хорошей светопропускной способностью, но имеет низкий коэффициент преломления и поэтому в формировании изображения не участвует;
  4. — цинновыми связками — передают усилие от особых мышц, которые, напрягаясь и расслабляясь, изменяют кривизну хрусталика, таким образом оптическая система глаза «настраивается» на близкие или далёкие предметы;
  5. — глазным нервом – это своеобразный «кабель-канал», по которому изображение передаётся мозгу; в оболочке глазного нерва также проходят сосуды, снабжающие глаз кровью.
  6. Впрочем, некоторые составляющие глаза заслуживают отдельного разговора.

Объектив человеческого глаза – хрусталик

Оптическая система глаза состоит из различных тканей, но самая уникальная, пожалуй, та, из которой состоит «объектив» нашей зрительной системы – хрусталик.

Этот орган не содержит ни нервных волокон, ни сосудов, он обладает феноменальной прозрачностью, имеет чуть желтоватый цвет. Роговое вещество, из которого состоит хрусталик, имеет очень высокий коэффициент преломления.

Если сравнивать его с увеличительным стеклом, то его сила будет около 18 диоптрий. Однако тело хрусталика не совсем однородно, оно состоит из переплетенных в разных направлениях волокон.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Именно этим объясняется то, что человек, глядя на далёкую звезду (абсолютную точку для человеческого глаза), видит отходящие от неё лучи.

Сетчатка

Итак, изображение захвачено хрусталиком и сфокусировано на сетчатке. Как же она устроена?

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Строение её напоминает матрицу цифрового фотоаппарата. Вместо светочувствительных единиц (пикселов) глазное дно выстлано особыми светочувствительными клетками – палочками и колбочками.

Считается, что палочки задействуются в условиях недостаточного освещения и не различают цветов. Цветное зрение анатомы связывают с колбочками.

Таким образом, оптическая система глаза имеет два параллельных канала для дневного и ночного видения.

Чудеса зрения в природе

Особым зрением обладают змеи, большинство из них реагирует на инфракрасное излучение. Это приспособление позволяет им с успехом охотиться на теплокровных животных в абсолютной темноте.

А вот зрение бабочек «занесло» их в другую сторону: благодаря тому, что чешуйчатокрылые воспринимают часть ультрафиолетового диапазона, они с лёгкостью обнаруживают цветочную пыльцу – свою основную пищу.

Прекрасно видят в темноте и гекконы. Но не в инфракрасном цвете, как змеи, а в том же спектральном диапазоне, что и человек. Разница в том, что сетчатка геконов чувствительнее к свету в 350 раз! Просто полноценный прибор ночного видения, созданный природой!

Настоящий наблюдательный прибор имеет в своём распоряжении хамелеон. Мало того, что он может обозревать, не поворачивая головы, все 360° окружающего мира, так он ещё может одним глазом, как дальномером, измерять расстояние до предметов.

А вот обладателем самых больших в мире глаз является гигантский кальмар. Дело в том, что среда его обитания – океанская пучина от километра и глубже. Солнечного света в такой бездне практически нет, но своими глазами размером со средний арбуз кальмар видит своего заклятого врага кашалота на расстоянии до 1000 метров.

Источник: https://www.syl.ru/article/228161/new_opticheskaya-sistema-glaza-cheloveka-opticheskaya-sistema-glaza-sostoit-iz

Глаз как оптическая система. Оптические приборы. Строение и свойства глаза

  • 31 Октября, 2018
  • Офтальмология
  • Савельева Виктория

В статье рассмотрим оптический прибор — глаз как оптическую систему.

Человеческий орган зрения — это особый мир, в котором есть все: солнце, цвет, люди, животные. Само анатомическое строение глаза настолько удивительно и сложно, что до сих пор науке неизвестны все нюансы функционирования зрения.

Весьма интересен вопрос о том, что включает в себя эта оптическая система и как она устроена.

Для того чтобы световой луч мог достичь своей цели, ему необходимо пройти четыре среды, в которых он преломляется, а информация в ходе этого процесса передается в мозг.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Оптическая система глаз включает роговицу, хрусталик, камерную влагу и стекловидное тело. Все эти структуры являются линзами, которые также имеют свое строение и особые свойства. Но поскольку характеристики сред различны у каждой из них, то и показатель светового преломления различен.

В норме эта особенность природных линз способна обеспечить человеку идеальные зрительные функции. Однако любые физиологические или патологические изменения в организме могут существенно воздействовать на эту способность. Глаз человека имеет форму почти правильной сферы.

Различные патологии видоизменяют его форму в вертикальный или горизонтальный эллипс, что значительно влияет на фокусировку и остроту зрения.

Рассмотрим подробнее глаз как оптическую систему и оптический прибор.

Роговица

Рефракция глаза и оптическая система начинаются с роговицы, которая является преломляющей линзой, выполняющей, помимо основных функций, защитные. Строение органа можно сравнивать с фотоаппаратом. В данном случае роговица – это его объектив.

Световые пучки на ее передней поверхности преломляются. Роговицу, при подробном рассмотрении, составляет пять слоев, что способствует поддержанию уровня ее прозрачности.

Здоровая линза — круглая, блестящая, видимых кровеносных сосудов на ней не должно наблюдаться.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Камерная влага

Оптическая система глаз включает в себя важную биологическую среду — влагу. Это вязкая бесцветная жидкость, заполняющая заднюю и переднюю глазные камеры.

Каждый день вырабатывается новая порция такой жидкости, а отработанный объем через шлеммов канал поступает в кровоток, после чего выводится из организма.

Камерная влага, кроме преломляющей функции, имеет еще и питательную, способствующую насыщению всех элементов глаза аминокислотами. Затрудненный выход ее из камеры влечет возникновение глаукомы.

Хрусталик глаза

Оптическая система глаз снабжена преломляющим элементом, выполняющим функцию рефракции, – это хрусталик. Его часто рассматривают как самостоятельный орган, довольно сложный по строению и очень важный по функциям.

Хрусталик глаза является полутвердой субстанцией без сосудов. Он располагается сразу за радужной оболочкой и передает четкое отображение увиденной картинки в рамки желтого пятна на сетчатку.

Содержит несколько слоев и капсульную сумку, которая может утолщаться и провоцировать помутнение.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Стекловидное тело

В оптическую систему глаза входит стекловидное тело, которое ее фактически замыкает. Оно обладает множеством важных функций. Его наличие позволяет лучу проходить путь от хрусталика, который локализуется в вязкой жидкости тела, к сетчатке. Не все воспринимают глаз как оптическую систему.

Оптические приборы, вооружающие глаз

Человеческий глаз, несмотря на природное совершенство, по своим свойствам далек от идеальных универсальных оптических приборов.

Поэтому необходимо использовать оптику, вооружающую человеческий глаз новыми способностями.

При рассмотрении различных приборов следует помнить, что в каждом случае они и орган зрения образуют единую оптическую систему, важнейшим элементом которой считается хрусталик.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Если говорить о глазе как об оптическом приборе в физике, он в целом помогает получить изображение того или иного предмета на сетчатке, и кажущаяся его величина оценивается человеком по величине этого изображения.

Особенностью оптической системы, которая включает в свой состав глаза, является то, что параметры такой системы могут изменяться благодаря изменению фокусного расстояния хрусталика при аккомодации. Подобные соображения позволяют с легкостью изучить действие увеличительной лупы, которая представляет собой обычную выпуклую линзу.

Читайте также:  Операция при глаукоме - методы хирургического лечения

Такими же, только более сложными по строению и функционированию приборами являются микроскоп, телескоп и т. д.

Что не входит в состав оптической системы глаза?

В ее структуру не входят:

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

  1. Склера. Роговица прозрачная, пропускает свет. Невидимая часть внешней оболочки глаза белая, которую можно сравнить с яичным белком. Она выполняет ограничительную и защитную функции.
  2. Радужка. Эта часть глаза является участком сосудистой оболочки, причем радужка полностью лишена сосудов. Это единственная структура человеческого организма, питание которого осуществляется без вмешательства кровеносной системы. В центре радужной цветной оболочки локализуется зрачок, который под воздействием света может расширяться и сужаться. Эта особенность нужна для нормального зрения, поскольку обеспечивает прохождение световых лучей идеального диаметра.
  3. Цилиарное тело, которое представляет собой соединительное звено между хориоидеей и задней поверхностью радужного покрова. Цилиарное тело содержит отростки, которые осуществляют весьма важные функции. Во-первых, они имеют способность поддерживать хрусталик в подвешенном состоянии, во-вторых, вырабатывают внутриглазную жидкость.
  4. Сетчатка — самый сложный, элемент органа зрения, имеющий много слоев. Она является природным сенсором, который является периферийным участком анализатора. Именно в этой структуре происходит восприятие света и цвета. Сетчатка очень чувствительная и тонкая, держится благодаря эпителиальным связкам, дополнительно прижимаясь стекловидным телом. Глаз применяет ее для фиксации картинки и передачи ее по зрительным нервам в мозг. В строении сетчатки различают палочковые и колбочковые клетки. Колбочковые различают цветное изображение, а палочковые отвечают за зрение в темноте, но они существенно чувствительней. При тончайшем рассмотрении сетчатка состоит из десяти слоев, различных по своему строению, причем 9 из таковых абсолютно прозрачны.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Преломление света

Главными преломляющими средами человеческого глаза являются роговица, которая обладает наивысшей преломляющей силой, и хрусталик, представляющий двояковыпуклую линзу. Преломление света в глазу проходит по основным законам, которые изучает физика.

Лучи, проходящие через центр хрусталика и роговицы (т. е. через главную глазную оптическую ось) перпендикулярно к их поверхности, преломления не испытывают. Остальные преломляются и внутри камеры глаза сходятся в единой точке – фокусе.

Такой ход световых лучей обеспечивает на сетчатке четкое изображение, причем оно получается обратным и уменьшенным.

Показатель преломления света в стекловидном теле больше единицы, поэтому фокусные расстояния во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри (заднее) не могут быть одинаковы.

Оптическая сила рассчитывается в виде обратного заднего фокусного расстояния глаза, выраженного в метрах. Она зависит от того, в состоянии покоя находится орган зрения или в состоянии аккомодации.

Аккомодация — это способность четко различать предметы, которые находятся на разных расстояниях.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Заключение

Основные свойства глаза были представлены выше.

Оптическая система его является природный проектором, преломляя световые лучи и фокусируя их особым образом, сквозь хрусталик на сетчатку. Очень интересно, что картинка отпечатывается на ней в перевернутой форме. Все окружающее, что видит человеческий глаз, анализирует область мозга, отвечающая за зрительное восприятие. Именно там изображение переворачивается в привычное для человека.

Мы рассмотрели глаз как оптическую систему и оптический прибор.

Источник: https://SamMedic.ru/435671a-glaz-kak-opticheskaya-sistema-opticheskie-priboryi-stroenie-i-svoystva-glaza

Оптическая система глаза — строение и функции, диагностика и заболевания — сайт "Московская Офтальмология"

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такоеОптическая система глазного яблока представляет собой несколько образований, участвующих в преломлении световых волн. Это необходимо для того, чтобы лучи, идущие от предмета, сфокусировались четко на плоскости сетчатки. В результате появляется возможность получить ясное и четкое изображение.

Строение оптической системы глаза

В состав оптической системы глаза входят следующие элементы:

При этом у всех структурных компонентов глаза имеются свои характерные особенности:

  • Форма глаза не абсолютно сферична;
  • В наружных отделах преломляющая сила хрусталика меньше, нежели во внутренних слоях;
  • Глаза могут несколько различаться по форме и размерам.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Физиологическая роль оптической системы глаза

Основные функции, которые обеспечивает оптическая система глаза, представлены ниже:

  • Необходимая степень преломления лучей;
  • Фокусировка изображения и предметов строго в плоскости сетчатки;
  • Создание необходимой длины оси зрения.

В результате человек может воспринимать предметы в объеме, четко и в цвете, то есть к мозговым структурам поступают сигналы о реалистичном изображении. При этом глаз способен воспринимать темное и светлое, а также цветовые показатели, то есть обладает функцией светоощущения и цветоощущения, соответственно.

Для оптической системы глаза человека присущи следующие характеристики:

1. Бинокулярность – способность воспринимать объемное изображение обоими глазами, при этом предметы не раздваиваются. Это происходит на рефлекторном уровне, один глаз выступает в качестве ведущего, второй – ведомого.2. Стереоскопичность позволяет человеку определить приблизительное расстояние до предмета и оценить рельеф и очертания.

3. Острота зрения определяется способностью различить две точки, которые находятся друг от друга на определенном расстоянии.

Видео о строении оптической системы глаза

Симптомы поражения оптической системы глаза

Все эти состояния могут сопровождаться нижеприведенной симптоматикой:

  • Затуманивание зрения;
  • Снижение общей остроты зрения;
  • Невозможность четко различить предметы, которые расположены вблизи или вдали;
  • Двоение в глазах вследствие нарушения бинокулярности;
  • Перенапряжение и головная боль;
  • Повышенная утомляемость.

Методы диагностики при поражении оптической системы глаза

При оценке работы оптической системы в целом необходимо четко определить, какой из глаз является ведущим, а какой – ведомым.

Это легко определить путем простого теста. При этом необходимо смотреть сквозь отверстие в темном экране попеременно правым и левым глазом. В том случае, если глаз ведущий, то картина не перемещается. Если же глаз ведомый, то происходит смещение картинки.

Для диагностики заболеваний необходимо выполнить ряд методик:

  • Визометрия необходима для определения остроты зрения. Ее можно проводить и на фоне очковой коррекции, чтобы подобрать линзы.
  • Скиаскопия помогает получить объективные данные о величине рефракции.
  • Автоматическая рефрактометрия.
  • Офтальмометрия позволяет определить преломляющую силу роговицы.
  • Пахиметрия измеряет толщину роговицы на разных участках.
  • При кератоскопии врач рассматривает роговицу сквозь линзу.
  • УЗИ глазного яблока.
  • Фотокератотопография.
  • Офтальмоскопия изучает глазное дно и сетчатую оболочку.
  • Биомикроскопическое исследование.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Следует еще раз напомнить, что оптическая система глаза является важнейшей в структуре этого органа. Она позволяет получить качественное изображение на сетчатой оболочке.

Это возможно за счет реализации нескольких механизмов, к которым относят бинокулярность, рефракцию, стереоскопичность и некоторые другие. При поражении хотя бы одной структуры этой сложной системы, работа ее нарушается.

Поэтому так важна ранняя диагностика. Только при таком условии можно сохранить насыщенное и четкое зрение.

Заболевания оптической системы глаза

Среди заболеваний, которые приводят к поражению оптической системы, выделяют следующие:

Источник: https://mosglaz.ru/blog/item/1025-opticheskaya-sistema-glaza.html

Оптическая система глаз: заболевания и диагностика — "Здоровое око"

Оптическая система глаза – это отдельный мирок, имеющий уникальное строение. Насколько он интересен, настолько и сложен. Чтобы световой луч добрался до «пункта назначения» понадобится пройти через четыре среды, в каждой из них он подвергается изменениям и одновременно передает в головной мозг сведения для анализа.

Основы оптики

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Вспомним школьную программу по физике. Многие преподаватели демонстрировали ученикам занимательный фокус: два помещения со слабым уровнем освещенности, но одно из них имеет небольшие отверстия в стенах. За ними размещен сильный источник света, например, солнышко. В некоторых случаях вместо точечных отверстий, использующихся для освещения комнаты, применяли небольшой фонарик.

Если между точечным источником света и вторым отверстием в стене поместить предмет из непрозрачного материала, то на перегородке, расположенной за вторым отверстием появится его изображение, перевернутое на сто восемьдесят градусов.

Подобный фокус со световыми лучами проделывает собирательная линза. Причина кроется в том, что каждая микроскопическая точка любого объекта при освещении, сама становится источником света, отражая во все стороны, попавшие на неё частицы.

Белые изделия практически ничего не поглощают из видимого диапазона, весь попавший на них свет они отражают в окружающую среду. Чёрные предметы, наоборот, любой источник энергии используют для нагрева.

Строение оптической системы глаза

Главный показатель её работы – сила преломления, отображающая степень корректировки угла падения светового луча.

Рефракция проходит в системе четыре раза: в передней и задней камере, хрусталике, роговой оболочке и немного в жидкой среде ока.

Чем больше рефракционные характеристики органа зрения, тем выше степень преломления лучей. В среднем данный показатель равняется шестидесяти диоптриям.

Оптическая система включает две главные оси:

  • Зрительная. Дистанция между видимым предметом и сердцевиной центральной ямки. Максимальная разница должна составлять пять градусов;
  • Оптическая. Представляет собой расстояние между дальними точками глазного яблока и камерами ока, проходит сквозь центр хрусталика.

Длина между передним полюсом зрительного аппарата равняется шестидесяти миллиметрам, это позволяет людям видеть мир в 3D.

Ниже мы детально рассмотрим строение оптической системы и подробно разберем каждый её элемент.

Роговица

Представляет собой прозрачную «деталь» органа зрения, изогнутую в поперечном сечении. Более 2/3 всей оптической силы ока приходится на роговую оболочку, в составе которой имеется несколько слоев, прикрытых тончайшей слезной плёнкой. Передняя часть элемента находится в постоянном контакте с воздухом, поэтому сильнее изогнута и обладает большей преломляющей силой по сравнению с задней.

Передняя камера

На 98% состоит из внутриглазной жидкости. Обеспечивает степень преломления равную 1,33 D. При наличии отклонения в работе органа зрения корректируются углубления камеры, в итоге на каждый миллиметр происходит повышение преломления на 1 D.

Радужка и зрачок

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Мышечные волокна радужной оболочки отвечают за изменение размера зрачков, т.е. регулируют какое количество света проходит через оптическую систему. В условиях хорошего освещения они сужены, в итоге прямые лучи попадают непосредственно на центральную ямку. В этом случае, как правило, повышается острота зрения у людей, страдающих от астигматизма. Если при сужении зрачков появляются проблемы с глазами, то можно говорить о патологических процессах в макуле.

В условиях слабой освещенности зрачки увеличиваются в размерах, это приводит к следующим эффектам:

  • Оптическая система получает большее количество световых потоков, в итоге острота зрения повышается, и человек может различать предметы даже в темноте;
  • На значительную часть поверхности сетчатой оболочки попадают прямые лучи, т.е. в процесс вовлекаются фоторецепторы.
Читайте также:  Эхобиометрия глаза - проведение и расшифровка показателей
При сильных эмоциональных потрясениях оптическая система теряет возможность саморегуляции. Подобная реакция наблюдается при приеме определенной группы медикаментов или наркотических веществ. В этом случае страдает зрение.

Источник: https://zdorovoeoko.ru/stroenie-glaza/opticheskaya-sistema-glaz/

Строение и свойства глаза

Следи за собой! Гимнастика для глаз Глаза и зрение Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Глаз состоит из глазного яблока диаметром 22–24 мм, покрытого непрозрачной оболочкой, склерой, а спереди — прозрачной роговицей (или роговой оболочкой). Склера и роговица защищают глаз и служат для крепления глазо-двигательных мышц.

Радужная оболочка — тонкая сосудистая пластинка, ограничивающая проходящий пучок лучей. Свет проникает в глаз через зрачок. В зависимости от освещения диаметр зрачка может изменяться от 1 до 8 мм.

Хрусталик представляет собой эластичную линзу, которая крепится на мышцах ресничного тела. Ресничное тело обеспечивает изменение формы хрусталика. Хрусталик разделяет внутреннюю поверхность глаза на переднюю камеру, заполненную водянистой влагой, и заднюю камеру, заполненную стекловидным телом.

Внутренняя поверхность задней камеры покрыта светочувствительным слоем — сетчаткой. От сетчатки световой сигнал передается в мозг по зрительному нерву. Между сетчаткой и склерой находится сосудистая оболочка, состоящая из сети кровеносных сосудов, питающих глаз.

На сетчатке имеется желтое пятно — участок наиболее ясного видения. Линия, проходящая через центр желтого пятна и центр хрусталика, называется зрительной осью. Она отклонена от оптической оси глаза вверх на угол около 5 градусов. Диаметр желтого пятна — около 1 мм, а соответствующее ему поле зрения глаза — 6–8 градусов.

Сетчатка покрыта светочувствительными элементами: палочками и колбочками. Палочки более чувствительны к свету, но не различают цветов и служат для сумеречного зрения.

Колбочки чувствительны к цветам, но менее чувствительны к свету и поэтому служат для дневного зрения.

В области желтого пятна преобладают колбочки, а палочек мало; к периферии сетчатки, наоборот, число колбочек быстро уменьшается, и остаются только палочки.

В середине желтого пятна находится центральная ямка. Дно ямки выстлано только колбочками. Диаметр центральной ямки — 0,4 мм, поле зрения — 1 градус.

В желтом пятне к большинству колбочек подходят отдельные волокна зрительного нерва. Вне желтого пятна одно волокно зрительного нерва обслуживает группу колбочек или палочек.

Поэтому в области ямки и желтого пятна глаз может различать тонкие детали, а изображение, попадающее на остальные места сетчатки, становится менее четким.

Периферическая часть сетчатки служит в основном для ориентирования в пространстве.

В палочках находится пигмент родопсин, собирающийся в них в темноте и выцветающий на свету. Восприятие света палочками обусловлено химическими реакциями под действием света на родопсин. Колбочки реагируют на свет за счет реакции йодопсина.

Кроме родопсина и йодопсина на задней поверхности сетчатки имеется пигмент черного цвета. При свете этот пигмент проникает в слои сетчатки и, поглощая значительную часть световой энергии, защищает палочки и колбочки от сильного светового воздействия.

На месте ствола зрительного нерва располагается слепое пятно. Этот участок сетчатки не чувствителен к свету. Диаметр слепого пятна — 1,88 мм, что соответствует полю зрения 6 градусов. Это значит, что человек с расстояния 1 м может не увидеть предмета диаметром 10 см, если его изображение проектируется на слепое пятно.

Оптическая система глаза: из чего состоит, что это такое

Оптическая система глаза состоит из роговицы, водянистой влаги, хрусталика и стекловидного тела. Преломление света в глазе происходит, главным образом, на роговице и поверхностях хрусталика.

Свет от наблюдаемого предмета проходит через оптическую систему глаза и фокусируется на сетчатке, образуя на ней обратное и уменьшенное изображение (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое).

Показатель преломления стекловидного тела больше единицы, поэтому фокусные расстояния глаза во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри глаза (заднее фокусное расстояние) неодинаковы.

Оптическая сила глаза (в диоптриях) вычисляется как обратное заднее фокусное расстояние глаза, выраженное в метрах. Оптическая сила глаза зависит от того, находится ли он в состоянии покоя (58 диоптрий для нормального глаза) или в состоянии наибольшей аккомодации (70 диоптрий).

Аккомодация — это способность глаза четко различать предметы, находящиеся на разных расстояниях.

Аккомодация происходит за счет изменения кривизны хрусталика при натяжении или расслаблении мышц ресничного тела. Когда ресничное тело натянуто, хрусталик растягивается, и его радиусы кривизны увеличиваются.

При уменьшении натяжения мышцы кривизна хрусталика увеличивается под действием упругих сил.

  • В свободном, ненапряженном состоянии нормального глаза на сетчатке получаются ясные изображения бесконечно удаленных предметов, а при наибольшей аккомодации видны самые близкие предметы.
  • Положение предмета, при котором создается резкое изображение на сетчатке для ненапряженного глаза, называют дальней точкой глаза.
  • Положение предмета, при котором создается резкое изображение на сетчатке при наибольшем возможном напряжении глаза, называют ближней точкой глаза.

При аккомодации глаза на бесконечность задний фокус совпадает с сетчаткой. При наибольшем напряжении на сетчатке получается изображение предмета, находящегося на расстоянии около 9 см.

Разность обратных величин расстояний между ближней и дальней точкой называют диапазоном аккомодации глаза (измеряется в диоптриях).

С возрастом способность глаза к аккомодации уменьшается.

В возрасте 20 лет для среднего глаза ближняя точка находится на расстоянии около 10 см (диапазон аккомодации 10 диоптрий), в 50 лет ближняя точка располагается на расстоянии уже около 40 см (диапазон аккомодации 2,5 диоптрии), а к 60 годам уходит на бесконечность, то есть аккомодация прекращается. Это явление называется возрастной дальнозоркостью или пресбиопией.

Расстояние наилучшего зрения — это расстояние, на котором нормальный глаз испытывает наименьшее напряжение при рассматривании деталей предмета. При нормальном зрении оно составляет в среднем 25–30 см.

Приспособление глаза к изменившимся условиям освещенности называется адаптацией. Адаптация происходит за счет изменения диаметра отверстия зрачка, перемещения черного пигмента в слоях сетчатки и различной реакцией на свет палочек и колбочек. Сокращение зрачка происходит за 5 секунд, а его полное расширение — за 5 минут.

Темновая адаптация происходит при переходе от больших яркостей к малым. При ярком свете работают колбочки, палочки же «ослеплены», родопсин выцвел, черный пигмент проник в сетчатку, заслоняя колбочки от света. При резком снижении яркости отверстие зрачка раскрывается, пропуская больший световой поток.

Затем из сетчатки уходит черный пигмент, родопсин восстанавливается, и когда его становится достаточно, начинают функционировать палочки. Так как колбочки не чувствительны к слабым яркостям, то сначала глаз ничего не различает. Чувствительность глаза достигает максимального значения через 50–60 минут пребывания в темноте.

Световая адаптация — это процесс приспособления глаза при переходе от малых яркостей к большим. Сначала палочки сильно раздражены, «ослеплены» из-за быстрого разложения родопсина. Колбочки, не защищенные еще зернами черного пигмента, также раздражены слишком сильно. Через 8–10 минут чувство ослепления прекращается, и глаз снова видит.

Поле зрения глаза достаточно широкое (125 градусов по вертикали и 150 градусов по горизонтали), но для ясного различения используется только его малая часть. Поле наиболее совершенного зрения (соответствующее центральной ямке) — около 1–1,5°, удовлетворительного (в области всего желтого пятна) — около 8° по горизонтали и 6° по вертикали.

Вся остальная часть поля зрения служит для грубого ориентирования в пространстве. Для обозрения окружающего пространства глазу приходится совершать непрерывное вращательное движение в своей орбите в пределах 45–50°. Это вращение приводит изображения различных предметов на центральную ямку и дает возможность рассмотреть их детально.

Движения глаза совершаются без участия сознания и, как правило, не замечаются человеком.

Угловой предел разрешения глаза — это минимальный угол, при котором глаз наблюдает раздельно две светящиеся точки.

Угловой предел разрешения глаза составляет около 1 минуты и зависит от контраста предметов, освещенности, диаметра зрачка и длины волны света.

Кроме того, предел разрешения увеличивается при удалении изображения от центральной ямки и при наличии дефектов зрения.

При нормальном зрении дальняя точка глаза бесконечно удалена. Это означает, что фокусное расстояние расслабленного глаза равно длине оси глаза, и изображение попадает точно на сетчатку в области центральной ямки.

Такой глаз хорошо различает предметы вдали, а при достаточной аккомодации — и вблизи.

Близорукость

При близорукости лучи от бесконечно удаленного предмета фокусируются перед сетчаткой, поэтому на сетчатке формируется размытое изображение.

Чаще всего это происходит из-за удлинения (деформации) глазного яблока. Реже близорукость возникает при нормальной длине глаза (около 24 мм) из-за слишком большой оптической силы оптической системы глаза (более 60 диоптрий).

В обоих случаях изображение от удаленных предметов находится внутри глаза, а не на сетчатке. На сетчатку попадает только фокус от близко расположенных к глазу предметов, то есть дальняя точка глаза находится на конечном расстоянии перед ним.

  1. Дальняя точка глаза
  2. Близорукость корректируется при помощи отрицательных линз, которые строят изображение бесконечно удаленной точки в дальней точке глаза.
  3. Дальняя точка глаза

Близорукость чаще всего появляется в детском и подростковом возрасте, причем по мере роста глазного яблока в длину близорукость увеличивается. Истинной близорукости, как правило, предшествует так называемая ложная близорукость — следствие спазма аккомодации. В этом случае можно восстановить нормальное зрение при помощи средств, расширяющих зрачок и снимающих напряжение ресничной мышцы.

Дальнозоркость

При дальнозоркости лучи от бесконечно удаленного предмета фокусируются за сетчаткой.

Дальнозоркость вызывается слабой оптической силой глаза для данной длины глазного яблока: либо короткий глаз при нормальной оптической силе, либо малая оптическая сила глаза при нормальной длине.

Чтобы сфокусировать изображение на сетчатке, приходится все время напрягать мышцы ресничного тела. Чем ближе предметы к глазу, тем все дальше за сетчатку уходит их изображение и тем больше требуется усилий мышц глаза.

Дальняя точка дальнозоркого глаза находится за сетчаткой, т. е. в расслабленном состоянии он может четко увидеть лишь предмет, который находится позади него.

  • Дальняя точка глаза
  • Конечно, поместить предмет за глаз нельзя, но можно спроецировать туда его изображение при помощи положительных линз.
  • Дальняя точка глаза

При небольшой дальнозоркости зрение вдаль и вблизи хорошее, но могут быть жалобы на быструю утомляемость и головную боль при работе.

При средней степени дальнозоркости зрение вдаль остается хорошим, а вблизи затруднено.

При высокой дальнозоркости плохим становится зрение и вдаль, и вблизи, так как исчерпаны все возможности глаза фокусировать на сетчатке изображение даже далеко расположенных предметов.

У новорожденного глаз немного сдавлен в горизонтальном направлении, поэтому у глаза есть небольшая дальнозоркость, которая проходит по мере роста глазного яблока.

Читайте также:  Аналоги стрикс форте - чем заменить витамины для глаз

Аметропия

Аметропия (близорукость или дальнозоркость) глаза выражается в диоптриях как величина, обратная расстоянию от поверхности глаза до дальней точки, выраженной в метрах.

Оптическая сила линзы, необходимая для коррекции близорукости или дальнозоркости, зависит от расстояния от очков до глаза. Контактные линзы располагаются вплотную к глазу, поэтому их оптическая сила равна аметропии.

Например, если при близорукости дальняя точка находится перед глазом на расстоянии 50 см, то для ее исправления нужны контактные линзы с оптической силой в −2 диоптрии.

Слабая степень аметропии считается до 3 диоптрий, средняя — от 3 до 6 диоптрий и высокая степень — выше 6 диоптрий.

Астигматизм

При астигматизме фокусные расстояния глаза различны в разных сечениях, проходящих через его оптическую ось. При астигматизме в одном глазу сочетаются эффекты близорукости, дальнозоркости и нормального зрения.

Например, глаз может быть близоруким в горизонтальном сечении и дальнозорким в вертикальном сечении. Тогда на бесконечности он не сможет видеть ясно горизонтальных линий, а вертикальные будет четко различать.

На близком расстоянии, наоборот, такой глаз хорошо видит вертикальные линии, а горизонтальные будут расплывчатыми.

Причина астигматизма либо в неправильной форме роговицы, либо в отклонении хрусталика от оптической оси глаза. Астигматизм чаще всего является врожденным, но может стать следствием операции или глазной травмы.

Кроме дефектов зрительного восприятия, астигматизм обычно сопровождается быстрой утомляемостью глаз и головными болями.

Астигматизм корректируется при помощи цилиндрических (собирательных или рассеивающих) линз в сочетании со сферическими линзами.

Источник: http://mhlife.ru/prevention/hygiene/eyes.html

Оптическая система глаза

Хрусталик
разделяет
внутреннюю поверхность глаза на две
камеры
:
переднюю
камеру, заполненную водянистой влагой,
и заднюю камеру, заполненную стекловидным
телом.
Хрусталик представляет собой двояковыпуклую
эластичную линзу, которая крепится на
мышцах ресничного тела. Ресничное тело
обеспечивает изменение формы хрусталика.

Сокращение
или расслабление волокон ресничного
тела приводит к расслаблению или
натяжению цинновых связок, которые
отвечают за изменение кривизны хрусталика.

Глаз
позвоночных часто сравнивают с
фотокамерой, так как система линз
(роговица и хрусталик) дает перевернутое
и уменьшенное изображение объекта на
поверхности сетчатки.( Герман Гельмгольц).

  • Количество
    проходящего через хрусталик света
    регулируется переменной диафрагмой (зрачком),
    а хрусталик способен фокусировать более
    близкие и более удаленные объекты.
  • Оптическая
    система
    — диоптрический аппарат- представляет
    собой сложную, неточно центрированную
    систему линз, которая отбрасывает
    перевернутое, сильно уменьшенное
    изображение окружающего мира на сетчатку
    (мозг «переворачивает обратное
    изображение, и оно воспринимается как
    прямое) Оптическую
    систему глаза составляют — роговица,
    водянистая влага, хрусталик и стекловидное
    тело.
  • При
    прохождении лучей через глаз они
    преломляются на четырех поверхностях
    раздела:

1. Между воздухом и роговицей

2. Между роговицей и водянистой влагой

3. Между водянистой влагой и хрусталиком

4.
Между хрусталиком и стекловидным телом
.

Преломляющие
среды имеют разные показатели преломления.

{Сложность
оптической системы глаза затрудняет
точную оценку хода лучей внутри него и оценку изображения на сетчатке.
Поэтому пользуются упрощенной моделью
— «редуцированным глазом», в котором
все преломляющие среды объединяют в
единую сферическую поверхность и они
имеют один и тот же показатель преломления.

Большая
часть преломления происходит при
переходе из воздуха в роговицу — эта
поверхность действует как сильная линза
в 42 D, а также на поверхностях хрусталика.

Преломляющая сила

Преломляющая
сила линзы измеряется ее фокусным
расстоянием (f)

. Это то расстояние позади линзы, на
котором параллельные пучки света
сходятся в одной точке.

  1. Узловая
    точка

    точка в оптической системе глаза через
    которую лучи идут не преломляясь.
  2. Преломляющая
    сила рефракций любой оптической системы
    выражается в диоптриях.
  3. Диоптрия

    равна преломляющей силе линзы с фокусным
    расстоянием 100
    см или 1 метр
  4. Оптическая
    сила глаза вычисляется как обратное
    фокусное расстояние:
  5. 1/f=
    D
  6. где
    f
    заднее фокусное расстояние глаза
    (выраженное в метрах)
  7. В
    нормальном глазу общая преломляющая
    сила диоптрического аппарата составляет
    59
    D

    при
    рассматривании далеких предметов
    и 70,5
    D —

    при рассматривании
    близких предметов.

Аккомодация

  • Для
    получения четкого изображения предмета
    на каком-то определенном расстоянии
    оптическая система должна быть
    перефокусирована. Для этого существуют
    2-а простых способа –
  • а)
    смещение
    хрусталика относительно сетчатки, как
    в фотокамере (у лягушки); -( Уильям
    Бейц

    –американский офтальмолог –теория
    связана с поперечными и продольными
    мышцами -19 век)
  • б)
    или увеличение его преломляющей силы
    (у человека)
    – ( Герман Гельмгольц).

Приспособление
глаза к ясному видению удаленных на
разное расстояние предметов называют
— аккомодацией. Аккомодация происходит путем изменения кривизны поверхностей
хрусталика при помощи натяжения или
расслабления ресничного тела.

Усиление
рефракции хрусталика при аккомодации
на ближнюю точку достигается увеличением
кривизны его поверхности, т.е. он
становится более округлым, а на дальнюю
точку плоским.

Изображение на сетчатке получается
действительным уменьшенным и обратным.

При
аккомодации происходят изменения
кривизны хрусталика, т.е. его преломляющей
способности. Изменения кривизны
хрусталика обеспечивается его
эластичностью
и цинновыми связками
,
которые прикреплены к ресничному телу.
В ресничном теле находятся гладкомышечные
волокна.

При их сокращении тяга цинновых связок
ослабляется (они всегда натянуты и
растягивают капсулу сжимающую и
уплощающую хрусталик).

Хрусталик
вследствие своей эластичности принимает
более выпуклую форму, если происходит
расслабление цилиарной мышцы (ресничное
тело) — цинновые связки натягиваются и
хрусталик уплощается.

Таким
образом,
ресничные
мышцы являются аккомодационными мышцами.
Они
иннервируются парасимпатическими
нервными волокнами
глазодвигательного нерва.

Если закапать
атропин
(выключается парасимпатическая система)
нарушается
ближнее зрение,
так как происходит расслабление
ресничного тела и натяжение цинновых
связок — хрусталик уплощается.

Парасимпатические
вещества

пилокарпин
и эзерин-

вызывают
сокращение ресничной мышцы и расслабление цинновых связок.

  1. Хрусталик
    имеет выпуклую форму.
  2. В
    глазу с нормальной рефракцией резкое
    изображение далекого объекта на сетчатке образуется только в том случае,
    если расстояние между передней поверхности
    роговицы и сетчаткой составляет 24,
    4 мм

    (в среднем 25-30
    см)
  3. Расстояние
    наилучшего зрения

    — это расстояние, на котором нормальный
    глаз испытывает наименьшее напряжение
    при рассматривании деталей предмета.
  4. Для
    нормального глаза молодого человека
    дальняя
    точка ясного видения лежит в бесконечности.
  5. Ближняя
    точка ясного видения находится на
    расстоянии 10 см от глаза

    (ближе четко видеть нельзя лучи идут
    параллельно).
  6. С
    возрастом из-за отклонения формы глаза
    или преломляющей силы диоптрического
    аппарата эластичность хрусталика
    падает.

В
пожилом возрасте ближняя точка сдвигается
(старческая дальнозоркость или
пресбиопия),
так в
25 лет
ближняя
точка располагается на расстоянии уже
около 24
см
,
а к 60
годам уходит на бесконечность
.

Хрусталик с возрастом становится менее
эластичным и при ослаблении цинновых
связок его выпуклость или не изменяется
или изменяется незначительно. Поэтому
ближайшая точка ясного видения
отодвигается от глаз. Коррекция этого
недостатка за счет двояковыпуклых линз.

Существуют еще две аномалии преломления
лучей (рефракции) в глазу.

1.
Близорукость или миопия
(фокус
перед сетчаткой в стекловидном теле).

2.
Дальнозоркость или гиперметропия
(фокус
перемещается за сетчатку).

Основной
принцип всех дефектов состоит в том,
чтопреломляющая
сила и длина глазного яблока
не
согласуется между собой.

При
миопии

— глазное
яблоко слишком длинно, а преломляющая
сила имеет нормальную величину.
Лучи
сходятся перед сетчаткой
в стекловидном теле, а на сетчатке
возникает круг расстояния.

У близорукого
дальняя точка ясного видения находится
не в бесконечности, а на конечном, близком
расстоянии.

Корректирование — необходимо
уменьшить
преломляющую силу глаза, используя
вогнутые линзы с отрицательными
диоптриями.

При
гиперметропии

и пресбиопии
(
старческая),
т.е.

дальнозоркости,
глазное
яблоко является слишком коротким и
поэтому параллельные лучи отдалеких
предметов собираются сзади сетчатки,
а на ней получается расплывчатое
изображение предмета.

Этот недостаток
рефракции может быть компенсирован
путем аккомодационного усилия, т.е.
увеличением выпуклости хрусталика.
Коррекция
с помощью положительных диоптрий, т.е.
двояковыпуклых линз.

Астигматизм
— (относится к аномалиям рефракции)
связан с неодинаковым
преломлением лучей

в разных направлениях (н-р по вертикальному
и горизонтальному меридиану). Все люди
в небольшой степени являются астигматиками.
Это связано с несовершенством строения
глаза в результате не
строгой сферичности роговицы

(используют цилиндрические стекла).

Источник: https://studfile.net/preview/7050185/page:2/

Оптическая система глаза: описание, функции

В наших глазах находится сложная структура, которая состоит из множества важных элементов. Эту структуру принято называть оптической системой глаза. Согласованное функционирование каждого из составляющих оптической системы позволяет нам видеть окружающий мир. Здесь происходят рассеивание, преломление и фокусировка светового пучка и, как результат, создание качественного изображения.

Оптическая система глаза — что это?

Оптическая система глаза — это несколько структур-компонентов, принимающих участие в преломлении световых волн. Данный процесс необходим, чтобы лучи света фокусировались четко на плоскости сетчатки и формировали реальное изображение предмета.

Оптическая система глаза состоит из нескольких отделов — в нее входят:

  • Роговица глаза
  • Влага передней камеры глаза.
  • Хрусталик
  • Стекловидное тело
  • Сетчатка

Симптоматика заболеваний оптической системы глаза

  • Основные характеристики оптической системы глаза — это радиус кривизны поверхностей, толщина хрусталика и роговицы, длина оси глаза (прямой линии, проходящей через центральные точки всех преломляющих поверхностей), глубина передней камеры, а также индекс преломления.
  • При патологических изменениях данных величин у человека развиваются различные заболевания зрительного аппарата, среди которых:
  • Астенопия (быстрая утомляемость глаз)
  • Миопия (близорукость)
  • Косоглазие
  • Астигматизм
  • Кератоконус (изменение формы «выпячивание» роговицы глаза).
  • Как правило, при развитии заболеваний оптической системы глаза возникают следующие симптомы:
  • Появление тумана перед глазами
  • Снижение остроты зрения
  • Двоение в глазах
  • Головная боль
  • Повышенная утомляемость.

Диагностика заболеваний оптической системы глаза

В Глазной клинике доктора Беликовой осмотр оптической системы глаза проводят с помощью ультразвуковых и оптических методов мы определяем:

  • Длину оси глаза
  • Размеры передней камеры
  • Радиус, диаметр, кривизну, толщину роговицы
  • Оптическую силу (рефракцию) глаза
  • Оптическую силу ИОЛ (интраокулярной линзы)
  • Целостность структур глаза (срезов, плоскостей тканей роговицы, передней камеры, передней и задней капсулы хрусталика, склеры, сетчатки).

Для лечения заболеваний оптической системы глаза мы применяем современные методы коррекции зрения.

Источник: https://Belikova.net/encyclopedia/stroenie_glaza/opticheskaya_sistema_glaza/

Ссылка на основную публикацию