Глаз, как оптическая сила. Бинокулярное зрение.
Презентация о строении глаза, зрении.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 Глаз, как оптическая сила. Бинокулярное зрение.Презентация. | 516.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Цель : Рассмотреть строение глаза, его оптическую схему. Узнать, что такое бинокулярное зрение.
Строение глаза На рисунке 2.1. изображен разрез глазного яблока и показаны основные детали глаза. Рис. 2.1. Горизонтальный разрез правого глаза.
Глаз представляет собой шаровидное тело (глазное яблоко), почти полностью покрытое непрозрачной твердой оболочкой (склерой). В передней части глаза оболочка переходит в выпуклую и прозрачную роговицу. Склера и роговица обуславливают форму глаза, защищают его и служат местом крепления глазодвигательных мышц. Диаметр всего глазного яблока около 22-24 мм, масса 7-8 г. Тонкая сосудистая пластинка (радужная оболочка) является диафрагмой, ограничивающей проходящий пучок лучей. Через отверстие в радужной оболочке (зрачок) свет проникает в глаз. В зависимости от величины падающего светового потока диаметр зрачка может изменяется от 1 до 8 мм. Помимо сосудов радужная оболочка содержит большое количество пигментных клеток, в зависимости от их содержания и глубины залегания радужная оболочка имеет различный цвет. Когда в радужной оболочке нет никакого цветного вещества, то она кажется красной от крови, заключенной в пронизывающих ее кровеносных сосудах. В этом случае глаза плохо защищены от света и иногда страдают светобоязнью (альбинизмом), но в темноте превосходят по остроте зрения глаза с темной окраской.
Хрусталик представляет собой двояковыпуклую эластичную линзу, которая крепится на мышцах ресничного тела . Ресничное тело обеспечивает изменение формы хрусталика. Хрусталик разделяет внутреннюю поверхность глаза на две камеры: переднюю камеру , заполненную водянистой влагой, и заднюю камеру , заполненную стекловидным телом. Внутренняя поверхность задней камеры покрыта сетчаткой , представляющей собой светочувствительный слой. Получаемое светочувствительными элементами сетчатки раздражение передается волокнам зрительного нерва и по ним достигает зрительных центров мозга. Между сетчаткой и склерой находится тонкая сосудистая оболочка , состоящая из сети кровеносных сосудов, питающих глаз. Место входа зрительного нерва представляет собой слепое пятно . Немного выше расположено желтое пятно – участок наиболее ясного видения. Линия, проходящая через центр желтого пятна и центр хрусталика, называется зрительной осью . Она отклонена от оптической оси глаза на угол около 5°.
2.1.2. Упрощенная оптическая схема глаза Поток излучения, отраженный от наблюдаемого предмета, проходит через оптическую систему глаза и фокусируется на внутренней поверхности глаза – сетчатой оболочке, образуя на ней обратное и уменьшенное изображение (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое). Оптическую систему глаза составляют роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело (рис. 2.2). Особенностью этой системы является то, что последняя среда, проходимая светом непосредственно перед образованием изображения на сетчатке, обладает показателем преломления, отличным от единицы. Вследствие этого фокусные расстояния оптической системы глаза во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри глаза (заднее фокусное расстояние) неодинаковы. Рис. 2.2. Оптическая система глаза
Преломление света в глазе происходит главным образом на его внешней поверхности – роговой оболочке, или роговице, а также на поверхностях хрусталика. Радужная оболочка определяет диаметр зрачка, величина которого может изменяться непроизвольным мышечным усилием от 1 до 8 мм. Оптическая система глаза чрезвычайно сложна, поэтому при расчетах хода лучей обычно пользуются упрощенными, эквивалентными истинному глазу «схематическими глазами». В таблице 2.1 приведены данные для аккомодированного и не аккомодированного глаза № В состоянии покоя В состоянии наибольшей аккомодации пов-ти радиус кривизны осевое расстояние показатель преломления радиус кривизны осевое расстояние показатель преломления 1 7,7 0,5 1,376 7,7 0,5 1,376 2 6,8 3,1 1,336 6,8 2,7 1,336 3 10,0 3,6 1,386 5,33 4,0 1,386 4 -6,0 15 1,336 -5,33 15 1,336 Оптическая сила Оптическая сила Таблица 2.1. Данные «схематического глаза».
Оптическая сила глаза вычисляется как обратное фокусное расстояние: , где – заднее фокусное расстояние глаза, выраженное в метрах 2.1.3. Аккомодация Аккомодация – это способность глаза приспосабливаться к четкому различению предметов, расположенных на разных расстояниях от глаза. Аккомодация происходит путем изменения кривизны поверхностей хрусталика при помощи натяжения или расслабления ресничного тела. Когда ресничное тело натянуто, хрусталик растягивается, и его радиусы кривизны увеличиваются. При уменьшении натяжения мышцы хрусталик под действием упругих сил увеличивает свою кривизну. 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 (рис. 2.4). а) дальняя точка б) ближняя точка Рис. 2.4. Изображение ближней и дальней точки Разность обратных величин расстояний между ближней и дальней точкой называют диапазоном аккомодации глаза (измеряется в дптр).
С возрастом способность глаза к аккомодации постепенно уменьшается. Скажем, в возрасте 20 лет для среднего глаза ближняя точка находится на расстоянии около 10 см (диапазон аккомодации 10 дптр), в 50 лет ближняя точка располагается на расстоянии уже около 40 см (диапазон аккомодации 2.5 дптр), 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. В среднем расстояние наилучшего зрения составляет около 25-30 см, хотя для каждого человека оно может быть индивидуальным.
Далеко не у всех людей глаз является нормальным . Нередко задний фокус глаза в спокойном состоянии находится не на самой сетчатке (как у нормального глаза), а с той или другой стороны от нее. Если фокус глаза в спокойном состоянии лежит внутри глаза перед сетчаткой (рис. 2, а ), то глаз называется близоруким. Такой глаз не может отчетливо видеть отдаленные предметы, так как напряжение мышц при аккомодации еще сильнее отдаляет фокус от сетчатки. Для исправления близорукости глаза должны быть снабжены очками с рассеивающими линзами (рис. 2, б). Рис. 2. Близорукость глаза (а) исправляется с помощью рассеивающей линзы (б); дальнозоркость (в) — с помощью собирающей линзы (г)
В дальнозорком глазе фокус при спокойном состоянии глаза находится за сетчаткой (рис. 2, в). Дальнозоркий глаз преломляет слабее нормального. Для того чтобы видеть даже весьма удаленные предметы, дальнозоркий глаз должен делать усилие; для видения близко лежащих предметов аккомодационная способность глаза уже недостаточна. Поэтому для исправления дальнозоркости употребляются очки с собирающими линзами (рис. 2, г ), приводящие фокус глаза в спокойном состоянии на сетчатку.
Хотя глаз и не представляет собой тонкую линзу, в нем можно все же найти точку, через которую лучи проходят практически без преломления, т. е. точку, играющую роль оптического центра . Оптический центр глаза находится внутри хрусталика вблизи задней поверхности его. Расстояние h от оптического центра до сетчатой оболочки, называемое глубиной глаза, составляет для нормального глаза 15 мм . Зная положение оптического центра, можно легко построить изображение какого-либо предмета на сетчатой оболочке глаза. Изображение всегда действительное, уменьшенное и обратное (рис. 3, а). Угол φ, под которым виден предмет S 1 S 2 из оптического центра глаза О, называется углом зрения Сетчатая оболочка имеет сложное строение и состоит из отдельных светочувствительных элементов. Поэтому две точки объекта, расположенные настолько близко друг к другу, что их изображения на сетчатке попадают на один и тот же элемент, воспринимаются глазом как одна точка. Минимальный угол зрения, под которым две светящиеся точки или две черные точки на белом фоне воспринимаются глазом еще раздельно, составляет приблизительно одну минуту.
Рис. 3. а) Угол зрения (φ= S '1 S '2/ h = S 1 S 2,/ D ; б) при увеличении угла зрения увеличивается изображение рассматриваемого предмета на сетчатке; N = b '/ b =φ'/φ
Глаз плохо распознает детали предмета, которые он видит под углом менее 1'. Это — угол, под которым виден отрезок, длина которого 1 см на расстоянии 34 м от глаза. При плохом освещении (в сумерках) минимальный угол разрешения повышается и может дойти до 1°. Значительное увеличение угла зрения достигается с помощью оптических приборов. По своему назначению оптические приборы, вооружающие глаз, можно разбить на следующие две большие группы. 1. Приборы, служащие для рассматривания очень мелких предметов (лупа, микроскоп). Эти приборы как бы «увеличивают» рассматриваемые предметы. 2. Приборы, предназначенные для рассматривания удаленных объектов (зрительная труба, бинокль, телескоп и т. п.). Эти приборы как бы «приближают» рассматриваемые предметы. Благодаря увеличению угла зрения при использовании оптического прибора размер изображения предмета на сетчатке увеличивается по сравнению с изображением в невооруженном глазе и, следовательно, возрастает способность распознавания деталей. Отношение длины изображения на сетчатке в случае вооруженного глаза b ' к длине изображения для невооруженного глаза b (рис. 3, б) называется увеличением оптического прибора.
Поля зрения. Под полем зрения понимают всё пространство, которое воспринимается неподвижным глазом. Поле зрения принято изображать на круге. Центр круга соответствует зрительной оси. Граница круга отстоит относительно зрительной оси на угол в 90°. Поле зрения, показанное белым цветом на рисунке слева, разделено на квадранты. Дальше всего отстоит от зрительной оси наружная граница (височная половина) поля зрения. Поля зрения в норме ограничены: сверху бровями, снизу щеками, медиально носом. Отсутствие рецепторов в сетчатке диска зрительного нерва является причиной образования овального слепого пятна в нормальном поле зрения, расположенного на 15° снаружи от зрительной оси.
Поля зрения в норме перекрываются. Область наложения одного поля зрения на другое соответствует зоне бинокулярного зрения. Бинокулярное зрение - это зрение двумя глазами, при условии, что изображение, падающее на макулярную область в коре головного мозга сливается в единый корковый образ. Благодаря бинокулярному зрению мы определяем расстояние от предмета до предмета, объем, взаимное расположение предметов. У новорожденных нет сочетанных движений глаз, они появляются лишь через 2-3 недели, однако бинокулярного зрения еще нет. Бинокулярное зрение считают сформированным к 3-4 годам, окончательно устанавливается к 6-7 годам. Таким образом, дошкольный возраст наиболее опасен для развития нарушения бинокулярного зрения (формирования косоглазия). Условия для формирования нормального бинокулярного зрения: хороший оптический аппарат (прозрачная среда, лучи света должны собираться на сетчатке). хороший световоспринимающий аппарат хороший мышечный аппарат Всякое расстройство бинокулярного зрения ведет к содружственному косоглазию. Чаще развивается в детском возрасте, движение глаз сохраняется в полном объеме.
Движения глазных яблок. Движение глазных яблок осуществляется благодаря координированному сокращению шести мышц четырёх прямых и двух косых. Функцию каждой из этих мышц и её нерва можно проверить, попросив больного сделать глазами движение, которое осуществляется этой мышцей. Различают шесть основных направлений движения, которые указаны на рисунке цветными линиями. Например, при взгляде вниз и вправо движение правого глаза осуществляется главным образом за счёт сокращения нижней прямой мышцы (III пара черепных нервов), а движение левого глаза за счёт сокращения левой верхней косой мышцы (IV пара черепных нервов). При параличе одной из этих мышц глаз отклоняется от своего нормального положения и утрачивается способность к ассоциированным движениям глаз.
Латеральнее зоны бинокулярного зрения - зрение монокулярное
Зрительные пути. Для того чтобы человек увидел предмет, свет, отражённый от предмета, должен пройти через зрачок и сфокусироваться на чувствительных нейронах сетчатки. Изображение предмета, проецируемое на сетчатку, получается перевёрнутым, так что свет от верхнего носового квадранта поля зрения возбуждает нейроны нижнего височного квадранта сетчатки.
Нервные импульсы, возникающие в результате раздражения рецепторов светом, проводятся от сетчатки по зрительному нерву, зрительному тракту, затем по проводящим путям, называемым зрительной лучистостью, которая заканчивается в зрительной коре, расположенной в затылочной доле.
Реакция зрачка. Под реакцией зрачка понимают изменение диаметра зрачка в ответ на световое раздражение и при попытке сфокусировать взгляд на близком предмете. Реакция зрачков на свет. При попадании светового пучка на сетчатку одного глаза происходит сужение зрачка как этого глаза (прямая реакция на свет), так и другого (содружественная реакция). Начало чувствительных путей этого рефлекса аналогично таковому в описанной схеме зрительного восприятия: сетчатка, зрительный нерв и зрительный тракт. Однако в среднем мозге эти пути замыкаются на ядрах глазодвигательных нервов, возбуждение которых вызывает сокращение мышцы радужки, суживающей зрачок . Рис. Рефлекторная дуга реакции зрачков на свет
Реакция зрачков на конвергенцию с аккомодацией. При переводе взгляда с отдалённых предметов на близкие происходит сужение зрачков. Эта реакция, подобно реакции на свет, реализуется через глазодвигательный нерв. Одновременно с сужением зрачков происходят конвергенция и аккомодация увеличение выпуклости хрусталика, обусловленное сокращением ресничной мышцы. Благодаря такому изменению формы хрусталика изображение предмета фокусируется на сетчатку, но для исследующего оно незаметно.
Вывод : На рисунках рассмотрены строение глаза, его оптическая схема. Я узнала, что защищает глаз и обусловливает его форму, где происходит преломление света в глазе, где находится оптический центр, рассмотрела угол зрения и поля зрения. Также я выяснила, что такое аккомодация и бинокулярное зрение .
Список используемой литературы : http://www.college.ru/ http://www.si-med.ru/ http://www.fizmir.org/
Заяц-хваста
Прекрасная химия
Сказка "Узнай-зеркала"
О путнике
Рисуем акварелью: "Романтика старого окна"