"Глаз как оптическая система".

Глаз как оптическая система
По подсчетам ученых, около 90% всей информации о внешнем мире мы
получаем благодаря зрению. Он обеспечивает восприятие различных предметов,
их цвет, форму, величину расстояния до них, взаимное расположение в
пространстве, движения тел. Практически все виды трудовой деятельности
осуществляются при участии зрения.
Строение глаза. Рассмотрим рис. 73, где изображены строение глаза человека.
Глаз человека состоит из глазного яблока и вспомогательных органов,
которыми являются веки, железы, вырабатывающие слезы, мышцы, двигающие
глаза.
Глазное яблоко с помощью зрительного нерва соединено с головным
мозгом. Место, где зрительный нерв входит в глаз неблагоприятное к свету,
поэтому получило название слепое пятно.
Диаметр глазного яблока около 2,5 см.
Глаз содержит три оболочки:
-
Внешняя белковая оболочка или склера спереди переходит
в роговицу. Роговица действует как уборочная линза и обеспечивает 75%
способности глаза преломлять свет.
-
Средняя - сосудистая оболочка , которая спереди переходит в радужной
оболочки, которая неодинаково окрашена в разных людей. В радужной
оболочке имеется круглое отверстие в центре - зрачок. Зрачок сужается в
случае усиления интенсивности света и расширяется в случае ослабления.
-
Внутренняя - сетчатка. Сетчатка является светочувствительной
участком глаза и светочувствительным элементом - колбочки и
палочки. Колбочки чувствительны к цветного света, а палочки реагируют
на малую освещенность и обеспечивают зрение в темное время суток.
Между роговицей и радужной оболочкой содержится водянистая жидкость. По
зрачком расположен хрусталик - прозрачное тело, по форме похожее на
двояковыпуклую линзу. Хрусталик окружен мышцами, которые прикрепляют
его склеры. Эти мышцы могут изменять выпуклость хрусталика, то есть его
фокусное расстояние, а следовательно и оптическую силу. Фокусным
расстоянием глаза называется расстояние от центра хрусталика к сетчатке. У
большинства людей она составляет17 мм. Тогда оптическая сила глаза: .
Рис. 73. Строение глаза человека
Анимация "Как мы видим".
По хрусталиком находится стекловидное (или стекловидное) тело - прозрачная
студенистая вещество, заполняющее пространство между хрусталиком и
сетчаткой.
Чувствительна часть сетчатки расположена прямо напротив зрачка и
называется желтым пятном.
Как мы видим? Оптические свойства глаза можно сравнить с фотоаппаратом, а
процессы, происходящие в сетчатке - с фотолабораторией.
Свет, попадающий в глаз проходит через роговицу, водянистую жидкость,
хрусталик и стекловидное тело, которые по сути представляют
собой оптическую систему глаза . Действуя как уборочная двояковыпуклой
линзы оптическая система глаза преломляет свет и на сетчатке глаза образуется
действительное, уменьшенное, перевернутое изображение предметов (рис. 74).
Рис. 74. Изображение, образуется на сетчатке глаза
Анимация "Ход лучей в глазе".
Свет, образующей изображение, является раздражителем зрительного нерва. С
помощью нервных волокон раздражения передаются в мозг. Мозг
«переворачивает» изображение, поэтому предметы воспринимаются как
прямые.
Человек может одновременно рассматривать предметы с помощью двух глаз, то
есть имеет бинокулярное зрение (большинство животных смотрят каждым
глазом отдельно). Благодаря бинокулярном зрения мы видим предметы
объемными, можем оценивать, какие предметы расположены дальше, а какие
ближе к нам.
Мы видим предметы четкими, хотя они могут находиться на разных
расстояниях. Благодаря специальным мышцам меняется фокусное расстояние
оптической системы глаза, что и дает возможность четко видеть предметы,
находящиеся на разных расстояниях. Это свойство глаза
называют аккомодацией (от латинского слова, означающего приспособление).
Расстояние наилучшего видения для нормального глаза около 25 см, При этом
глаз не напрягается и не так быстро устает.
Недостатки зрения. Очки. Четкое изображение предметов должно получаться на
сетчатке глаза (рис. 75). Но по разным причинам оптическая система глаза
может несколько измениться - уменьшается или увеличивается ее фокусное
расстояние, что приводит к возникновению близорукости или дальнозоркости.
Рис. 75. а - нормальный глаз, б - близорукий глаз, в - дальнозоркий глаз
Близорукость - недостаток зрения, при которой фокус оптической системы
глаза находится перед сетчаткой.
Расстояние наилучшего зрения в случае близорукости меньше 25
см. Изображение на сетчатке от удаленных предметов образуется
нечетким. Именно поэтому близорукая человек, чтобы рассмотреть предмет в
руках, подносит его близко к глазам. Близорукость корректируется ношением
очков с рассеивающей линзы , благодаря чему фокусное расстояние глаза
возрастает.
Дальнозоркость - это недостаток зрения, при которой фокус оптической
системы глаза находится за сетчаткой.
Расстояние наилучшего зрения в случае дальнозоркости большая 25 см,
Поэтому рассматривая предмет, человек отодвигает его от глаз. Дальнозоркость
корректируется ношением очков с собирательными линзами.
Интеракт. модель "Исправление близорукости или дальнозоркости с
помощью очков".
Другие свойства зрения. Благодаря зрачка можно регулировать интенсивность
светового потока, попадающего на сетчатку. Зрачок сужается в случае усиления
интенсивности света и расширяется в случае ослабления.Способность глаза
приспосабливаться к различной яркости предметов называется адаптацией.
Для человеческого глаза присуще такое явление, как инерция
зрения. Зрительные ощущения остаются сразу после прекращения действия
раздражителя, а сохраняются в сознании человека еще примерно 0,1 с.
Зрительную инерцию широко используют в анимационном кино. Картинки на
экране очень быстро (24 кадра в секунду) сменяют друг друга, во время их
смены экран не освещается, но зритель этого не замечает - он просто видит
непрерывную смену кадров.
Вопросы повторения учебного материала.