Око як оптичний прилад

Відео: Біоніка. загадки зору

Око можна порівняти з технічним пристроєм, призначеним для передачі зображень - фото- або кінокамерою, передавальним пристроєм телевізійної системи.

Анатомічно очне яблуко людини являє собою майже правильну сферу діаметром близько 25 мм. Воно складається з трьох оболонок - зовнішньої фіброзної, середньої судинної і внутрішньої (сітківки), які оточують ядро очі. Воно включає водянисту вологу, кришталик і склоподібне тіло.


У свою черги, фіброзна оболонка складається з непрозорої частини - склери, що охоплює більшу частину очного яблука, і передній прозорої частини - рогівки. Рогівка злегка підноситься над рівнем сфери очного яблука, так як радіус її кривизни менше (близько 8 мм), ніж радіус склери (близько 12 мм).

У судинній оболонці виділяють три частини: найбільша за площею, власне судинна, вистилає зсередини приблизно 2/3 склери. Спереду вона переходить в більш товсте війкового (циліарного) тіло, а ще далі вперед, на рівні переходу склери в рогівку, в райдужку. Вона являє собою лежачу під внутрішньоочної рідини круглу мембрану з отвором в центрі - зіницею. Райдужка має два м`язи, одна з яких розширює, а інша - звужує зіницю. Внутрішня оболонка очного яблока- сітківка - вистилає у вигляді тонкої плівки всю судинну оболонку від заднього полюса ока до війкового тіла. Вона є тією оболонкою, на якій зображення формується і перетвориться в нервовий сигнал.

Клітини, в яких світло перетвориться в нервовий імпульс, називаються фоторецепторами. Вони бувають двох видів: палички, які чутливі до слабкого світла і збуджуються при низькій освещенності- колбочки, які чутливі до перепадів освітленості при високих її значеннях, володіють високою роздільною здатністю і спроможністю сприймати колір.

Палички розосереджені по всій периферії сітківки. У центральній її частині, що займає задній полюс очного яблука, розташовані колбочки. Вони заповнюють особливу зону сітківки - овал розміром приблизно 3x2 мм. Ця зона називається жовтою плямою. У центрі його знаходиться особливо чутливий до перепадів освітленості ділянку діаметром 0,3 мм - центральна ямка.

Центральна ямка забезпечує здатність до розрізнення дрібних деталей видимих предметів, т. Е. Гостроту зору. Гострота зору вимірюється в десяткових дробах 0,1- 0,2 ... 1,0 1,1 1,2 і т. Д. За норму, відповідну гостроті зору 1,0, приймається така различительная здатність очі, при якій дві точки видно як роздільні, якщо кут між променями, що йдуть від них в око, дорівнює 1 `.


При цьому промені від двох точок потрапляють якраз на дві колбочки, між якими розташована ще одна колба (збудженому). Гострота зору може бути набагато вище, і це залежить від умов, в яких вона досліджується. Але гіпотеза двох несуміжних колб не втратила своєї сили.

Якщо кут між мінімально помітними точками дорівнює 2 `, то гострота зору дорівнює 0,5, якщо 10`, то 0,1, і т. Д. Інакше кажучи, гострота зору дорівнює зворотній величині граничного кута розрізнення, вираженого в хвилинах. Гострота зору - основна функція очі, на яку орієнтуються при підборі очок.

Внутрішня частина очного яблука заповнена прозорими внутрішньоочного середовищами: сегмент між рогівкою і райдужкою (передня камера) заповнений водянистою вологою. Безпосередньо за райдужкою знаходиться еластичне. щільне сочевицеподібне освіту - кришталик. Він підвішений до ресничному тілу за допомогою густий мережі фіброзних тяжів, званих ресничной (цинновой) зв`язкою. Велика частина очного яблука, що знаходиться за кришталиком, заповнена студнеобразной масою - склоподібним тілом.

Рогівка, водяниста волога, кришталик і склоподібне тіло є заломлюючими світло середовищами. Разом вони утворюють оптичну систему ока.

Наближено можна вважати, що заломлюють поверхні рогівки і кришталика Сферичність і їх оптичні осі збігаються, т. Е. Очей є системою центрованої.

Найбільш вдале опис оптичної системи середнього нормального людського ока належить шведському оптику Гулльстранду.


Запропоновано і більш прості схеми оптичної системи очі, в яких є тільки одна заломлююча поверхня - передня поверхня рогівки - і одне середовище - усереднена внутриглазная субстанція. Показники скороченої очі були розраховані радянським офтальмологом В.К. Вербицьким. Його основні характеристики: головна площину стосується вершини рогівки, радіус кривизни рогівки становить 6,82 мм, довжина переднезадней осі - 23,4 мм, показник заломлення внутрішньоочної середовища - 1,4, загальна заломлююча сила очі - 58,82 дптр.


Всі ці характеристики відносяться до середнього оці. Насправді вони значно варіюють. Так, заломлююча сила рогівки коливається в межах 38-46 дптр, кришталика - 15-23 дптр, загальна заломлююча сила очі - 52-71 дптр, довжина осі очі - 19-30 мм.

Як вже говорилося, очей може бути порівняний з приладом для передачі зображень, наприклад з телевізійної передавальної камерою - Відікон.


Як і технічні оптичні камери, очей забезпечений пристроєм для наведення об`єктива на об`єкт - окоруховим апаратом - і регулювання різкості зображень предметів, що знаходяться на різній відстані, - апаратом акомодації.

окоруховий апарат включає зовнішні м`язи очі - по 6 м`язів в кожному оці: внутрішню, зовнішню, верхню і нижню прямі, верхню і нижню косі. Завдяки їх злагодженій роботі очей постійно здійснює пошукові руху і при появі в поле зору будь-якого нового об`єкта, що привертає увагу, робить поворот (стрибок) таким чином, щоб зображення цього об`єкта потрапило на центральну ямку.

Ю.З. Розенблюм