Світлозаломлюючий апарат ока - Медицина, здоров’я
2.3 Світлозаломлюючий апарат ока
Око є складною оптичною системою лінз, які утворюють на сітківці перевернуте і зменшене зображення зовнішнього світу.
Діоптричний апарат складається з прозорої рогівки, передньої та задньої камер, заповнених водянистою хвилею, райдужної оболонки, навколишньої зіниці, кришталика та склоподібного тіла.
Заломлююча сила ока залежить від радіусу кривизни рогівки, передньої та задньої поверхні кришталика, від показників заломлення повітря, рогівки, водянистої вологи, кришталика, склоподібного тіла. Знання цих показників, а також деяких додаткових відомостей дозволило за спеціальними формулами розрахувати загальну заломлюючу силу діоптричного апарату ока. Вона дорівнює для ока 58,6 діоптрій.
Заломлююча сила вимірюється рівнянням 1/f де f- фокусна відстань. Якщо воно задано в метрах, одиницею заломлюючої (оптичної) сили, буде діоптрія. Сама ж фокусна відстань
Мал. 9. Побудова зображення.
АВ – предмет; аб - його зображення; 0 – вузлова точка.
позаду лінзи залежить від різниці показників заломлення на межі двох поверхонь розділу та від радіусу кривизни розділу цих середовищ.
Основними заломлюючими середовищами є рогівка та кришталик. Кришталик укладено в капсулу, яка прикріплена ціановими зв'язками до війного тіла. Завдяки скороченню війних м'язів змінюється кривизна кришталика. 4
Мал. 10 Кришталик та війний поясок.
1 – речовина кришталика. Складається з ядра та кори, 2 – кора кришталика; 3 - ядро кришталика; 4 - епітелій кришталика: 5 - задня поверхня кришталика; 6 - волокна кришталика; 7 – капсула кришталика. Прозора мембрана до 15 мкм завтовшки,яка оточує кришталик. Служить місцем прикріплення війного паска; 8 - війний поясок. Фіксуючий апарат кришталика, що складається з радіально орієнтованих волокон різної довжини: 9 - волокна пояска. Вони починаються від капсули кришталика і переходять у війне тіло.
Проходження світлових променів через поверхню, що розмежовує два середовища з різною оптичною густиною, супроводжується заломленням променів (рефракцією). Наприклад, при проходженні променів через рогівку спостерігається їхнє заломлення, т.к. оптична щільність повітря та рогівки сильно відрізняються. Далі промені від джерела світла проходять через двоопуклу лінзу - кришталик. В результаті заломлення промені сходяться в деякій точці позаду кришталика - у фокусі. Заломлення залежить від кута падіння світлових променів на поверхню лінзи: Чим більший кут падіння, тим сильніше заломлюються промені. Промені, що падають на краї лінзи, більше заломлюються, ніж центральні промені, що проходять через центр перпендикулярно до лінзи, які зовсім не заломлюються. Це веде до появи на сітківці розмитої плями, що зменшує гостроту зору. Гострота зору відображає здатність оптичної системи ока отримувати чіткі зображення на сітківці.
2.3.1 Недосконалість оптичної системи ока
Як оптична система очей не є досконалим. Пояснюється це кількома причинами.
Одна з них полягає в тому, що поверхня рогівки несиметрична щодо оптичної осі ока. Кривизна рогівки у верхніх та нижніх її частинах дещо більша, ніж у бічних – лівій та правій. Це зменшує чіткість зображення на сітківці.
Друге явище отримало назву сферичної аберації. Справа в тому, що фокусна відстань для променів, що проходять
Мал. 11 Схема сферичноїаберації.
Центральні промені 1-1 збираються у фокусі f3, що лежить на сітківці:
крайові промені 2-2 та 3-3 збираються у фокусах f2 та f1, що лежать перед сітківкою. Вертикальні лінії А-А перед кришталиком зображують райдужну оболонку, що не пропускає крайових променів, що сприяє чіткості зображення.
через оптичну вісь і променів, що проходять через периферичні частини кришталика, відрізняється. Це спричиняє появу на сітківці розмитого зображення. Частковою компенсацією цього явища може бути відсікання периферичних променів, що падають на кришталик. У цьому випадку чіткість зображення збільшується. Це відбувається при звуженні зіниці.
Третя причина недосконалостей оптичної системи ока викликана наступним. Прості лінзи заломлюють світло різної довжини хвиль неоднаково. Світло з більш короткою довжиною хвилі в межах видимої частини спектра переломлюється більше, ніж більш довгої. Це було названо хроматичної аберацією.
Наступний дефект зору пов'язаний із порушенням процесів акомодації. Під акомодацією розуміється пристосування ока до бачення різновидалених предметів. Механізм акомодації ось у чому. Зміна кривизни кришталика викликається скороченням війкових м'язів, які змінюють опуклість
кришталика. Кришталик знаходиться в капсулі, яка прикріплена до зв'язків, у свою чергу, пов'язаних з війним тілом. Зв'язки завжди натягнуті, і їх натяг передається капсулі, що стискає та ущільнює кришталик. У війному тілі знаходяться гладкі ми-
Мал. 12 Схема рефракції в далекозорому (1), нормальному (2) та короткозорому (3) оці
щічні волокна. При їх скороченні тяга зв'язок послаблюється, а значить, зменшується тиск на кришталик, який внаслідок своєї еластичності приймає більш опуклуформу. Скорочення м'язів регулюється парасимпатичною та симпатичною частинами вегетативної нервової системи.
Порушення заломлення променів виступає у двох формах - короткозорості (міопії) та далекозорості (гіперметропії).
Короткозорість може бути обумовлена або великою довжиною очного яблука, або підвищеною заломлюючою здатністю кришталика. У цьому випадку головний фокус заломлення розташовуватиметься не на сітківці, а перед нею.
Далекозорість пояснюється або зменшенням заломлюючої сили кришталика, або зменшенням величини очного яблука. У цих випадках фокус перебуватиме за сітківкою.
Крім перерахованих вище дефектів оптичної системи ока можуть відбуватися зміни внутрішнього складу кришталика та склоподібного тіла, що ведуть до їх помутніння. Тому при заломленні світла спостерігається його дифузне розсіювання. При розгляді білого фону поверхні людина бачить кружечки, крапки і т.д.