Товары не выбраны

ГЛАЗ

Глаз является природным оптическим инструментом и имеет сложное устройство (рис. 67). Снаружи глаз покрыт твердой белковой оболочкой — склерой толщиной 0,4—1,1 мм. Передняя часть склеры прозрачна, несколько изогнута, она называется роговицей. Ее наружный покров переходит в конъюнктиву, прикрепленную к векам. За роговой оболочкой спереди располагается передняя камера. Она заполнена водянистои влагой. Под склерой расположена сосудистая оболочка, представляющая собой систему кровеносных сосудов, питающих глаз. Спереди сосудистая оболочка переходит в радужную оболочку. Радужная оболочка посередине имеет отверстие, выполняющее роль действительной диафрагмы (зрачок глаза). За радужной оболочкой располагается хрусталик. Форма хрусталика под воздействием мышц изменяется, а тем самым изменяется оптическая сила глаза. За хрусталиком расположена задняя камера, наполненная водянистой влагой. К сосудистой оболочке, заполняющей внутреннюю полость склеры, прилегает пигментный слой, за которым располагается сетчатая оболочка, или ретина. Ретина имеет сложное устройство из 10 слоев. В ней расположены чувствительные к свету элементы, имеющие вид палочек и колбочек. Длина палочки около 0,06 мм, а колбочки — 0,035 мм. Внутренние членики палочки имеют размер около 0,002 мм, а колбочки— 0,0065 мм. Число палочек составляет около 13-107, а колбочек— около 7-106. В середине сетчатки, в области, прилегающей к месту вхождения зрительного нерва в глазное яблоко, располагается больше колбочек, а в боковых частях — больше палочек. В месте входа зрительного нерва нет этих элементов, поэтому оно называется слепым пятном. Диаметр его около 1,8 мм. Над слепым пятном находится желтое пятно, заполненное преимущественно колбочками. В центре желтого пятна имеется углубленье диаметром около 0,4 мм, в котором располагаются только колбочки. Это место наиболее ясного видения. Центр его не совпадает со следом оптической оси на сетчатке, т. е. с точкой заднего фокуса. Таким образом, и линия, называемая зрительной осью, по которой происходит наблюдение рассматриваемого предмета, несовпадает с оптической осью, а составляет с ней так называемый угол альфа, примерно равный 5°. При наблюдении тех или иных предметов глаз человека своей зрительной осью как бы ощупывает все контуры, последовательно приводя их в область желтого пятна.

Существуют различные гипотезы, объясняющие сущность зрения. Большинство исследователей признает, что зрительные ощущения связаны с изменением зрительного пурпура, находящегося в наружных члениках палочек и колбочек, который под действием света разлагается и обесцвечивается.

Зрительный пурпур выцветает на тех частях сетчатки, на которые упал свет, вызывающий фотохимическую и термическую реакции. Зрительный пурпур восстанавливается в темноте. Глаз предохраняется от ослепления ярким светом пигментными зернами, выделяющимися из пигментного слоя.

Основными свойствами глаза являются: 1) аккомодация, 2) адаптация, 3) световая чувствительность, 4) спектральная чувствительность, 5) острота зрения, 6) поле зрения, 7) бинокулярное зрение, 8) стереоскопическое зрение.

Аккомодацией называется способность глаза приспосабливаться к четкому наблюдению разноудаленных предметов. Она достигается изменением формы хрусталика. При максимальном напряжении аккомодации оптическая сила глаза увеличивается с 58,64 диоптрии до 70,57.

Различают ближнюю точку ясного зрения, соответствующую максимальному напряжению, и дальнюю точку ясного зрения, соответствующую полному покою аккомодации. Расстояние между этими точками в метрах определяет область, или длину аккомодации, а выраженное в диоптриях — силу аккомодации. Сила аккомодации изменяется с возрастом, так, например, в возрасте 20 лет сна составляет 10 диоптрий, а в 50 — 2,5 диоптрии. За расстояние наилучшего зрения принимают 250 мм.

Адаптацией называется способность глаза приспосабливаться к различным условиям освещенности. Различают световую и темповую адаптацию глаза.

Понижение чувствительности глаза при световом раздражении называется световой адаптацией. При переходе из темного помещения в светлое глаз ощущает чувство ослепления, проходящее через некоторое время. При ярком освещении зрительный пурпур, покрывающий палочки, полностью разлагается и палочки не действуют. Изображения воспринимают колбочки, которых от яркого света защищают пигментные зерна. Одновременно сужается зрачок глаза (с 9 до 2 мм). Для полной адаптации необходимо время 20—30 мин.

Темновой адаптацией называется повышение чувствительности глаза при световом раздражении. Известно, что при переходе из светлого помещения в темное глаза сначала ничего не видят или плохо видят, но спустя некоторое время они начинают различать предметы. При слабом освещении колбочки не действуют. В палочках образуется зрительный пурпур, разложение которого небольшими дозами света вызывает ощущение света. Для темновой адаптации необходимо время около часа, но, однако, спустя 5—7 мин пребывания в темноте зрение восстанавливается достаточно.

Световая чувствительность характеризуется наименьшим количеством световой энергии, могущей вызвать световое раздражение — темновым порогом раздражения. Темновой порог раздражения иногда называют абсолютным порогом зрения. Минимальная яркость, вызывающая зрительное ощущение, называется пороговой яркостью, а величина, обратная пороговой яркости, и есть световая чувствительность. Для получения светового раздражения необходимо иметь освещенность на зрачке глаза в 5*10^-9—8*10^-9лк, при этом зрачок глаза раскрыт до диаметра 7—8 мм.

Обычно глаз воспринимает цвета в диапазоне длин волн 380—770 нм. Такой способностью обладают колбочки, поэтому при сумеречном зрении, при котором действуют палочки, все кажется бесцветным. Различные цвета воспринимаются с различной интенсивностью. Для дневного зрения максимум спектральной чувствительности имеет место для длины волны 564 нм, однако для практических расчетов его принято принимать для длины волны 555 нм. Чувствительность глаза к лучам спектра с различной длиной волны определяется кривой относительной видности К^λ.

Остротой зрения, или разрешающей силой глаза, называется способность глаза различать две близкие точки раздельно друг от друга. Острота зрения является функцией размера колбочки. За среднюю остроту зрения принимают 60".

Острота зрения зависит от условий наблюдения. При наблюдении изображений на экране (проекции) за разрешающую силу глаза принимают 2—3', при наблюдении в обычные приборы— 1', при наблюдении в высококачественные приборы — 30", а в дальномеры— 10". Наилучшая острота зрения достигается при освещенности предметов в 50 лк и при применении монохроматического света.

Острота зрения возрастает при увеличении диаметра зрачка глаза от 2 до 3 мм, остается неизменной при 3—5 мм и далее падает из-за аберраций оптической системы глаза. Острота зрения имеет максимум при наблюдении черных предметов на белом фоне при освещенности в 150 лк, а при наблюдении белых предметов на черном фоне — в 5—10 лк.

Поле зрения определяется пространством, наблюдаемым неподвижным глазом. Оно равно: книзу 70°, кверху 55°, к носу 60° и к виску 90° (125° по вертикали и 150° по горизонтали). Движение глаз позволяет увеличить угловую величину просматриваемого пространства. Наибольшее отклонение зрительной оси в сторону достигает 45—50°.

В каждом глазу образуются отдельные изображения, которые в зрительном впечатлении сливаются в одно. Геометрическое место точек пространства, которые видны одиночными, называется гороптером. Поле зрения, видимое одновременно обоими глазами, называемое бинокулярным, составляет около 120°. Глазной базис (расстояние между осями глаз) для различных людей колеблется в пределах от 58 до 72 мм, составляя в среднем 65 мм. При наблюдении близко расположенных предметов глаза поворачиваются, а их оси составляют некоторый угол, называемый углом конвергенции. Максимальный угол конвергенции 32°.

Способность глаз ощущать предметы в глубину называется стереоскопическим зрением, или стереоскопизмом. Такая возможность образуется при наблюдении двумя глазами. Основными факторами стереоскопического зрения являются: 1) конвергенция глаз при одновременной аккомодации, 2) положение изображений на различных расстояниях от центральной ямки в левом и правом глазах.

Глазной базис b определяет базис стереоскопического зрения, как расстояние между главными точками глаз. Угол с вершиной в точке предмета, образованный визирными осями глаз, называется параллактическим углом ε:

где R — дистанция до предмета.

Способность замечать малые разности стереоскопических параллаксов называется остротой стереоскопического зрения η. Она достигает 10". Рельефно можно видеть и одним глазом — по ощущению мышечных усилий при направлении визирной оси глаза на фиксируемую точку и при аккомодации.

К числу основных недостатков зрения относится близорукость (миопия) и дальнозоркость (гиперметропия). Оптическая сила близорукого глаза увеличена по сравнению с нормальным (эмметропическим). Вследствие этого (рис. 68, а) точка заднего фокуса расположена перед сетчаткой. Наличие объема аккомодации не помогает, так как с увеличением оптической силы глаза точка F' переместится еще ближе к хрусталику. Для исправления этого недостатка необходима отрицательная линза (рис. 68,б). Без линзы или с помощью объема аккомодации близорукий глаз может рассматривать предметы вблизи.

Оптическая сила дальнозоркого глаза ослаблена в сравнении с нормальным. Поэтому (рис. 68, в) точка заднего фокуса расположена за сетчаткой. При приближении предметов к глазу точка изображения передвигается еще дальше от сетчатки. Следовательно, дальнозоркий глаз всегда работает с напряжением аккомодации. Для исправления этого недостатка необходима положительная линза (рис. 68,г).

Существуют и другие недостатки: пресбиопия (отсутствие объема аккомодации), астигматизм (различная оптическая сила глаза в различных направлениях), афакия (отсутствие хрусталика), дальтонизм (ошибка в определении цвета) и др.