Око як оптичний прилад. Кут зору

Око людини – складна і досконала оптична система. Очне яблуко – майже кулясте тіло, діаметром близько 25 мм, укладене в непрозору захисну оболонку білого кольору – склеру, яка в передній частині переходить в опуклу прозору рогівку. Внутрішня поверхня ока вистелена судинною оболонкою, яка в передній частині ока переходить в райдужну оболонку, забарвлену в різних людей по-різному і має в центрі невеликий отвір – зіницю.

Райдужна оболонка є своєрідною діафрагмою, що регулює діаметр зіниці і тим самим – світловий потік, що потрапляє в око. Простір між райдужною оболонкою і рогівкою – передня камера – заповнена прозорою рідиною; безпосередньо за зіницею розташований кришталик – пружне прозоре тіло, що має форму двоопуклої лінзи. За допомогою кругової війкової м’язи кривизна кришталика може плавно змінюватися. Одним з чудових властивостей кришталика є його пружність. Якщо оточуючі його м’язи напружуються, то кришталик розтягується і стає тоншим. Його заломлююча здатність зменшується, і ми можемо чітко бачити більше вилучені предмети. Вся внутрішня порожнина ока заповнена прозорою драглистою рідиною – склоподібним тілом. Очне дно вистелено світлочутливою ​​сітчастою оболонкою – сітківкою, утвореної розгалуженнями волокон зорового нерва, який пов’язує очі з мозком. Закінчення зорового нерва утворюють найдрібніші рецепторні клітини – палички і колбочки, що забезпечують сутінковий і колірний зір. Світло викликає фотохімічні реакції в цих клітинах, змінює їх електричний стан, за рахунок чого виникає нервовий імпульс, що передається в мозок, де і формується зорове відчуття.

Сітківка служить світлосприймаючим екраном, на якому виходять дійсні зменшені перевернуті зображення предметів, розглянутих оком. Усім процесом зору управляє мозок – координує рухи очей, фокусує кришталики, приводить в дію «діафрагму», при необхідності повністю припиняє процес бачення, закриваючи повіки. Причому все це відбувається за мільйонну частку секунди! Не можна не захоплюватися тим, наскільки ж розумна і раціональна ця біологічна система – око!

Заломлююча система ока – рогівка, волога передньої камери, кришталик і склоподібне тіло – це центрована система з оптичною віссю, що проходить через геометричні центри кришталика, зіниці і рогівки. Здоровий очей пристосовується до розглядання предметів, розташованих від нього на відстані від 10 см до нескінченності. Акомодація ока – його здатність змінювати оптичну силу за рахунок зміни кривизни кришталика – дозволяє отримувати на сітківці чітке зображення предметів. В цілому оптична система ока діє як збираюча лінза із змінною фокусною відстанню. Для нормального ока найбільш сприятливим для розглядання предмета виявляється відстань близько 25 см, при якій око досить добре розрізняє деталі без надмірного стомлення. Ця відстань називається відстанню найкращого зору.

Найбільшою чутливістю до світла і максимальною роздільною здатністю володіє ділянка сітківки, розташована на дні ока навпроти зіниці, – жовта пляма. Роздільну здатність ока прийнято характеризувати мінімальним кутом зору, під яким дві сусідні точки предмета видно роздільно.

Кут зору утворений променями, що йдуть від крайніх точок об’єкта через оптичний центр ока, розташований усередині ока, на відстані близько 5 мм від вершини рогівки. Саме цей кут і визначає розмір зображення на сітківці. Чим більше кут зору, тим більшу кількість деталей можна розрізнити при спостереженні об’єкта. В межах жовтої плями при гарній освітленості зір людини починає сприймати дві точки.

Величина характеризує максимальну гостроту зору і визначається структурою сітківки. Дві сусідні точки видно роздільно тільки тоді, коли їх зображення потрапляють на різні рецептори. Ця умова і ставить межу роздільної здатності ока. При нормальному зорі людина може з відстані 25 см бачити роздільно дві точки, віддалені один від одного не менше ніж на 0,05-0,07 мм.

Зір двома очима дозволяє отримати два зображення одного і того ж предмета з різних позицій. Оптичні осі очей зусиллям м’язів повертаються і спрямовуються на об’єкт. В результаті формується стереоскопічне (просторове) зображення предмета. Одночасна акомодація і зведення осей очних яблук на деякий кут дозволяють досить чітко оцінити відстань до предметів. Стереоскопічний ефект спостерігається при розгляданні предметів, вилучених від очей на відстань 0,25-200 м. Зір одним оком дає плоске зображення.

Посилання на основну публікацію