Доклад за 50 баллов глаз как оптический прибор

Глаз человека представляет собой сложную оптическую систему, которая по собственному деянию аналогична оптической системе фотоаппарата. Схематическое устройство глаза представлено на рис. 3.4.1. Глаз имеет практически шарообразную форму и поперечник около 2,5 см. Снаружи он покрыт защитной оболочкой 1 белоснежного цвета  склерой. Передняя прозрачная часть 2 склеры именуется роговицей. На неком расстоянии от нее размещена радужная оболочка 3, окрашенная пигментом. Отверстие в радужной оболочке представляет собой зрачок. В зависимости от интенсивности падающего света зрачок рефлекторно изменяет собственный поперечник примерно от 2 до 8 мм, т.е. действует подобно диафрагме фотоаппарата. Меж роговицей и радужной оболочкой находится прозрачная жидкость. За зрачком находится хрусталик 4 эластичное линзоподобное тело. Особенная мышца 5 может изменять в неких границах форму хрусталика, изменяя тем самым его оптическую силу. Остальная часть глаза заполнена стекловидным телом. Задняя часть глаза глазное дно, оно покрыто сетчатой оболочкой 6, представляющей собой трудное разветвление зрительного нерва 7 с сердитыми окончаниями палочками и колбочками, которые являются светочувствительными элементами.

Лучи света от предмета, преломляясь на границе воздухроговица, проходят далее через хрусталик (линзу с изменяющейся оптической силой) и творят изображение на сетчатке.

Роговица, прозрачная жидкость, хрусталик и стекловидное тело образуют оптическую систему, оптический центр которой размещен на расстоянии около 5 мм от роговицы. При расслабленной глазной мышце оптическая сила глаза приблизительно одинакова 59 дптр, при наивысшем напряжении мускулы 70 дптр.

Основная необыкновенность глаза как оптического прибора состоит в способности рефлекторно изменять оптическую силу глазной оптики в зависимости от положения предмета. Такое приспособление глаза к изменению положения наблюдаемого предмета именуется аккомодацией.

Область аккомодации глаза можно определить положением двух точек:

             далекая точка аккомодации определяется положением предмета, изображение которого получается на сетчатке при расслабленной глазной мышце. У обычного глаза далекая точка аккомодации находится в бесконечности.

             ближняя точка аккомодации  расстояние от осматриваемого предмета до глаза при наивысшем напряжении глазной мускулы. Ближняя точка обычного глаза располагается на расстоянии 1020 см от глаза. С возрастом это расстояние возрастает.

Кроме этих 2-ух точек, определяющих границы области аккомодации, у глаза существует расстояние наилучшего зрения, т. е. расстояние от предмета до глаза, при котором удобнее всего (без чрезмерного напряжения) рассматривать детали предмета (к примеру, читать маленький текст). Это расстояние у обычного глаза условно считают равным 25 см.

При нарушении зрения изображения удаленных предметов в случае ненапряженного глаза могут оказаться либо перед сетчаткой (близорукость), или за сетчаткой (дальнозоркость)

Расстояние наилучшего зрения у близорукого глаза меньше, а у дальнозоркого больше, чем у нормального глаза. Для исправления дефекта зрения служат очки. Для дальнозоркого глаза необходимы очки с положительной оптической силой (собирающие линзы), для близорукого с отрицательной оптической силой (рассеивающие линзы).

Для наблюдения удаленных предметов оптическая сила линз должна быть таковой, чтоб параллельные пучки фокусировались на сетчатке глаза. Глаз должен видеть через очки мнимое прямое изображение удаленного предмета, находящееся в далекой точке аккомодации данного глаза. Если, к примеру, далекая точка аккомодации близорукого глаза находится на расстоянии 80 см, то применяя формулу узкой линзы получим:

d = , f = 0,8 м, как следует,  дптр.

Следует отметить, что у дальнозоркого глаза дальняя точка аккомодации мнимая, т. е. ненапряженный глаз фокусирует на сетчатке сходящийся пучок лучей. Поэтому при рассмотрении удаленных предметов очки для дальнозоркого глаза обязаны превращать параллельный пучок лучей в сходящийся, т. е. владеть положительной оптической силой.

Очки для ближнего зрения (к примеру, для чтения) обязаны творить надуманное изображение предмета, находящегося на расстоянии d0 = 25 см (т. е. на расстоянии превосходнейшего зрения нормального глаза), на расстоянии наилучшего зрения данного глаза. Пусть, к примеру, близорукий глаз имеет расстояние наилучшего зрения 16 см. По формуле узкой линзы получим:d = d0 = 0,25 м, f = 0,16 м, как следует,   дптр. Вследствие сужения области аккомодации у многих людей очки для близкого зрения должны владеть большей (по модулю) оптической силой по сопоставленью с очками для рассматривания удаленных предметов.

Подбор очков для чтения для дальнозоркого (a) и близорукого (b) глаза. Предмет A размещается на расстоянии d = d0 = 25 см наилучшего зрения обычного глаза. Мнимое изображение A' располагается на расстоянии f, равном расстоянию наилучшего зрения данного глаза