ГЛАЗ лекционная тетрадь студента

11

В свободном, ненапряженном состоянии нормального глаза на сетчатке получаются ясные изображения бесконечно удаленных предметов, а при наибольшей аккомодации видны самые близкие предметы.

Положение предмета, при котором создается резкое изображение на сетчатке для ненапряженного глаза, называют дальней точкой глаза.

Положение предмета, при котором создается резкое изображение на сетчатке при наибольшем возможном напряжении глаза, называют

ближней точкой глаза.

При аккомодации глаза на бесконечность задний фокус совпадает с сетчаткой. При наибольшем напряжении на сетчатке получается изображение предмета, находящегося на расстоянии около 9 см.

а) дальняя точка б) ближняя точка Изображение ближней и дальней точки.

Разность обратных величин расстояний между ближней и дальней точкой называют диапазоном аккомодации глаза (измеряется в диоптриях - дптр).

С возрастом способность глаза к аккомодации постепенно уменьшается. Скажем, в возрасте 20 лет для среднего глаза ближняя точка находится на расстоянии около 10 см (диапазон аккомодации 10 дптр), в 50 лет ближняя точка располагается на расстоянии уже около 40 см (диапазон аккомодации 2.5 дптр), а к 60 годам уходит на бесконечность, то есть аккомодация прекращается. Это явление называется возрастной дальнозоркостью или

пресбиопией.

Расстояние наилучшего зрения – это расстояние, на котором нормальный глаз испытывает наименьшее напряжение при рассматривании деталей предмета.

В среднем расстояние наилучшего зрения составляет около 25-30 см, хотя для каждого человека оно может быть индивидуальным.

Интерес к проблеме зрения возрос в связи с развитием оптических приборов, медицинской оптики, светотехники, тепловидения, электронновычислительной техники.

13

одни колбочки. Этот участок сетчатки, несколько углубленный, диаметром примерно 0,4 мм, что соответствует углу 1,2°, называется центральной ямкой – fovea centralis (лат.) – сокращенно, фовеола или фовеа. В центральной ямке находятся только колбочки, их число здесь достигает 4 – 5 тыс. Фовеола располагается в середине горизонтально расположенного овального участка сетчатки размером от 1,4 до 2 мм (что соответствует угловым размерам, равным 5 – 7°), известного под названием желтого пятна или macula ( macula – по лат. «пятно»), В этом пятне содержится придающий ему соответствующую окраску пигмент, а помимо колбочек встречаются уже и палочки, однако число колбочек здесь значительно превышает число палочек.

Желтое пятно (по новой классификации – «пятно сетчатки») и особенно его углубление – фовеа, являются областью наиболее ясного видения. Эта область обеспечивает высокую остроту зрения: здесь от каждой колбочки к зрительному нерву отходит отдельное волокно; в периферической же части сетчатки одно зрительное волокно соединяется с рядом элементов (колбочек и палочек). В сетчатке есть участок, совсем лишенный палочек и колбочек и поэтому нечувствительный к свету. Это место сетчатки, где ствол зрительного нерва, идущий к мозгу, выходит из глаза. Этот круглый участок сетчатки на дне глаза, диаметром около 1,5 мм, называют диском зрительного нерва. Соответственно ему в поле зрения можно обнаружить слепое пятно. Колбочки и палочки различаются по своим функциям: палочки более светочувствительны, но не различают цветов, колбочки различают цвета, но менее чувствительны к свету. Цветные объекты при слабом освещении, когда весь зрительный процесс осуществляется палочками, отличаются только яркостью, цвет же объектов в этих условиях не ощущается. В палочках имеется особое вещество, разлагающееся под действием света, – зрительный пурпур, или родопсин. В колбочках существует зрительный пигмент. Разложение зрительного пурпура и зрительного пигмента под действием света представляет собой фотохимическую реакцию, в результате которой в нервных волокнах появляется электрическая разность потенциалов. Световое раздражение в виде нервных импульсов передается от глаза в мозг, где и воспринимается нами в виде света. В последнем слое сетчатки, прилегающем к сосудистой оболочке, в виде отдельных зерен находится черный пигмент. Существование пигмента имеет большое значение для приспособления глаза к работе при различных уровнях освещенности, а также для уменьшения рассеяния света внутри глаза. Глазу, как любой оптической системе, присущ ряд аберраций. Наличие аберраций глаза приводит к тому, что каждая точка предмета изображается в виде пятна с довольно сложным распределением освещенности в нем. На оси системы наблюдаются сферическая и хроматическая аберрации.

14

Аберрация глаза

Сферическая аберрация глаза обусловлена тем, что лучи, проходящие через периферические зоны зрачка, преломляются сильнее, чем лучи, проходящие через его центральную зону. Влияние сферической аберрации на качество изображения относительно мало при малых размерах зрачка (2

– 4 мм). При больших размерах зрачка влияние сферической аберрации становится сильнее, качество изображения на сетчатке глаза значительно ухудшается.

При размере зрачка 4 мм сферическая аберрация глаза равна 1 дптр.

Ход лучей при наличии сферической аберрации

Особенность глаза по сравнению с обычной оптической системой состоит в том, что в глазу сферическая аберрация частично компенсируется, вопервых, благодаря тому, что периферические зоны оптической системы глаза имеют более слабую рефракцию (меньшую оптическую силу) в связи с меньшим показателем преломления периферических зон хрусталика по сравнению с его ядром, во-вторых, благодаря некоторому увеличению радиусов кривизны периферической части роговицы.

15

Хроматическая аберрация проявляется в том, что падающий на линзу параллельный пучок белого света фокусируется не в одной точке: коротковолновые лучи соберутся ближе к линзе, чем лучи большей длины волны. Это приводит к тому, что изображение белой точки в любой плоскости получается в виде окрашенного пятна. Если фокус синих лучей совместить с сетчаткой, изображение точки будет окружено красным ореолом, и наоборот; хроматическая аберрация зависит от диаметра зрачка глаза, увеличивается вместе с ним.

Ход лучей при наличии хроматической аберрации

В обычных условиях освещения белым светом глаз не различает цветных каемок вокруг наблюдаемых предметов. Это объясняется наложением цветных ореолов один на другой и малыми угловыми размерами цветных каемок. Определение остроты зрения в монохроматическом свете, а также применение специальных средств для исправления хроматической аберрации не привели к существенному повышению остроты зрения, т.е. хроматические аберрации не оказывают существенного влияния на центральное зрение.

Для выбора оптимального и безопасного для глаза светового излучения, используемого в различных приборах, а также лазерного излучения для лечения глазных заболеваний необходимо знать характеристики поглощения глазных сред. Отдельными средами глаза поглощение света осуществляется в разной степени в зависимости от длины волны падающего излучения. На рисунке приведены кривые спектрального поглощения различными средами глаза человека.

16

Спектральное поглощение различными средами глаза человека на данном рисунке:

— — — — — - роговицей;

—

· · · · · · · · · · · · · · - водянистой влагой;

·

———————- хрусталиком;

—.—.—.—.— - стекловидным

.—. телом

Суммарная кривая поглощения прозрачными оптическими средами глаза представлена на следующем рисунке. (Кривые изображены с разрывом в видимой области спектра, поскольку поглощение оптическими средами глаза в этой области мало).

При значительной интенсивности световое излучение может оказывать вредное влияние на глаз и тем большее, чем больше поглощение данного участка излучения в этой части глаза.

К воздействию ультрафиолетовой части спектра более всего чувствительна роговица и хрусталик, к ближней инфракрасной части – хрусталик и водянистая влага. Ткани роговицы поглощают излучение с длиной волны менее 0,35 мкм и более 1,5 мкм. Интенсивное поглощение оптического излучения хрусталиком происходит в ближайшей ультрафиолетовой области спектра и в диапазоне от 0,9 до 1,4 мкм. Стекловидное тело прозрачно в видимой области спектра и поглощает в основном в инфракрасной области от 0,86 до 1,35 мкм.

Суммарное поглощение прозрачными оптическими средами глаза

Из рисунка видно, что оптические среды глаза, поглощая часть падающего света в соответствии со своими спектральными характеристиками, значительно ослабляют падающее излучение, и

сетчатки достигают в основном лучи видимой и ближней инфракрасной области спектра.

17

Пропускание светового излучения глазными средами

Коллагеновые волокна, из которых состоят роговичные пластинки, обеспечивающие ее прозрачность, обладают двойным лучепреломлением. С возрастом и при различных заболеваниях поляризация роговицы уменьшается. В хрусталике

двойное лучепреломление, напротив, появляется только при его помутнении. В норме двойным лучепреломлением обладает также сетчатка. Это используется как при исследовании функции зрения, так и при осмотре структуры глазного дна.

Яд для глаз

Никотин – это яд, который в первую очередь наносит удар по кровеносным сосудам. Кроме того, разрушительное воздействие оказывают. около 5 тыс. веществ табачного дыме, значительная часть которых способствует сужению сосудов. Как результат – появление склероза (уплотнения) сосудов. Глаз человека относится к одним из тех органов, которым требуется обильное кровоснабжение, поэтому, орган зрения с его тонкой сосудистой системой попадает в особую группу риска.

Современные методы измерения позволили подтвердить то, о чем медики говорили уже на протяжении нескольких лет: вредные вещества, содержащиеся в табачном дыме, являются причиной сокращения кровоснабжения сосудистой оболочки и сетчатки глаза. Это может привести к заболеванию зрительного нерва или образованию закупорки сосудов, что чревато даже потерей зрения. Во-первых, компоненты табачного дыма вызывают раздражение конъюнктивы глаза – возникают ощущение жжения, слезотечение, хорошо знакомые тем, кто закуривает

18

впервые. Во-вторых, табачный дым – очень мощный аллерген, и у тех, кто курит или находится в прокуренном помещении, может развиться аллергический конъюнктивит: покраснение глаз и слизистой век, ощущение песка в глазах, жжение, слезотечение. При длительном стаже курения и большом количестве выкуриваемых за день сигарет может развиться так называемая табачная амблиопия, выражающаяся в резком снижении зрения. Дело в том, что у курильщика в 2,5–3 раза чаще встречается дегенерация желтого пятна – особой области в сетчатке глаза, где сосредоточена основная масса колбочек, которые и обеспечивают дневное зрение. Желтое пятно, особенно его центральная ямка, – место наиболее четкого, так называемого центрального зрения. Дегенерация желтого пятна приводит к уменьшению зрительной способности.

Другая распространенная болезнь, наиболее часто встречающаяся у людей преклонного возраста, – это катаракта: патологическое помутнение хрусталика глаза. Степень понижения остроты зрения зависит от интенсивности помутнения. Доказано, что ингредиенты, содержащиеся в табаке, способствуют развитию этой болезни. Разрушению подвергаются в первую очередь белковые компоненты, а это ведет к преждевременному помутнению хрусталика. Помочь пациенту в этом случае можно, как правило, лишь хирургическим путем.