Оптическая система глаза: строение, физиология

Оптическая система глаза: строение, физиология

Глаз как оптическая система – функции и строение органа зрения человека

Зрительная оптическая система глаза — сложный аппарат, который имеет уникальную схему. Его физиология обеспечивает человеку бинокулярное видение. При ухудшении работы любой из структур органа появляются заболевания. Их лечение проходит с помощью медикаментов или операций, некоторые из патологий требуют коррекции при помощи линз или очков. Характеристика лечения зависит от типа заболеваний.

Физиология и строение

К оптической системе относятся такие элементы:

  • хрусталик;
  • камеры глаза;
  • роговица;
  • радужка;
  • зрачок;
  • склера;
  • цилиарное тело;
  • желтое пятно.

Зрительный аппарат имеет сложную структуру: включает 12 элементов. Их последовательность четко определена и не меняется. Видимая для человека деталь — глазное яблоко. Средний его диаметр составляет 2,5 сантиметра. Сверху оно покрыто тремя оболочками, каждая из которых играет разную роль. Сначала оптические структуры глаза начинаются со склеры, которая защищает орган от повреждений, после идет сосудистая часть, отвечающая за питание. Далее следует радужка, при этом цвет радужной оболочки считается оттенком глаз. Входит в оптическую систему и зрачок, который, в зависимости от качества освещения, расширяется или сужается, чтобы улавливать лучи.

Далее схема и строение глаза включают очень важные компоненты, такие как роговица, хрусталик, водянистая жидкость и стекловидное тело. Именно с помощью этих органов природная светопроводящая оптическая система глаза улавливает изображение. Далее располагается такой элемент, как сетчатка, на которую транслируется информация. В этой части находятся палочки и колбочки — фоторецепторы, которые помогают человеку различать цвета и видеть при разном освещении. Напротив зрачка располагается желтое пятно — эта часть образована колбочками. Такое место расположения позволяет человек четко видеть окружающую среду. Благодаря нервам, вся поступающая информация транслируется в мозг посредством нервных импульсов. Оптика имеет развитые дренажные схемы, которые обеспечивают защиту и очищение органа. Благодаря такой структуре выделяются слезы.

Функции органа: что включают?

Свойства зрительного органа играют большую роль в жизни человека. Уникальный глаз человека помогает улавливать и транслировать информацию об окружающей среде. Благодаря ему человек воспринимает цвета, создает построение изображения в реалистичных пропорциях. С помощью зрительного аппарата обеспечивается бинокулярное видение — способность видеть двумя глазами одновременно. Это происходит рефлекторно. Другое умение — стереоскопическое видение. Благодаря ему человек определяет расстояние и рельеф.

Хрусталик участвует в процессе аккомодации. Это устройство позволяет различать предметы на разном расстоянии. Когда необходимо рассмотреть что-то вдали, цилиарная мышца напрягается, тем самым заставляя хрусталик сжиматься. Если человек смотрит на вещи, на близкой дистанции, то волокна расслабляются, а линза становится плоской. Благодаря этим действиям свет попадает четко на сетчатку, которая относится к рецепторным компонентам. Там в действие вступают фотографические рецепторы: палочки отвечают за ночное видение, а колбочки — за зрение днем и различие цветов. За преломление света отвечает роговица, относящаяся к светочувствительным элементам. В этой части также отображается фокусное расстояние.

Причины поражения: распространенные патологии

Встречаются подобные недостатки оптической системы глаза:

  • астигматизм;
  • миопия;
  • астенопия;
  • гиперметропия;
  • кератоглобус;
  • кератоконус и другие аналоги патологий.

Некоторые из заболеваний появляются из-за воспалительных процессов, которые вызывают инфекции. К таким патологиям относят блефарит, кератит, конъюнктивит. Иногда болезни глазной системы являются признаками других нарушений. Так, двоение изображения — это признак инсульта. Затуманенное восприятие развивается при диабете, а желтизна белков — при проблемах с печенью. Травмы органа приводят к возникновению катаракты, гифемы или разрыву тканей роговицы.

Характеристика заболеваний представлена в таблице:

Анатомия глаза: строение и функции

З рение — один из важнейших механизмов в восприятии человеком окружающего мира. С помощью визуальной оценки человек получает порядка 90 % информации, поступающей извне. Безусловно, при недостаточном или полностью отсутствующем зрении организм приспосабливается, частично компенсируя утерю с помощью других органов чувств: слуха, обоняния и осязания. Тем не менее ни одно из них не способно восполнить тот пробел, который возникает при недостатке зрительного анализа.

Как устроена сложнейшая оптическая система человеческого глаза? На чём основан механизм визуальной оценки и какие этапы он включает? Что происходит с глазом при потере зрения? Обзорная статья поможет разобраться в этих вопросах.

Анатомия глаза человека

Зрительный анализатор включает 3 ключевых компонента:

  • периферический, представленный непосредственно глазным яблоком и прилегающими тканями;
  • проводниковый, состоящий из волокон зрительного нерва;
  • центральный, сосредоточенный в коре головного мозга, где происходит формирование и оценка зрительного образа.

Рассмотрим строение глазного яблока, чтобы понять, какой путь проходит увиденная картинка и от чего зависит её восприятие.

Строение глаза: анатомия зрительного механизма

От правильного строения глазного яблока напрямую зависит, какой будет увиденная картинка, какая информация поступит в клетки головного мозга и каким образом она будет обработана. В норме этот орган выглядит в форме шара диаметром 24–25 мм (у взрослого человека). Внутри него находятся ткани и структуры, благодаря которым картинка проецируется и передается на участок мозга, способный обработать полученную информацию. Структуры глаза включают несколько различных анатомических единиц, которые мы и рассмотрим.

Покровная оболочка — роговица

Роговица представляет собой особый покров, защищающий наружную часть глаза. В норме она абсолютно прозрачна и однородна. Через неё проходят световые лучи, благодаря которым человек может воспринимать трёхмерное изображение. Роговица бескровна, поскольку не содержит ни одного кровеносного сосуда. Она состоит из 6 различных слоёв, каждый из которых несёт определённую функцию:

  • Эпителиальный слой. Клетки эпителия находятся на наружной поверхности роговицы. Они регулируют количество влаги в глазу, которая поступает из слёзных желёз и насыщается кислородом за счёт слёзной плёнки. Микрочастицы — пыль, мусор и прочее — при попадании в глаз могут легко нарушить целостность роговицы. Впрочем, этот дефект, если он не затронул более глубокие слои, не представляет опасности для здоровья глаза, поскольку эпителиальные клетки быстро и относительно безболезненно восстанавливаются.
  • Боуменова мембрана. Этот слой также относится к поверхностным, поскольку располагается сразу за эпителиальным. Он, в отличие от эпителия, не способен восстанавливаться, поэтому его травмы неизменно приводят к ухудшению зрения. Мембрана отвечает за питание роговицы и участвует в обменных процессах, протекающих в клетках.
  • Строма. Этот довольно объёмный слой состоит из волокон коллагена, которые заполняют собой пространство.
  • Десцеметова мембрана. Тоненькая мембранка на границе стромы отделяет её от эндотелиальной массы.
  • Эндотелиальный слой. Эндотелий обеспечивает идеальную пропускную способность роговицы за счёт удаления лишней жидкости из роговичного слоя. Она плохо восстанавливается, поэтому с возрастом становится менее плотной и функциональной. В норме плотность эндотелия составляет от 3,5 до 1,5 тысяч клеток на 1 мм 2 в зависимости от возраста. Если этот показатель падает ниже 800 клеток, у человека может развиться отёк роговицы, в результате которого резко снижается чёткость зрения. Такое поражение — естественный итог глубокой травмы или серьёзного воспалительного заболевания глаз.
  • Слёзная плёнка. Последний роговичный слой отвечает за санацию, увлажнение и смягчение глаз. Слёзная жидкость, поступающая в роговицу, смывает микрочастички пыли, загрязнения и улучшает проницаемость кислорода.

Функции радужки в анатомии и физиологии глаза

За передней камерой глаза, заполненной жидкостью, располагается радужная оболочка. От её пигментации зависит цвет глаз человека: минимальное содержание пигмента обусловливает голубой цвет радужки, среднее значение характерно для зелёных глаз, а максимальный процент присущ кареглазым и черноглазым людям. Именно поэтому большая часть деток рождается голубоглазыми — у них синтез пигмента ещё не отрегулирован, поэтому радужка чаще всего светлая. С возрастом эта характеристика меняется, и глазки становятся темнее.

Анатомическое строение радужки представлено мышечными волокнами. Они молниеносно сокращаются и расслабляются, регулируя проникающий световой поток и изменяя размер пропускного канальца. В самом центе радужки располагается зрачок, который под действием мышц изменяет диаметр в зависимости от степени освещённости: чем больше световых лучей попадает на поверхность глаза, тем уже становится просвет зрачка. Этот механизм может нарушаться под действием медицинских препаратов или в результате болезни. Краткосрочное изменение реакции зрачка на свет помогает диагностировать состояние глубоких слоёв глазного яблока, однако длительная дисфункция может привести к нарушению зрительного восприятия.

Читать еще:  Индоколлир - глазные капли: какими положительными свойствами обладает лекарство и как его правильно применять, состав и форма выпуска

За фокусировку и чёткость зрения отвечает хрусталик. Эта структура представлена двояковыпуклой линзой с прозрачными стенками, которая удерживается ресничным пояском. Благодаря выраженной эластичности хрусталик может практически моментально менять форму, регулируя чёткость зрения вдали и вблизи. Чтобы увиденная картинка получалась корректной, хрусталик должен быть абсолютно прозрачным, однако с возрастом или в результате болезни линзы могут мутнеть, вызывая развитие катаракты и, как следствие, нечёткость зрения. Возможности современной медицины позволяют заменить человеческий хрусталик имплантом с полным восстановлением функционала глазного яблока.

Стекловидное тело

Поддерживать шарообразную форму глазного яблока помогает стекловидное тело. Оно заполняет собой свободное пространство задней области и выполняет компенсаторную функцию. Благодаря плотной структуре геля стекловидное тело регулирует перепады внутриглазного давления, нивелируя негативные последствия его скачков. Кроме того, прозрачные стенки ретранслируют световые лучи непосредственно на сетчатку, благодаря чему складывается полная картинка увиденного.

Роль сетчатки в строении глаза

Сетчатка — одна из самых сложных и функциональных структур глазного яблока. Получая от поверхностных слоёв световые пучки, она преобразует эту энергию в электрическую и передаёт импульсы по нервным волокнам непосредственно в мозговой отдел зрения. Этот процесс обеспечивается благодаря слаженной работе фоторецепторов — палочек и колбочек:

  1. Колбочки — это рецепторы детального восприятия. Чтобы они могли воспринимать световые лучи, освещение должно быть достаточным. Благодаря этому глаз может различать оттенки и полутона, видеть мелкие детали и элементы.
  2. Палочки относятся к группе рецепторов повышенной чувствительности. Они помогают глазу видеть картинку в неудобных условиях: при недостаточном освещении или не в фокусе, то есть на периферии. Именно они поддерживают функцию бокового зрения, обеспечивая человеку панорамный обзор.

Тыльная оболочка глазного яблока, обращённая к глазнице, называется склерой. Она плотнее роговицы, поскольку отвечает за перемещение и поддержание формы глаза. Склера непрозрачна — она не пропускает световые лучи, полностью ограждая орган с внутренней стороны. Здесь сосредоточена часть сосудов, питающих глаз, а также нервные окончания. К наружной поверхности склеры прикреплены 6 глазодвигательных мышц, регулирующих положение глазного яблока в глазнице.

На поверхности склеры расположен сосудистый слой, обеспечивающий поступление крови к глазу. Анатомия этого слоя несовершенна: здесь нет нервных окончаний, которые могли бы сигнализировать о появлении дисфункции и прочих отклонений. Именно поэтому офтальмологи рекомендуют обследовать глазное дно не реже 1 раза в год — это позволит выявить патологию на ранних стадиях и избежать непоправимого нарушения зрения.

Физиология зрения

Чтобы обеспечить механизм зрительного восприятия, одного глазного яблока недостаточно: анатомия глаза включает ещё и проводники, которые передают полученную информацию в головной мозг для расшифровки и анализа. Эту функцию выполняют нервные волокна.

Световые лучи, отражаясь от предметов, попадают на поверхность глаза, проникают через зрачок, фокусируясь в хрусталике. В зависимости от расстояния до обозримой картинки хрусталик с помощью цилиарного мышечного кольца меняет радиус кривизны: при оценке удалённых объектов он становится более плоским, а дли рассмотрения предметов вблизи — наоборот, выпуклым. Этот процесс называется аккомодацией. Он обеспечивает изменение преломляющей силы и места фокуса, благодаря чему световые потоки интегрируются непосредственно на сетчатке.

В фоторецепторах сетчатки — палочках и колбочках — световая энергия трансформируется в электрическую, и в таком виде её поток передаётся нейронам зрительного нерва. По его волокнам возбуждающие импульсы перемещаются в зрительный отдел коры головного мозга, где информация считывается и анализируется. Такой механизм обеспечивает получение визуальных данных из окружающего мира.

Строение глаза человека с нарушением зрения

Согласно статистике, более половины взрослого населения сталкиваются с нарушением зрения. Наиболее распространёнными проблемами являются дальнозоркость, близорукость и сочетание этих патологий. Основной причиной этих заболеваний служат различные патологии в нормальной анатомии глаза.

При дальнозоркости человек плохо видит предметы, расположенные в непосредственной близости, однако может различить мельчайшие детали удалённой картинки. Дальняя острота зрения — бессменный спутник возрастных изменений, поскольку в большинстве случаев она начинает развиваться после 45-50 лет и постепенно усиливается. Причин этому может быть много:

  • укорочение глазного яблока, при котором изображение проецируется не на сетчатке, а за ней;
  • плоская роговица, не способная к регулировке преломляющей силы;
  • смещение хрусталика в глазу, приводящее к неправильной фокусировке;
  • уменьшение размеров хрусталика и, как следствие, некорректная передача световых потоков на сетчатку.

В отличие от дальнозоркости, при миопии человек детально различает картинку вблизи, однако дальние объекты видит расплывчато. Такая патология чаще имеет наследственные причины и развивается у детей школьного возраста, когда глаз испытывает нагрузки во время интенсивного обучения. При таком нарушении зрения анатомия глаза также изменяется: размер яблока увеличивается, и изображение фокусируется перед сетчаткой, не попадая на её поверхность. Ещё одной причиной близорукости может служить излишняя кривизна роговицы, из-за чего световые лучи преломляются слишком интенсивно.

Нередки ситуации, когда признаки дальнозоркости и близорукости сочетаются. В этом случае изменение строения глаза затрагивают и роговицу, и хрусталик. Низкая аккомодация не позволяет человеку в полной мере видеть картинку, что свидетельствует о развитии астигматизма. Современная медицина позволяет исправить большинство проблем, связанных с нарушением зрения, однако куда проще и логичнее заранее побеспокоиться о состоянии глаз. Бережное отношение к органу зрения, регулярная гимнастика для глаз и своевременное обследование у офтальмолога помогут избежать множества проблем, а значит, сохранить идеальное зрение на долгие годы.

Оптическая система глаза

Оптическая система глаза

Оптический аппарат глаза состоит из прозрачной роговицы, передней и задней камер, заполненных водянистой влагой, радужной оболочки, окружающей зрачок, хрусталика с прозрачной сумкой и стекловидного тела. В целом – это система линз, формирующая на сетчатке перевернутое и уменьшенное изображение рассматриваемых предметов.

Преломляющая сила оптической системы выражается в диоптриях. Диоптрия – это преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 100 см. В состоянии покоя аккомодации преломляющая сила равна 58 – 60 диоптриям и называется рефракцией.

Читайте также

14. ВЕНЫ ВЕРХНЕЙ КОНЕЧНОСТИ. СИСТЕМА НИЖНЕЙ ПОЛОЙ ВЕНЫ. СИСТЕМА ВОРОТНОЙ ВЕНЫ

14. ВЕНЫ ВЕРХНЕЙ КОНЕЧНОСТИ. СИСТЕМА НИЖНЕЙ ПОЛОЙ ВЕНЫ. СИСТЕМА ВОРОТНОЙ ВЕНЫ Эти вены представлены глубокими и поверхностными венами.В поверхностную ладонную венозную дугу (arcus venosus palmaris superficialis) впадают ладонные пальцевые вены.В глубокую ладонную венозную дугу (arcus venosus

СИСТЕМА КРОВООБРАЩЕНИЯ ГЛАЗА

СИСТЕМА КРОВООБРАЩЕНИЯ ГЛАЗА Магистралью, снабжающей глаз кровью, является глазная артерия – ветвь внутренней сонной артерии. Глазная артерия отходит от внутренней сонной артерии в полости черепа под тупым углом и тут же входит в глазницу через зрительное отверстие

Нервная система как система власти

Нервная система как система власти Проблема власти и организации является основной проблемой в деятельности нервной системы. Задачи этой системы сводятся к организации и управлению процессами, происходящими внутри организма и между организмом и его средой. Тот факт,

Общее рассуждение об основных состояниях глаза и его воспалении Анатомия глаза

Общее рассуждение об основных состояниях глаза и его воспалении Анатомия глаза Мы говорим: зрительная сила и материя зрительной пневмы проникает в глаз по пути обоих полых нервов, с которыми ты уже ознакомился в анатомии. По мере того как нервы и оболочки, которые с ними

Читать еще:  Гимнастика для глаз зоркость: эффективность, как правильно выполнять

СИСТЕМА КРОВОСНАБЖЕНИЯ ГЛАЗА

СИСТЕМА КРОВОСНАБЖЕНИЯ ГЛАЗА Линией, снабжающей глаз кровью, является глазная артерия — ветвь внутренней сонной артерии. Глазная артерия отходит от внутренней сонной артерии в полости черепа под тупым углом и тут же входит в глазницу через зрительное отверстие вместе

Глаза При простом (катаральном) воспалении век, выражающемся в красноте век, ощущении жара, сухости, боли, слезотечении и светобоязни, давать через 1–2 часа: Аконит 3 — при жаре в глазах; Белладонну 3 — при красноте и светобоязни; Рус 3, если от простуды, Апис 3 при опухоли век

ГЛАЗА Почему художники видят мир по-другому? Из писем Ван Гога:к Теодору Ван Гогу…Допустим, мне хочется написать портрет моего друга-художника, у которого большие замыслы и который работает так же естественно, как поет соловей, такая уж у него натура.Этот человек

Глаза Слезящиеся глазаУ большинства новорожденных в 3-недельном возрасте начинают слезиться глаза. Слезки должны стекать в носовую полость через тоненькие слезные канальцы, отверстия которых находятся во внутреннем углу глаза. В течение первых недель или месяцев вы

Глаза Глаза должны быть такими, будто бы они закрылись занавеской, а сияние их должно быть скрытым. Это значит, что веки опускаются так, что сквозь них чуть-чуть пробивается луч света, глазные яблоки при этом смотрят ровно.Оба глаза смотрят вперед, веки медленно, легко и

Глава IV. Двойная система соответствия голове. Система «насекомого». Минисистема

Глава IV. Двойная система соответствия голове. Система «насекомого». Минисистема Двойная система соответствия головеНа пальцах кистей и стоп располагаются две системы соответствия голове: система «типа человека» и система «типа животного».Система «типа человека».Граница

Совершенная оптическая система

Совершенная оптическая система В первую очередь наши глаза – это оптическая система, благодаря которой мы получаем подавляющую часть информации об окружающем мире. Кстати, к такому заключению первым пришел Иоганн Кеплер. Он применил основы физиологической оптики для

Первый эмоциональный центр — костная система, суставы, кровообращение, иммунная система, кожа

Первый эмоциональный центр — костная система, суставы, кровообращение, иммунная система, кожа Здоровое состояние органов, связанных с первым эмоциональным центром, зависит от ощущения безопасности в этом мире. Если вы лишены поддержки семьи и друзей, которая вам

Система Ниши – еще одна система восстановления капилляров

Система Ниши – еще одна система восстановления капилляров Залманов – не единственный человек, который пришел к мысли о важности капилляров. Японский инженер Кацудзо Ниши, последовав вслед за Залмановым, создал свою методику здоровья, основанную на работе с

Упражнение 2. Отработка взгляда «глаза в глаза»

Упражнение 2. Отработка взгляда «глаза в глаза» Желательно это упражнение делать утром, когда мозг еще ничем не загружен. Сядьте в кресло в полуметре от зеркала. Нарисуйте на своей переносице пятно размером с копейку или какой-нибудь другой знак краской либо губной

2.1. Глаз как оптическая система

2.1.1. Строение глаза

На рисунке 2.1. изображен разрез глазного яблокаи показаны основные детали глаза.


Рис. 2.1. Горизонтальный разрез правого глаза.

Глаз представляет собой шаровидное тело (глазное яблоко), почти полностью покрытое непрозрачной твердой оболочкой (склерой). В передней части глаза оболочка переходит в выпуклую и прозрачную роговицу. Склера и роговица обуславливают форму глаза, защищают его и служат местом крепления глазодвигательных мышц. Диаметр всего глазного яблока около 22-24 мм, масса 7-8 г.

Тонкая сосудистая пластинка (радужная оболочка) является диафрагмой, ограничивающей проходящий пучок лучей. Через отверстие в радужной оболочке (зрачок) свет проникает в глаз. В зависимости от величины падающего светового потока диаметр зрачка может изменяется от 1 до 8 мм.

Помимо сосудов радужная оболочка содержит большое количество пигментных клеток, в зависимости от их содержания и глубины залегания радужная оболочка имеет различный цвет. Когда в радужной оболочке нет никакого цветного вещества, то она кажется красной от крови, заключенной в пронизывающих ее кровеносных сосудах. В этом случае глаза плохо защищены от света и иногда страдают светобоязнью (альбинизмом), но в темноте превосходят по остроте зрения глаза с темной окраской.

Хрусталик представляет собой двояковыпуклую эластичную линзу, которая крепится на мышцах ресничного тела. Ресничное тело обеспечивает изменение формы хрусталика. Хрусталик разделяет внутреннюю поверхность глаза на две камеры: переднюю камеру, заполненную водянистой влагой, и заднюю камеру, заполненную стекловидным телом.

Внутренняя поверхность задней камеры покрыта сетчаткой, представляющей собой светочувствительный слой. Получаемое светочувствительными элементами сетчатки раздражение передается волокнам зрительного нерва и по ним достигает зрительных центров мозга. Между сетчаткой и склерой находится тонкая сосудистая оболочка, состоящая из сети кровеносных сосудов, питающих глаз.

Место входа зрительного нерва представляет собой слепое пятно. Немного выше расположено желтое пятно – участок наиболее ясного видения. Линия, проходящая через центр желтого пятна и центр хрусталика, называется зрительной осью. Она отклонена от оптической оси глаза на угол около 5°.

2.1.2. Упрощенная оптическая схема глаза

Поток излучения, отраженный от наблюдаемого предмета, проходит через оптическую систему глаза и фокусируется на внутренней поверхности глаза – сетчатой оболочке, образуя на ней обратное и уменьшенное изображение (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое). Оптическую систему глаза составляют роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело (рис. 2.2). Особенностью этой системы является то, что последняя среда, проходимая светом непосредственно перед образованием изображения на сетчатке, обладает показателем преломления, отличным от единицы. Вследствие этого фокусные расстояния оптической системы глаза во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри глаза (заднее фокусное расстояние) неодинаковы.


Рис. 2.2. Оптическая система глаза.

Преломление света в глазе происходит главным образом на его внешней поверхности – роговой оболочке, или роговице, а также на поверхностях хрусталика. Радужная оболочка определяет диаметр зрачка, величина которого может изменяться непроизвольным мышечным усилием от 1 до 8 мм.

Оптическая система глаза чрезвычайно сложна, поэтому при расчетах хода лучей обычно пользуются упрощенными, эквивалентными истинному глазу «схематическими глазами». В таблице 2.1 приведены данные для аккомодированного и не аккомодированного глаза.

Оптическая система глаз

Оптическая система глаза – это отдельный мирок, имеющий уникальное строение. Насколько он интересен, настолько и сложен. Чтобы световой луч добрался до «пункта назначения» понадобится пройти через четыре среды, в каждой из них он подвергается изменениям и одновременно передает в головной мозг сведения для анализа.

Основы оптики

Вспомним школьную программу по физике. Многие преподаватели демонстрировали ученикам занимательный фокус: два помещения со слабым уровнем освещенности, но одно из них имеет небольшие отверстия в стенах. За ними размещен сильный источник света, например, солнышко. В некоторых случаях вместо точечных отверстий, использующихся для освещения комнаты, применяли небольшой фонарик.

Если между точечным источником света и вторым отверстием в стене поместить предмет из непрозрачного материала, то на перегородке, расположенной за вторым отверстием появится его изображение, перевернутое на сто восемьдесят градусов.

Подобный фокус со световыми лучами проделывает собирательная линза. Причина кроется в том, что каждая микроскопическая точка любого объекта при освещении, сама становится источником света, отражая во все стороны, попавшие на неё частицы.

Строение оптической системы глаза

Главный показатель её работы – сила преломления, отображающая степень корректировки угла падения светового луча. Рефракция проходит в системе четыре раза: в передней и задней камере, хрусталике, роговой оболочке и немного в жидкой среде ока. Чем больше рефракционные характеристики органа зрения, тем выше степень преломления лучей. В среднем данный показатель равняется шестидесяти диоптриям.

Читать еще:  Дергается нижнее веко: что делать и как устранить неприятные ощущения, возможные заболевания и провоцирующие факторы

Оптическая система включает две главные оси:

  • Зрительная. Дистанция между видимым предметом и сердцевиной центральной ямки. Максимальная разница должна составлять пять градусов;
  • Оптическая. Представляет собой расстояние между дальними точками глазного яблока и камерами ока, проходит сквозь центр хрусталика.

Длина между передним полюсом зрительного аппарата равняется шестидесяти миллиметрам, это позволяет людям видеть мир в 3D.

Ниже мы детально рассмотрим строение оптической системы и подробно разберем каждый её элемент.

Представляет собой прозрачную «деталь» органа зрения, изогнутую в поперечном сечении. Более 2/3 всей оптической силы ока приходится на роговую оболочку, в составе которой имеется несколько слоев, прикрытых тончайшей слезной плёнкой. Передняя часть элемента находится в постоянном контакте с воздухом, поэтому сильнее изогнута и обладает большей преломляющей силой по сравнению с задней.

Передняя камера

На 98% состоит из внутриглазной жидкости. Обеспечивает степень преломления равную 1,33 D. При наличии отклонения в работе органа зрения корректируются углубления камеры, в итоге на каждый миллиметр происходит повышение преломления на 1 D.

Радужка и зрачок

Мышечные волокна радужной оболочки отвечают за изменение размера зрачков, т.е. регулируют какое количество света проходит через оптическую систему. В условиях хорошего освещения они сужены, в итоге прямые лучи попадают непосредственно на центральную ямку. В этом случае, как правило, повышается острота зрения у людей, страдающих от астигматизма. Если при сужении зрачков появляются проблемы с глазами, то можно говорить о патологических процессах в макуле.

В условиях слабой освещенности зрачки увеличиваются в размерах, это приводит к следующим эффектам:

  • Оптическая система получает большее количество световых потоков, в итоге острота зрения повышается, и человек может различать предметы даже в темноте;
  • На значительную часть поверхности сетчатой оболочки попадают прямые лучи, т.е. в процесс вовлекаются фоторецепторы.

При сильном расширении зрачков у людей с диагнозом «астигматизм» изображение получается размытым, поскольку в процесс вовлекаются участки роговой оболочки, имеющие разную степень преломляемости.
Вернуться к оглавлению

Один из самых сложных элементов оптической системы, состоит из большого количества клеток, утративших свои ядра. Выполняет две основные функции: преломление света и фокусировка изображения. Аккомодация происходит следующим образом:

  • При сокращении цилиарных мышц расслабляются зонулы, поддерживающие хрусталик;
  • Он приобретает округлую форму, становится толще в центре, меняется его кривизна;
  • На последнем этапе фокусировки уменьшается глубина передней камеры.

Хрусталик растет в течение всей жизни человека. Новые волокна разрастаются поверх старых, поэтому постепенно элемент утолщается. Если при рождении данный показатель равняется 3,5 миллиметрам, то у взрослого человека он увеличивается до 5 мм.

Стекловидное тело

Замыкает оптическую систему, выполняет большое количество важных функций. Имеет хорошую пропускную способность, но при этом отличается слабыми преломляющими характеристиками, поэтому не принимает участия в создании изображения.

Один из самых сложных элементов в зрительном аппарате. Именно она отвечает за восприятие цвета и света. Обладает высокой чувствительностью, покрыта тончайшей плёнкой. Поддерживают сетчатую оболочку эпителиальные связки, а стекловидное тело прижимает её. Оптическая система использует элемент для фиксации картинки и передачи информации по зрительным нервам в соответствующие отделы головного мозга.

Подробней о строении системы вы узнаете из видеоролика

Путь световых лучей и величина

Преломление света в офтальмологии носит название рефракция. Лучи, попадающие на оптическую ось, изменяются и встречаются в главном фокусе органа зрения. Они отражены от бесконечно удаленных предметов, поэтому роль центрального фокуса выполняет точка, расположенная на оптической оси.

Световые лучи, отраженные от объектов, находящихся наконечной дистанции, соединяются в дополнительном фокусе. Он локализуется дальше основного, поскольку процесс сосредоточения расходящихся лучей проходит с использованием дополнительной преломляющей силы.

Аккомодация

Для получения четкой картинки оптическая система должна сфокусироваться, для этого используется один из двух методов:

  • Хрусталик смещается относительно сетчатой оболочки;
  • Увеличивается степень преломления.

Умение человеческого глаза приспосабливаться к различным дистанциям и видеть объекты, расположенные вдали или поблизости, называется аккомодацией.

Физиологическая роль оптической системы глаза

Она выполняет несколько важных функций:

  • Задает необходимую степень преломления световых лучей;
  • Фокусирует изображение и объекты в плоскости сетчатой оболочки;
  • Создает требуемую длину оси.

В результате работы оптический системы человек четко различает предметы, их цвет. Также для неё присущи следующие характеристики:

  • Бинокулярность. Возможность воспринимать объемную картинку одновременно двумя глазами, при этом изображение не двоится;
  • Стереоскопичность. Человек может визуально определить примерную дистанцию до объекта и оценить его очертания;
  • Острота зрения. Под данным понятием скрывается возможность различать пару точек, находящихся друг от друга на определенной дистанции.

Оптическая система человека: стереоскопическое или 3D-зрение

Данное понятие произошло от греческих слов «stereo» (твёрдый) и «opsis» (взор). Его используют для обозначения глубины восприятия и трехмерной структуры, полученной на базе зрительных сведений от ока.

Поскольку глаза находятся на боковых плоскостях черепа, то изображение проецируется на сетчатую оболочку по-разному, отмечается разница в горизонтальном положении предметов относительно друг друга.

Симптомы поражения оптической системы глаза

Любое отклонение в её работе приведет к проблемам со зрением. Признаки, сигнализирующие о развитии патологических процессов:

  • Быстрая утомляемость;
  • Постоянные головные боли и перенапряжение;
  • Раздвоение изображения;
  • Затуманивание взгляда;
  • Падение остроты зрения;
  • Расплывчатые контуры предметов. Человек не может рассмотреть объекты, расположенные вдали или поблизости.

Любой из перечисленных симптомов сигнализирует о необходимости посещения доктора для выяснения причины развивающейся патологии.

Методы диагностики при поражении оптической системы глаза

Для оценки работы системы изначально требуется установить, какое око является ведомым, а какое ведущим. Для этого используют элементарное тестирование, его можно провести в домашних условиях. Посмотрите сквозь лист плотной бумаги, где проделано небольшое отверстие в центре, сначала левым, затем правым глазом. Если око ведущее, то картинка остается в статическом состоянии. У ведомого она начинает перемещаться.

Для выявления отклонений в работе оптической системы используют следующие обследования:

  • Визометрия. Используют для выяснения остроты зрения;
  • Офтальмометрия. Определяет преломляющие способности роговицы;
  • Скиаскопия. Помогает получить объективные сведения о степени рефракции;
  • Пахиметрия. Измерение толщины роговой оболочки;
  • Офтальмоскопия. Применяют для анализа глазного дна и сетчатки;
  • Биомикроскопическое обследование;
  • Кератоскопия. Анализирует состояние роговой оболочки через специальную линзу;
  • Ультразвуковое исследование глазного яблока.

Заболевания

Выделяют несколько недугов, затрагивающих оптическую систему глаз:

  • Астигматизм;
  • Близорукость;
  • Косоглазие;
  • Дальнозоркость;
  • Кератоконус (истончение роговой оболочки);
  • Астенопия (повышенная утомляемость органа зрения).

Чудеса зрения в природе

Уникальными глазами обладают змеи, способные воспринимать инфракрасное излучение. Благодаря этой способности они с успехом охотятся на теплокровных животных даже в условиях нулевой освещенности.

У бабочек имеется иная особенность, чудесные создания воспринимают часть ультрафиолетового сектора, поэтому им не составляет труда обнаружить пыльцу в цветках.

Великолепным ночным зрением славятся гекконы. Причем они видят в том же спектральном диапазоне, что и люди. Просто их сетчатая оболочка в триста пятьдесят раз чувствительней к световым лучам. Настоящий прибор ночного видения!

Отдельного внимания заслуживает хамелеон. Ему не нужно поворачивать голову, что обозреть все триста шестьдесят градусов окружающей среды. Измерить дистанцию до объекта он способен одним глазом.

Самыми большими глазами на всей планете может похвастаться гигантский кальмар. Он обитает в пучине океана, на самом его дне. Здесь практически никогда не бывает солнечного света, но при этом моллюск способен рассмотреть своего врага на расстоянии тысяча метров.

Заключение

Оптическая схема глаза – сложная конструкция, созданная природой, чтобы человек мог полноценно наслаждаться красотами окружающего мира. Любые отклонения в её работе могут привести к серьезным проблемам со зрением, поэтому при малейших подозрениях на развитие патологических процессов, незамедлительно обратитесь к врачу.
Вернуться к оглавлению

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector