Строение и свойства глаза. Автоматический контроль усиления

) человека, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивающий функцию зрения . Глаза расположены в передней части головы и вместе с веками , ресницами и бровями , являются важной частью лица . Область лица вокруг глаз активно участвует в мимике .

Максимальный оптимум дневной чувствительности человеческого глаза приходится на максимум непрерывного спектра солнечного излучения, расположенный в «зелёной» области 550 (556) нм. При переходе от дневного освещения к сумеречному происходит перемещение максимума световой чувствительности по направлению к коротковолновой части спектра, и предметы красного цвета (например, мак) кажутся чёрными, синего (василёк) - очень светлыми (феномен Пуркинье).

Строение глаза человека

Глаз, или орган зрения, состоит из глазного яблока, зрительного нерва (см. Зрительная система). Отдельно существуют вспомогательные органы (веки , слёзный аппарат, мышцы глазного яблока).

Он легко вращается вокруг разных осей: вертикальной (вверх-вниз), горизонтальной (влево-вправо) и так называемой оптической оси. Вокруг глаза расположены три пары мышц , ответственных за перемещение глазного яблока [и обладающих активной подвижностью]: 4 прямые (верхняя, нижняя, внутренняя и наружная) и 2 косые (верхняя и нижняя). Этими мышцами управляют сигналы, которые нервы глаза получают из мозга. В глазу находятся, пожалуй, самые быстродействующие двигательные мышцы в организме человека. Так, при рассматривании (сосредоточенной фокусировке) иллюстрации глаз совершает за сотую долю секунды огромное количество микродвижений ]. Если взгляд задержан (сфокусирован) на одной точке, глаз при этом непрерывно совершает небольшие, но очень быстрые движения-колебания . Их количество доходит до 123 в секунду.

Глазное яблоко отделено от остальной части глазницы плотным фиброзным - теноновой капсулой (фасцией), позади которой находится жировая клетчатка. Под жировой клетчаткой скрыт капиллярный слой.

Собственно глаз, или глазное яблоко (лат. bulbus oculi ), - парное образование неправильной шарообразной формы, расположенное в каждой из глазных впадин (орбит) черепа человека и других животных.

Внешнее строение человеческого глаза

Для осмотра доступен только передний, меньший, наиболее выпуклый отдел глазного яблока - роговица , и окружающая его часть (склера); остальная, большая, часть залегает в глубине глазницы.

Глаз имеет не совсем правильную шарообразную (почти сферическую) форму, диаметром примерно 24 мм. Длина его сагиттальной оси в среднем равна 24 мм, горизонтальной - 23,6 мм, вертикальной - 23,3 мм. Объём у взрослого человека в среднем равен 7,448 см³. Масса глазного яблока 7-8 г.

Размер глазного яблока в среднем одинаков у всех людей, различаясь лишь в долях миллиметров.

В глазном яблоке различают два полюса: передний и задний. Передний полюс соответствует наиболее выпуклой центральной части передней поверхности роговицы, а задний полюс располагается в центре заднего сегмента глазного яблока, несколько снаружи от места выхода зрительного нерва .

Линия, соединяющая оба полюса глазного яблока, называется наружной осью глазного яблока . Расстояние между передним и задним полюсами глазного яблока является его наибольшим размером и равно примерно 24 мм.

Другой осью в глазном яблоке является внутренняя ось - она соединяет точку внутренней поверхности роговицы, соответствующую её переднему полюсу, с точкой на сетчатке, соответствующей заднему полюсу глазного яблока, её размер в среднем составляет 21,5 мм.

При наличии более длинной внутренней оси лучи света после преломления в глазном яблоке собираются в фокусе впереди сетчатки. При этом хорошее зрение предметов возможно только на близком расстоянии - близорукость , миопия .

Если внутренняя ось глазного яблока относительно короткая, то лучи света после преломления собираются в фокусе позади сетчатки. В этом случае видение вдаль лучше, чем вблизи, - дальнозоркость , гиперметропия .

Наибольший поперечный размер глазного яблока у человека в среднем равен 23,6 мм, а вертикальный - 23,3 мм. Преломляющая сила оптической системы глаза(при покое аккомодации (зависит от радиуса кривизны преломляющих поверхностей (роговица, хрусталик - передняя и задняя поверхности обоих, - всего 4) и от отстояния их друг от друга ) составляет в среднем 59,92 . Для рефракции глаза имеет значение длина оси глаза, то есть расстояние от роговицы до жёлтого пятна; оно составляет в среднем 25,3 мм (Б. В. Петровский). Поэтому Рефракция глаза зависит от соотношения между преломляющей силой и длиной оси, что определяет положение главного фокуса по отношению к сетчатке и характеризует оптическую установку глаза. Различают три основные рефракции глаза: «нормальную» рефракцию (фокус на сетчатке), дальнозоркость (за сетчаткой) и близорукость (фокус спереди кнаружи).

Выделяют также зрительную ось глазного яблока, которая простирается от его переднего полюса до центральной ямки сетчатки.

Линия, соединяющая точки наибольшей окружности глазного яблока во фронтальной плоскости, называется экватором . Он находится на 10-12 мм позади края роговицы. Линии, проведённые перпендикулярно экватору и соединяющие на поверхности яблока оба его полюса, носят название меридианов . Вертикальный и горизонтальный меридианы делят глазное яблоко на отдельные квадранты.

Внутреннее строение глазного яблока

Глазное яблоко состоит из оболочек, которые окружают внутреннее ядро глаза, представляющее его прозрачное содержимое - стекловидное тело , хрусталик , водянистая влага в передней и задней камерах.

Ядро глазного яблока окружают три оболочки: наружная, средняя и внутренняя.

Наружная - очень плотная фиброзная оболочка глазного яблока (tunica fibrosa bulbi ), к которой прикрепляются наружные мышцы глазного яблока, выполняет защитную функцию и благодаря тургору обусловливает форму глаза. Она состоит из передней прозрачной части - роговицы , и задней непрозрачной части белесоватого цвета - склеры .
Средняя, или сосудистая , оболочка глазного яблока (tunica vasculosa bulbi ), играет важную роль в обменных процессах, обеспечивая питание глаза и выведение продуктов обмена. Она богата кровеносными сосудами и пигментом (богатые пигментом клетки хориоидеи препятствуют проникновению света через склеру, устраняя светорассеяние). Она образована радужкой , ресничным телом и собственно сосудистой оболочкой . В центре радужки имеется круглое отверстие - зрачок, через которое лучи света проникают внутрь глазного яблока и достигают сетчатки (величина зрачка изменяется (в зависимости от интенсивности светового потока: при ярком свете он у́же, при слабом и в темноте - шире) в результате взаимодействия гладких мышечных волокон - сфинктера и дилататора , заключённых в радужке и иннервируемых парасимпатическим и симпатическим нервами; при ряде заболеваний возникает расширение зрачка - мидриаз , или сужение - миоз). Радужка содержит различное количество пигмента, от которого зависит её окраска - «цвет глаз ».
Внутренняя, или сетчатая , оболочка глазного яблока (tunica interna bulbi ), - сетчатка - это рецепторная часть зрительного анализатора, здесь происходит непосредственное восприятие света, биохимические превращения зрительных пигментов, изменение электрических свойств нейронов и передача информации в центральную нервную систему .

Аккомодационный аппарат

Сетчатка также имеет слоистое строение. Устройство сетчатой оболочки чрезвычайно сложное. Микроскопически в ней выделяют 10 слоёв. Самый наружный слой является свето-(цвето-)воспринимающим, он обращён к сосудистой оболочке (внутрь) и состоит из нейроэпителиальных клеток - палочек и колбочек, воспринимающих свет и цвета (у человека световоспринимающая поверхность сетчатки очень мала - 0,4-0,05 мм², следующие слои образованы проводящими нервное раздражение клетками и нервными волокнами).

Свет входит в глаз через роговицу, проходит последовательно сквозь жидкость передней и задней камеры, хрусталик и стекловидное тело , пройдя через всю толщу сетчатки, попадает на отростки светочувствительных клеток - палочек и колбочек . В них протекают фотохимические процессы , обеспечивающие цветовое зрение (подробнее см. Цвет и Цветоощущение). Сетчатка позвоночных анатомически «вывернута наизнанку», поэтому фоторецепторы расположены в задней части глазного яблока (конфигурацией «задом наперёд»). Чтобы достичь их, свету необходимо пройти через несколько слоёв клеток.

Строение человеческого глаза напоминает фотоаппарат. В роли объектива выступают роговица, хрусталик и зрачок, которые преломляют лучи света и фокусируют их на сетчатке глаза. Хрусталик может менять свою кривизну и работает как автофокус у фотоаппарата - моментально настраивает хорошее зрение на близь или даль. Сетчатка, словно фотопленка, запечатляет изображение и отправляет его в виде сигналов в головной мозг, где происходит его анализ.

зрачок

роговица

радужка

хрусталик

цилиарное тело

сетчатка,

сосудистая оболочка

зрительный нерв

сосуды глаза

мышцы глаза

склера

стекловидное тело

Сложное строение глазного яблока делает его очень чувствительным к различным повреждениям, нарушениям обмена веществ и заболеваниям.

Офтальмологи портала «Все о зрении» простым языком описали строение глаза человека дарят вам уникальную возможность наглядно ознакомиться с его анатомией.

Человеческий глаз – это уникальный и сложный парный орган чувств, благодаря которому мы получаем до 90% информации об окружающем нас мире. Глаз каждого человека обладает индивидуальными, только ему присущими характеристиками. Но общие черты строения важны для понимания того, какой же глаз изнутри и как он работает. В ходе эволюции глаз достиг сложного строения и в нём тесно взаимосвязаны структуры разного тканевого происхождения. Кровеносные сосуды и нервы, пигментные клетки и элементы соединительной ткани – все они обеспечивают основную функцию глаза – зрение.

Строение основных структур глаза

Глаз имеет форму сферы или шара, поэтому к нему стала применяться аллегория яблока. Глазное яблоко – очень нежная структура, поэтому располагается в костном углублении черепа – глазнице, где частично оно укрыто от возможного повреждения. Спереди глазное яблоко защищают верхнее и нижнее веки. Свободные движения глазного яблока обеспечиваются глазодвигательными наружными мышцами, точная и слаженная работа которых позволяет нам видеть окружающий мир двумя глазами, т.е. бинокулярно.

Постоянное увлажнение всей поверхности глазного яблока обеспечивается слезными железами, которые обеспечивают адекватную продукцию слезы, образующей тонкую защитную слёзную плёнку, а отток слезы происходит через специальные слезоотводящие пути.

Самая наружная оболочка глаза – конъюнктива. Она тонкая и прозрачная и выстилает также и внутреннюю поверхность век, обеспечивая легкое скольжение при движении глазного яблока и моргании век.

Наружная «белая» оболочка глаза – склера, является самой толстой из трёх глазных оболочек, защищает внутренние структуры и поддерживает тонус глазного яблока.

Склеральная оболочка в центре передней поверхности глазного яблока приобретает прозрачность и имеет вид выпуклого часового стекла. Эта прозрачная часть склеры называется роговицей, которая очень чувствительная благодаря наличию в ней множества нервных окончаний. Прозрачность роговицы позволяет свету проникать внутрь глаза, а её сферичность обеспечивает преломление световых лучей. Переходная зона между склерой и роговицей называется лимбом. В этой зоне находятся стволовые клетки, обеспечивающие постоянную регенерацию клеток наружных слоев роговицы.

Следующая оболочка - сосудистая. Она выстилает склеру изнутри. По её названию понятно, что она обеспечивает кровоснабжение и питание внутриглазных структур, а также поддерживает тонус глазного яблока. Сосудистая оболочка состоит из собственно хориоидеи, находящейся в тесном контакте со склерой и сетчаткой, и таких структур как цилиарное тело и радужка, которые располагаются в переднем отделе глазного яблока. Они содержат в себе много кровеносных сосудов и нервов.

Цилиарное тело – это часть сосудистой оболочки и сложный нервно-эндокринно-мышечный орган, играющий важную роль в продукции внутриглазной жидкости и в процессе аккомодации.

Цвет радужки определяет цвет глаза человека. В зависимости от количества пигмента в её наружном слое она имеет цвет от бледно-голубого или зелёноватого до тёмно-коричневого. В центре радужки находится отверстие – зрачок, через который свет попадает внутрь глаза. Важно отметить, что кровоснабжение и иннервация хориоидеи и радужки с цилиарным телом раличные, что отражается на клинике заболеваний такой в общем-то единой структуры, как сосудистая оболочка глаза.

Пространство между роговицей и радужкой является передней камерой глаза, а угол, образованный периферией роговицы и радужки, называется углом передней камеры. Через этот угол происходит отток внутриглазной жидкости сквозь специальную сложную дренажную систему в глазные вены. За радужкой находится хрусталик, который располагается перед стекловидным телом. Он имеет форму двояковыпуклой линзы и хорошо фиксирован множеством тонких связок к отросткам цилиарного тела.

Пространство между задней поверхностью радужки, цилиарным телом и передней поверхностью хрусталика и стекловидного тела называется задней камерой глаза. Передняя и задняя камеры заполнены бесцветной внутриглазной жидкостью или водянистой влагой, которая постоянно циркулирует в глазу и омывает роговицу, хрусталик, при этом питая их, так как собственных сосудов у этих структур глаза нет.

Самой внутренней, самой тонкой и самой важной для акта зрения оболочкой является сетчатка. Она представляет собой высокодифференцированную многослойную нервную ткань, которая выстилает сосудистую оболочку в её заднем отделе. От сетчатки берут начало волокна зрительного нерва. Он несёт всю полученную глазом информацию в виде нервных импульсов через сложный зрительный путь в наш мозг, где она преобразуется, анализируется и воспринимается уже как объективная реальность. Именно на сетчатку в конечном счёте попадает или не попадает изображение и в зависимости от этого, мы видим предметы чётко или не очень. Самой чувствительной и тонкой частью сетчатки является центральная область – макула. Именно макула обеспечивает наше центральное зрение.

Полость глазного яблока заполняет прозрачное, несколько желеобразное вещество – стекловидное тело. Оно поддерживает плотность глазного яблока и прилегает в внутренней оболочке - сетчатке, фиксируя её.

Оптическая система глаза

По своей сущности и предназначению, человеческий глаз – это сложная оптическая система. В этой системе можно выделить несколько наиболее важных структур. Это роговица, хрусталик и сетчатка. В основном, именно от состояния этих пропускающих, преломляющих и воспринимающих свет структур, степени их прозрачности зависит качество нашего зрения.

Роговица сильнее всех других структур преломляет световые лучи, далее проходяие через зрачок, который выполняет функцию диафрагмы. Образно говоря, как в хорошем фотоаппарате диафрагма регулирует поступление световых лучей и в зависимости от фокусного расстояния позволяет получать качественное изображение, так и зрачок функционирует в нашем глазу. Хрусталик также преломляет и пропускает световые лучи далее на световоспринимающую структуру – сетчатку, своеобразную фотоплёнку. Жидкость глазных камер и стекловидное тело также обладают преломляющими свет свойствами, но не такими значительными. Тем не менее, состояние стекловидного тела, степень прозрачности водянистой влаги глазных камер, наличие в них крови или других плавающих помутнений тоже может влиять на качество нашего зрения. В норме световые лучи, пройдя через все прозрачные оптические среды, преломляются так, что попадая на сетчатку формируют уменьшенное, перевернутое, но реальное изображение. Окончательный анализ и восприятие полученной глазом информации, происходит уже в нашем головном мозгу, в коре его затылочных долей.

Таким образом, глаз устроен очень сложно и удивительно. Нарушение в состоянии или кровоснабжении, любого структурного элемента глаза может отрицательно сказаться на качестве зрения.

Наш глаз представляет собой сложную оптическую систему основной задачей которой является передача изображения зрительному нерву.
Первоначально видимое изображение проходит через роговицу. Там происходит первичное преломление света. Оттуда через круглое отверстие в радужной оболочке, называемое зрачок, попадает на хрусталик. Поскольку хрусталик является двояковыпуклой линзой, то после прохода через стекловидное тело видимое изображение при попадании на сетчатку перевернуто. Именно сигнал перевернутого изображения поступает от сетчатке по зрительному нерву в мозг. А мозг на то и мозг, чтобы переворачивать изображение обратно.

Строение глаза человека невозможно рассматривать отдельно без двух других частей зрительного аппарата – проводящих путей и участка головного мозга (зрительной коры), которые ответственны за проведение и анализ поступающих из глаза нервных импульсов: человек смотрит глазом, а видит мозгом. Кроме того, рассматривая строение глаза человека, нужно сказать и о его придаточном аппарате. Глазное яблоко образует целостную систему с вспомогательными структурами: глазодвигательными мышцами, веками, слизистой оболочкой (коньюктивой) и слезным аппаратом.

Внешнее строение

Здесь можно выделить веки (верхнее и нижнее), ресницы, внутренний угол глаза со слезным мясцом (складка слизистой оболочки), белую часть глазного яблока – склеру, которая покрыта прозрачной слизистой оболочкой – конъюнктивой (более подробно о данном образовании глаза читайте в разделе Конъюнктива), прозрачную часть – роговицу, через которую видны круглый зрачок и радужка (индивидуально окрашенная, с неповторимым рисунком). Место перехода склеры в роговицу называется лимб.

Глазное яблоко имеет неправильную шаровидную форму, передне-задний размер взрослого человека, составляет около 23-24 мм.

Глаза располагаются в костном вместилище – глазницах. Снаружи они защищены веками, по краям глазные яблоки окружены глазодвигательными мышцами и жировой клетчаткой. С внутренней стороны из глаза выходит зрительный нерв и идет через специальный канал в полость черепа, достигая головного мозга.

Веки

Веки (верхнее и нижнее) покрыты снаружи кожей, изнутри – слизистой оболочкой (конъюнктивой). В толще век расположены хрящи, мышцы (круговая мышца глаза и мышца, поднимающая верхнее веко) и железы. Железы век продуцируют компоненты слезы глаза, которая в норме смачивает поверхность глаза. На свободном крае век растут ресницы, которые выполняют защитную функцию, и открываются протоки желез. Между краями век находится глазная щель. Во внутреннем углу глаза, на верхнем и нижнем веке расположены слезные точки – отверстия, через которые слеза по носослезному каналу оттекает в полость носа.

Мышцы глаза

Мышцы глаза, которых насчитывается на каждом глазном яблоке по шесть: по четыре прямых мышцы: внутренняя, наружная, верхняя и нижняя прямые мышцы, и двух косых: верхней и нижней. Мышечный аппарат глаза обеспечивает поворот глазного яблока во всех направлениях, а так же согласованную фиксацию взора обоих глаз в определенной точке.

Слезная железа расположена в верхнее-наружной части глазницы. Она вырабатывает слезную жидкость в ответ на эмоциональное раздражение или раздражение слизистой оболочки глаза, роговицы или носоглотки. Более подробно строение слезного аппарата глаза человека вы можете посмотреть в разделе слезный аппарат.

Оболочки глаза

Глазное яблоко человека имеет 3 оболочки: наружную, среднюю и внутреннюю.

Склера

Склера занимает 4/5 часть фиброзной оболочки и состоит из соединительной ткани, она достаточно плотная и к ней крепятся глазные мышцы. Основная функция – защитная, она обеспечивает определенную форму и тонус глазного яблока. С заднего полюса глаза в склере имеется место выхода глазного нерва – решетчатая пластинка.

Роговица

Роговица составляет 1/5 от наружной оболочки, она имеет ряд характеристик: прозрачность (отсутствие сосудов), блеск, сферичность и чувствительность. Все эти признаки характерны для здоровой роговицы. При заболеваниях роговицы эти признаки меняются (помутнение, потеря чувствительности и т.д.). Роговица относится к оптической системе глаза, она проводит и преломляет свет (толщина её в разных отделах составляет от 0.2 до 0.4 мм, а преломляющая сила роговицы равна примерно 40 диоптриям). Более полное описание строения роговицы вы найдете в соответствующем разделе: Роговица.

Средняя (сосудистая) оболочка глаза состоит из радужки, ресничного тела и собственно сосудистой оболочки (хориоидеи), которые находятся непосредственно под склерой. Средняя оболочка глаза обеспечивает питание глазного яблока, участвует в обменных процессах и выведении продуктов обмена тканей глаза.

Радужка

Радужка является передним отделом сосудистого тракта глаза, она находится за прозрачной роговицей, в центре имеется регулируемое круглое отверстие – зрачок. Таким образом, радужка в строении глаза человека выполняет роль диафрагмы, окрашенной в определенный цвет. Цвет глаз человека определяется количеством пигмента радужки меланина (от светло голубого до коричневого). Этот пигмент защищает глаза от избыточного количества солнечного света. Диаметр зрачка меняется от 2 до 8 мм, в зависимости от освещенности, нервной регуляции или действия медикаментов. В норме зрачок сужается на ярком свету и расширяется при недостаточном освещении.

Цилиарное тело

Цилиарное тело – участок сосудистой оболочки, расположенной в основании радужки. В толще цилиарного тела находится цилиарная мышца, которая изменяет кривизну биологической линзы глаза – хрусталика, таким образом наводя фокус на нужное расстояние (происходит аккомодация глаза).

Собственно сосудистая оболочка глаза (хориоидея) составляет большую часть сосудистого тракта глаза (2/3) и выполняет роль питания внутренней оболочки глаза – сетчатки.

Хрусталик

Хрусталик находится за зрачком, он представляет собой биологическую линзу, которая под воздействием цилиарной мышцы изменяет кривизну и участвует в акте аккомодации глаза (фокусировки взгляда на разноудаленных предметах). Преломляющая сила этой линзы меняется от 20 диоптрий в состоянии покоя, до 30 диоптрий, при работе цилиарной мышцы.

Кроме того, в глазном яблоке можно выделить переднюю и заднюю камеру глаза – пространства, заполненные водянистой влагой – жидкостью, циркулирующей внутри глаза и выполняющую питательную функцию для роговицы и хрусталика (в норме, эти образования не имеют кровеносных сосудов). Передняя камера глаза расположена между роговицей и радужкой, задняя – между радужкой и хрусталиком глаза. Водянистая влага вырабатывается отростками цилиарного тела, затем оттекает через зрачок в переднюю камеру, после чего через особую дренажную систему (трабекулярный аппарат) оттекает в сосудистую сеть, как показано на рисунке:

За хрусталиком расположено объемное образование, наполняющее глаз, стекловидное тело, имеющее желеподобную консистенцию. Функции стекловидного тела – светопроведение и поддержание формы глазного яблока.

Сетчатка

Сетчатка (внутренняя, чувствительная оболочка глаза) выстилает полость глазного яблока из нутрии. Это самая тонкая из оболочек глаза, толщина её составляет от 0.07 до 0.5 мм. Сетчатка имеет сложное строение и состоит из 10 слоев клеток. Эту оболочку глаза можно сравнить с пленкой фотоаппарата, основная её роль – формирование изображения (свето- и цветовосприятие), с помощью специальных чувствительных клеток – палочек и колбочек. Палочки располагаются, в основном, на периферии сетчатки и отвечают за черно-белое, сумеречное зрение. Колбочки сосредоточены в центральных отделах сетчатки - макуле, и отвечают за мелкие детали предметов и цвета. Нервные волокна, идущие от чувствительных клеток формируют зрительный нерв, который выходит из заднего полюса глаза и проникает в полость черепа, в головной мозг.

Источник proglaza ru

Категория:

Человеческий глаз – это очень комплексная оптическая система, состоящая из многообразия элементов, каждый из которых отвечает за свои собственные задачи. В целом же глазной аппарат помогает воспринимать внешнюю картинку, обрабатывать её и передавать информацию в уже подготовленном виде в головной мозг. Без его функций органы тела человека не могли бы столь же полноценно взаимодействовать. Хотя орган зрения и устроен сложно, хотя бы в базовом виде понимать описание принципа его функционирования стоит каждому человеку.

Общий принцип функционирования

Разобравшись, что такое глаз, поняв его описание, рассмотрим принцип его работы. Глаз работает за счёт восприятия света, отражённого от окружающих предметов. Этот свет попадает на роговицу, особую линзу, позволяющую сфокусировать поступающие лучи. После роговицы лучи проходят через камеру глаза (которая заполнена бесцветной жидкостью), а потом попадают на радужку, которая в своём центре имеет зрачок. У зрачка имеется отверстие (глазная щель), через которое проходят только центральные лучи, то есть часть лучей, находящихся по краям светового потока, отсеивается.

Зрачок помогает приспосабливаться к различным уровням освещения. Он (точнее говоря, его глазная щель) отсеивает только те лучи, которые не влияет на качество изображения, но регулирует их поток. В итоге то, что осталось, идёт на хрусталик, который, как и роговица, является линзой, но только предназначенной для другого – для более точной, «чистовой» фокусировки света. Хрусталик и роговица – это оптические среды глаза.

Далее свет через особое стекловидное тело, входящее в оптический аппарат глаза, проходит на сетчатку, куда изображение проецируется как на киноэкран, но только в перевёрнутом виде. В центре сетчатки находится макула, та зона, которая отвечает на , в которую попадает объект, на который мы смотрим напрямую.

На финальных этапах получения изображения клетки сетчатки обрабатывают то, что на них находится, переводя всё в электромагнитные импульсы, которые далее отправляются в мозг. Схожим образом функционирует цифровой фотоаппарат.

Из всех элементов глаза в обработке сигнала не участвует только склера, особая непрозрачная оболочка, которая покрывает снаружи. Окружает она его почти что целиком, приблизительно на 80%, на в передней части она плавно переходит в роговицу. В народе её наружную часть принято называть белком, хотя это и не совсем корректно.

Количество различаемых цветов

Человеческий орган зрения воспринимает изображение в цвете, причём количество оттенков цветов, которые он может различать, является очень большим. То, сколько разных цветов различается глазом (точнее, сколько оттенков), может варьироваться от индивидуальных особенностей человека, а также уровня его натренированности и типа его профессиональной деятельности. «Работает» глаз с так называемым видимым излучением, которое представляет собой электромагнитные волны, имеющие длину волны от 380 до 740 нм, то есть со светом.

Если брать средние показатели, то человек суммарно может отличать около 150 тысяч цветовых тонов и оттенков.

Впрочем, тут имеется неоднозначность, которая заключается в относительной субъективности цветового восприятия. Потому некоторые учёные сходятся на другой цифре, сколько оттенков цветов обычно видит/различает человек – от семи до десяти миллионов. В любом случае, цифра внушительная. Все эти оттенки получаются за счёт варьирования семи основных цветов, находящихся в разных частях радужного спектра. Считается, что у профессиональных художников и дизайнеров количество воспринимаемых оттенков выше, а также иногда человек рождается с мутацией, позволяющей ему видеть в разы больше цветов и оттенков. Сколько разных цветов видят такие люди – открытый вопрос.

Глазные заболевания

Как и любая другая система человеческого организма, орган зрения подвержен различным заболеваниям и патологиям. Условно их можно разделить на инфекционные и неинфекционные. Частые виды заболеваний, что вызываются бактериями, вирусами или микроорганизмами – это конъюнктивиты, ячмени и блефариты.

Если заболевание неинфекционное, то обычно оно возникает из-за серьёзного переутомления глаз, из-за наследственной предрасположенности или просто из-за изменений, которые возникают в организме человека с возрастом. Реже проблема может заключаться в том, что возникла общая патология организма, например, развилась гипертония или сахарный диабет. В итоге может возникнуть глаукома, катаракта или синдром сухого глаза, человек в итоге хуже видит или различает объекты.

В медицинской практике все заболевания делятся на следующие категории:

болезни отдельных элементов глаза, например, хрусталика, конъюнктивы и так далее;
патологии зрительных нервов/путей;
патологии мышц, по причине которых нарушается содружественное движение яблок;
заболевания, связанные со слепотой и различными зрительными расстройствами, нарушением силы зрения;
глаукома.

Чтобы не возникало проблем и патологий, глаза необходимо оберегать, не держать подолгу направленными в одну точку, поддерживать оптимальное освещение при чтении или работе. Тогда сила зрения не будет падать.

Внешнее строение глаза

Глаз человека имеет не только лишь внутреннее строение, но также и внешнее, которое представлено веками. Это особые перегородки, которые защищают глаза от травматизма и негативных факторов окружающей среды. Они преимущественно состоят из мышечной ткани, которая снаружи покрывается тонкой и нежной кожей. В офтальмологии принято считать, что веки – это один из важнейших элементов, при возникновении проблем с которым могут возникнуть проблемы.

Хотя веко и является мягким, его прочность и постоянство формы обеспечивает хрящ, который по своей сути является коллагеновым образованием. Движение век осуществляется благодаря мышечному слою. Когда веки смыкаются, это несёт функциональную роль – глазное яблоко увлажняется, а небольшие инородные частицы, сколько бы их ни было на поверхности глаза, удаляются. Кроме того, благодаря смачиванию глазного яблока, веко получает возможность свободно скользить относительно его поверхности.

Важным компонентом век также является разветвлённая система кровоснабжения и множество нервных окончаний, которые помогают векам осуществлять свои функции.

Движение глаз

Глаза человека двигаются при помощи специальных мышц, обеспечивающих глазам нормальное постоянное функционирование. Зрительный аппарат двигается при помощи слаженной работы десятков мышц, основными из которых являются четыре прямых и два косых мышечных отростка. окружают с разных сторон и помогают поворачивать глазное яблоко вокруг различных осей. Каждая группа позволяет повернуть глаз человека в своём направлении.

Также мышцы помогают осуществлять поднятие и опускание век. Когда всё мышцы работают слаженно, это не только лишь позволяет управлять глазами по отдельности, но также и осуществить их слаженную работу и координацию их направления.

Cтраница 1

Площадь зрачка непрерывно измеряется при помощи отраженного от радужной оболочки глаза испытуемого и воспринимаемого фотоэлементом инфракрасного света. Так как зрачок поглощает большую часть света, падающего на него, отражение в основном происходит от радужной оболочки глаза.

Случайные флуктуации площади зрачка человека представляют интересный пример случайного процесса в биологической системе.

Предсказания для динамики шума и площади зрачка при неустановившихся входных сигналах подтверждаются довольно хорошо, но можно заметить, что модель дробового шума предполагает более быстрое время нарастания для шумовых реакций. Амплитуда предсказываемых ответов иногда в 2 или 3 раза отличается от экспериментальных результатов.

Если площадь окуляра бинокля меньше площади зрачка глаза (7ж7зр), то площадь qap будет покрываться подошедшим к ей световым потоком лишь частично и указанное отношение будет меньше единицы. Если же 7ок7зр, то они приравниваются друг другу (докд3р), так как световой поток, не попавший на зрачок глаза, не участвует в зрительном процессе и может лишь ухудшить условия наблюдения через бинокль.

Процесс адаптации глаза к повышенной яркости заключается в изменении площади зрачка (зрачковый рефлекс, особенно хорошо заметный у кошек), подавлении палочек и уменьшении количества светочувствительного вещества в колбочках, а при высоких яркостях - частичном экранировании нервных окончаний клетками пигментного эпителия, расположенного в глубине сетчатки. При адаптации глаза к малым яркостям происходят обратные явления.

Это изменение линейного коэффициента As вызывает изменение волновых аберраций на площади зрачка, тождественное поступательному перемещению самого отверстия в направлении оси us при сохранении волновых аберраций неизменными.

Деля формулу (240) на (239), получаем отношение площади зрачка для наклонного пучка к площади зрачка для осевого пучка. Такое отношение определялось ранее, как функция, выражающая виньетирование; поэтому уместно принять это отношение, как функцию, выражающую аберрационное виньетирование.

Модель является системой, входом которой служит уровень освещения, а выходом - площадь зрачка.

Для оценки влияния дефектов важно помнить, что каждая точка изображения рисуется всей площадью зрачка объектива, и потому небольшие дефекты в пределах зрачка могут влиять на изображение лишь в такой мере, какую часть площади зрачка эти дефекты занимают при условии, что они освещаются только тем светом, который идет от снимаемого предмета. Влияние единичных даже крупных царапин на первой поверхности объектива может быть снижено заполнением царапины черной краской. Устраняя рассеяние света, такое зачернение приводит только к потере света, пропорциональной зачерненной площади царапины.

Для оценки влияния дефектов важно помнить, что каждая точка изображения рисуется всей площадью зрачка объектива, и потому небольшие дефекты в пределах зрачка могут влиять на изображение лишь в такой мере, какую часть площади зрачка эти дефекты занимают при условии, что они освещаются только тем светом, который идет от снимаемого предмета. Поэтому в объективе становятся особенно опасными большие площади, - захваченные царапинами: Влияние единичных даже крупных царапин на первой поверхности объектива может быть снижено заполнением царапины черной краской. Устраняя рассеяние света, такое зачернение приводит только к потере света, пропорциональной зачерненной площади царапины.

При определении освещенности в точке, определяемой этим расстоянием, происходило суммирсвание возмущений от элементов площади зрачка, которые могли бы быть представлены в виде прямоугольников, перпендикуляр. Во всех этих элементарных прямоугольниках сохраняется одна и та же фаза колебания.

Оно аналогично выражению (За), но вместо поверхности фронта S стоит поверхность его проекции (площадь зрачка) яЛ2, где R - радиус зрачка.

При темновой адаптации глаза радиальные по отношению к центру зрачка мышцы растягивают радужку, тем самым увеличивая площадь зрачка. Зрачок глаза, адаптированного к темноте, может достигать в диаметре 8 мм. Если же какой-нибудь из двух глаз подвергается внезапному резкому облучению более ярким светом, зрачки обоих глаз автоматически сужаются. Это обусловлено сокращением круговых мышц, расположенных по внутреннему краю отверстия в радужке. Вследствие этого при ярком освеще-ии используется лишь лучшая, центральная часть оптической истемы глаза.

Глаз состоит из глазного яблока диаметром 22-24 мм, покрытого непрозрачной оболочкой, склерой, а спереди — прозрачной роговицей (или роговой оболочкой ). Склера и роговица защищают глаз и служат для крепления глазо-двигательных мышц.

Радужная оболочка — тонкая сосудистая пластинка, ограничивающая проходящий пучок лучей. Свет проникает в глаз через зрачок. В зависимости от освещения диаметр зрачка может изменяться от 1 до 8 мм.

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

Внутренняя поверхность задней камеры покрыта светочувствительным слоем — сетчаткой. От сетчатки световой сигнал передается в мозг по зрительному нерву. Между сетчаткой и склерой находится сосудистая оболочка, состоящая из сети кровеносных сосудов, питающих глаз.

На сетчатке имеется желтое пятно — участок наиболее ясного видения. Линия, проходящая через центр желтого пятна и центр хрусталика, называется зрительной осью. Она отклонена от оптической оси глаза вверх на угол около 5 градусов. Диаметр желтого пятна — около 1 мм, а соответствующее ему поле зрения глаза — 6-8 градусов.

Сетчатка покрыта светочувствительными элементами: палочками и колбочками. Палочки более чувствительны к свету, но не различают цветов и служат для сумеречного зрения. Колбочки чувствительны к цветам, но менее чувствительны к свету и поэтому служат для дневного зрения. В области желтого пятна преобладают колбочки, а палочек мало; к периферии сетчатки, наоборот, число колбочек быстро уменьшается, и остаются только палочки.

В середине желтого пятна находится центральная ямка. Дно ямки выстлано только колбочками. Диаметр центральной ямки — 0,4 мм, поле зрения — 1 градус.

В желтом пятне к большинству колбочек подходят отдельные волокна зрительного нерва. Вне желтого пятна одно волокно зрительного нерва обслуживает группу колбочек или палочек. Поэтому в области ямки и желтого пятна глаз может различать тонкие детали, а изображение, попадающее на остальные места сетчатки, становится менее четким. Периферическая часть сетчатки служит в основном для ориентирования в пространстве.

В палочках находится пигмент родопсин, собирающийся в них в темноте и выцветающий на свету. Восприятие света палочками обусловлено химическими реакциями под действием света на родопсин. Колбочки реагируют на свет за счет реакции йодопсина.

Кроме родопсина и йодопсина на задней поверхности сетчатки имеется пигмент черного цвета. При свете этот пигмент проникает в слои сетчатки и, поглощая значительную часть световой энергии, защищает палочки и колбочки от сильного светового воздействия.

На месте ствола зрительного нерва располагается слепое пятно. Этот участок сетчатки не чувствителен к свету. Диаметр слепого пятна — 1,88 мм, что соответствует полю зрения 6 градусов. Это значит, что человек с расстояния 1 м может не увидеть предмета диаметром 10 см, если его изображение проектируется на слепое пятно.

Оптическая система глаза состоит из роговицы, водянистой влаги, хрусталика и стекловидного тела. Преломление света в глазе происходит, главным образом, на роговице и поверхностях хрусталика.

Свет от наблюдаемого предмета проходит через оптическую систему глаза и фокусируется на сетчатке, образуя на ней обратное и уменьшенное изображение (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое).

Показатель преломления стекловидного тела больше единицы, поэтому фокусные расстояния глаза во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри глаза (заднее фокусное расстояние) неодинаковы.

Оптическая сила глаза (в диоптриях) вычисляется как обратное заднее фокусное расстояние глаза, выраженное в метрах. Оптическая сила глаза зависит от того, находится ли он в состоянии покоя (58 диоптрий для нормального глаза) или в состоянии наибольшей аккомодации (70 диоптрий).

Аккомодация — это способность глаза четко различать предметы, находящиеся на разных расстояниях. Аккомодация происходит за счет изменения кривизны хрусталика при натяжении или расслаблении мышц ресничного тела. Когда ресничное тело натянуто, хрусталик растягивается, и его радиусы кривизны увеличиваются. При уменьшении натяжения мышцы кривизна хрусталика увеличивается под действием упругих сил.

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.

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

С возрастом способность глаза к аккомодации уменьшается. В возрасте 20 лет для среднего глаза ближняя точка находится на расстоянии около 10 см (диапазон аккомодации 10 диоптрий), в 50 лет ближняя точка располагается на расстоянии уже около 40 см (диапазон аккомодации 2,5 диоптрии), 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. При нормальном зрении оно составляет в среднем 25-30 см.

Приспособление глаза к изменившимся условиям освещенности называется адаптацией. Адаптация происходит за счет изменения диаметра отверстия зрачка, перемещения черного пигмента в слоях сетчатки и различной реакцией на свет палочек и колбочек. Сокращение зрачка происходит за 5 секунд, а его полное расширение — за 5 минут.

Темновая адаптация происходит при переходе от больших яркостей к малым. При ярком свете работают колбочки, палочки же «ослеплены», родопсин выцвел, черный пигмент проник в сетчатку, заслоняя колбочки от света. При резком снижении яркости отверстие зрачка раскрывается, пропуская больший световой поток. Затем из сетчатки уходит черный пигмент, родопсин восстанавливается, и когда его становится достаточно, начинают функционировать палочки. Так как колбочки не чувствительны к слабым яркостям, то сначала глаз ничего не различает. Чувствительность глаза достигает максимального значения через 50-60 минут пребывания в темноте.

Световая адаптация — это процесс приспособления глаза при переходе от малых яркостей к большим. Сначала палочки сильно раздражены, «ослеплены» из-за быстрого разложения родопсина. Колбочки, не защищенные еще зернами черного пигмента, также раздражены слишком сильно. Через 8-10 минут чувство ослепления прекращается, и глаз снова видит.

Поле зрения глаза достаточно широкое (125 градусов по вертикали и 150 градусов по горизонтали), но для ясного различения используется только его малая часть. Поле наиболее совершенного зрения (соответствующее центральной ямке) — около 1-1,5°, удовлетворительного (в области всего желтого пятна) — около 8° по горизонтали и 6° по вертикали. Вся остальная часть поля зрения служит для грубого ориентирования в пространстве. Для обозрения окружающего пространства глазу приходится совершать непрерывное вращательное движение в своей орбите в пределах 45-50°. Это вращение приводит изображения различных предметов на центральную ямку и дает возможность рассмотреть их детально. Движения глаза совершаются без участия сознания и, как правило, не замечаются человеком.

Угловой предел разрешения глаза — это минимальный угол, при котором глаз наблюдает раздельно две светящиеся точки. Угловой предел разрешения глаза составляет около 1 минуты и зависит от контраста предметов, освещенности, диаметра зрачка и длины волны света. Кроме того, предел разрешения увеличивается при удалении изображения от центральной ямки и при наличии дефектов зрения.

Дефекты зрения и их коррекция

При нормальном зрении дальняя точка глаза бесконечно удалена. Это означает, что фокусное расстояние расслабленного глаза равно длине оси глаза, и изображение попадает точно на сетчатку в области центральной ямки.

Такой глаз хорошо различает предметы вдали, а при достаточной аккомодации — и вблизи.

Близорукость

При близорукости лучи от бесконечно удаленного предмета фокусируются перед сетчаткой, поэтому на сетчатке формируется размытое изображение.

Чаще всего это происходит из-за удлинения (деформации) глазного яблока. Реже близорукость возникает при нормальной длине глаза (около 24 мм) из-за слишком большой оптической силы оптической системы глаза (более 60 диоптрий).

В обоих случаях изображение от удаленных предметов находится внутри глаза, а не на сетчатке. На сетчатку попадает только фокус от близко расположенных к глазу предметов, то есть дальняя точка глаза находится на конечном расстоянии перед ним.

Дальняя точка глаза

Близорукость корректируется при помощи отрицательных линз, которые строят изображение бесконечно удаленной точки в дальней точке глаза.

Дальняя точка глаза

Близорукость чаще всего появляется в детском и подростковом возрасте, причем по мере роста глазного яблока в длину близорукость увеличивается. Истинной близорукости, как правило, предшествует так называемая ложная близорукость — следствие спазма аккомодации. В этом случае можно восстановить нормальное зрение при помощи средств, расширяющих зрачок и снимающих напряжение ресничной мышцы.

Дальнозоркость

При дальнозоркости лучи от бесконечно удаленного предмета фокусируются за сетчаткой.

Дальнозоркость вызывается слабой оптической силой глаза для данной длины глазного яблока: либо короткий глаз при нормальной оптической силе, либо малая оптическая сила глаза при нормальной длине.

Чтобы сфокусировать изображение на сетчатке, приходится все время напрягать мышцы ресничного тела. Чем ближе предметы к глазу, тем все дальше за сетчатку уходит их изображение и тем больше требуется усилий мышц глаза.

Дальняя точка дальнозоркого глаза находится за сетчаткой, т. е. в расслабленном состоянии он может четко увидеть лишь предмет, который находится позади него.

Дальняя точка глаза

Конечно, поместить предмет за глаз нельзя, но можно спроецировать туда его изображение при помощи положительных линз.

Дальняя точка глаза

При небольшой дальнозоркости зрение вдаль и вблизи хорошее, но могут быть жалобы на быструю утомляемость и головную боль при работе. При средней степени дальнозоркости зрение вдаль остается хорошим, а вблизи затруднено. При высокой дальнозоркости плохим становится зрение и вдаль, и вблизи, так как исчерпаны все возможности глаза фокусировать на сетчатке изображение даже далеко расположенных предметов.

У новорожденного глаз немного сдавлен в горизонтальном направлении, поэтому у глаза есть небольшая дальнозоркость, которая проходит по мере роста глазного яблока.

Аметропия

Аметропия (близорукость или дальнозоркость) глаза выражается в диоптриях как величина, обратная расстоянию от поверхности глаза до дальней точки, выраженной в метрах.

Оптическая сила линзы, необходимая для коррекции близорукости или дальнозоркости, зависит от расстояния от очков до глаза. Контактные линзы располагаются вплотную к глазу, поэтому их оптическая сила равна аметропии.

Например, если при близорукости дальняя точка находится перед глазом на расстоянии 50 см, то для ее исправления нужны контактные линзы с оптической силой в −2 диоптрии.

Слабая степень аметропии считается до 3 диоптрий, средняя — от 3 до 6 диоптрий и высокая степень — выше 6 диоптрий.

Астигматизм

При астигматизме фокусные расстояния глаза различны в разных сечениях, проходящих через его оптическую ось. При астигматизме в одном глазу сочетаются эффекты близорукости, дальнозоркости и нормального зрения. Например, глаз может быть близоруким в горизонтальном сечении и дальнозорким в вертикальном сечении. Тогда на бесконечности он не сможет видеть ясно горизонтальных линий, а вертикальные будет четко различать. На близком расстоянии, наоборот, такой глаз хорошо видит вертикальные линии, а горизонтальные будут расплывчатыми.

Причина астигматизма либо в неправильной форме роговицы, либо в отклонении хрусталика от оптической оси глаза. Астигматизм чаще всего является врожденным, но может стать следствием операции или глазной травмы. Кроме дефектов зрительного восприятия, астигматизм обычно сопровождается быстрой утомляемостью глаз и головными болями. Астигматизм корректируется при помощи цилиндрических (собирательных или рассеивающих) линз в сочетании со сферическими линзами.