Будова і властивості очі

Око складається з очного яблука діаметром 22-24 мм, покритого непрозорою оболонкою, склер, а спереду - прозорою рогівкою (або рогової оболонки). Склера і рогівка захищають око і служать для кріплення очі-рухових м'язів.

Райдужна оболонка - тонка судинна пластинка, що обмежує проходить пучок променів. Світло проникає в око через зіницю. Залежно від освітлення діаметр зіниці може змінюватися від 1 до 8 мм.

Кришталик є еластичною лінзу, яка кріпиться на м'язах війкового тіла. Ресничное тіло забезпечує зміна форми кришталика. Кришталик розділяє внутрішню поверхню очі на передню камеру, заповнену водянистою вологою, і задню камеру, заповнену склоподібним тілом.

Внутрішня поверхня задньої камери покрита світлочутливим шаром - сітківкою. Від сітківки світловий сигнал передається в мозок по зоровому нерву. Між сітківкою і склерою знаходиться судинна оболонка, що складається з мережі кровоносних судин, що живлять очей.

На сітківці є жовта пляма - ділянка найбільш ясного бачення. Лінія, що проходить через центр жовтої плями і центр кришталика, називається зорової віссю. Вона відхилена від оптичної осі очі вгору на кут близько 5 градусів. Діаметр жовтої плями - близько 1 мм, а відповідне йому поле зору очі - 6-8 градусів.

Сітківка покрита світлочутливими елементами: паличками і колбочками. Палички більш чутливі до світла, але не розрізняють кольорів і служать для сутінкового зору. Колбочки чутливі до квітів, але менш чутливі до світла і тому служать для денного зору. В області жовтої плями переважають колбочки, а паличок мало; до периферії сітківки, навпаки, число колб швидко зменшується, і залишаються тільки палички.

В середині жовтої плями знаходиться центральна ямка. Дно ямки вистелено тільки колбами. Діаметр центральної ямки - 0,4 мм, поле зору - 1 градус.

У жовтій плямі до більшості колб підходять окремі волокна зорового нерва. Поза жовтої плями одне волокно зорового нерва обслуговує групу колбочок або паличок. Тому в області ямки і жовтої плями очей може розрізняти тонкі деталі, а зображення, що потрапляє на інші місця сітківки, стає менш чітким. Периферична частина сітківки служить в основному для орієнтування в просторі.

У паличках знаходиться пігмент родопсин, що збирається в них в темряві і вицвітає на світлу. Сприйняття світла паличками обумовлено хімічними реакціями під дією світла на родопсин. Колбочки реагують на світло за рахунок реакції йодопсіна.

Крім родопсина і йодопсіна на задній поверхні сітківки є пігмент чорного кольору. При світлі цей пігмент проникає в шари сітківки і, поглинаючи значну частину світлової енергії, захищає палички і колбочки від сильного світлового впливу.

На місці стовбура зорового нерва розташовується сліпа пляма. Ця ділянка сітківки не чутливий до світла. Діаметр сліпої плями - 1,88 мм, що відповідає полю зору 6 градусів. Це означає, що людина з відстані 1 м може не побачити предмета діаметром 10 см, якщо його зображення проектується на сліпу пляму.

Оптична система ока

Оптична система ока складається з рогівки, водянистої вологи, кришталика і склоподібного тіла. Заломлення світла в оці відбувається, головним чином, на рогівці і поверхнях кришталика.

Світло від спостережуваного предмета проходить через оптичну систему ока і фокусується на сітківці, утворюючи на ній зворотне і зменшене зображення (мозок «перевертає» зворотне зображення, і воно сприймається як пряме).

Показник заломлення склоподібного тіла більше одиниці, тому фокусні відстані очі в зовнішньому просторі (переднє фокусна відстань) і всередині ока (заднє фокусна відстань) неоднакові.

Оптична сила очі (в діоптріях) обчислюється як зворотне заднє фокусна відстань ока, виражене в метрах. Оптична сила очі залежить від того, чи знаходиться він в стані спокою (58 діоптрій для нормального ока) або в стані найбільшої акомодації (70 діоптрій).

Акомодація - це здатність ока чітко розрізняти предмети, що знаходяться на різних відстанях. Акомодація відбувається за рахунок зміни кривизни кришталика при натягу або розслабленні м'язів війкового тіла. Коли ресничное тіло натягнуто, кришталик розтягується, і його радіуси кривизни збільшуються. При зменшенні натягу м'язи кривизна кришталика збільшується під дією пружних сил.

У вільному, ненапруженому стані нормального очі на сітківці виходять ясні зображення нескінченно віддалених предметів, а при найбільшій акомодації видно найближчі предмети.

Положення предмета, при якому створюється чітке зображення на сітківці для ненапряженного очі, називають далекої точкою очі.

Положення предмета, при якому створюється чітке зображення на сітківці при найбільшому можливій напрузі очі, називають ближній точкою очі.

При акомодації очі на нескінченність задній фокус збігається з сітківкою. При найбільшій напрузі на сітківці виходить зображення предмета, що знаходиться на відстані близько 9 см.

Різниця зворотних величин відстаней між ближньою і дальньою точкою називають діапазоном акомодації ока (вимірюється в діоптріях).

З віком здатність очі до акомодації зменшується. У віці 20 років для середнього очі ближня точка знаходиться на відстані близько 10 см (діапазон акомодації 10 діоптрій), в 50 років ближня точка розташовується на відстані вже близько 40 см (діапазон акомодації 2,5 діоптрії), а до 60 років йде на нескінченність , тобто аккомодация припиняється. Це явище називається вікової далекозорістю або пресбіопії.

Відстань найкращого зору - це відстань, на якому нормальне око відчуває найменше напруження при розгляданні деталей предмета. При нормальному зорі воно становить в середньому 25-30 см.

Пристосування очі до умов, що змінилися освітленості називається адаптацією. Адаптація відбувається за рахунок зміни діаметра отвору зіниці, переміщення чорного пігменту в шарах сітківки і різною реакцією на світло паличок і колбочок. Скорочення зіниці відбувається за 5 секунд, а його повне розширення - за 5 хвилин.

Темнова адаптація відбувається при переході від великих яркостей до малих. При яскравому світлі працюють колбочки, палички же «засліплені», родопсин вицвів, чорний пігмент проник в сітківку, затуляючи колбочки від світла. При різкому зниженні яскравості отвір зіниці розкривається, пропускаючи більший світловий потік. Потім з сітківки йде чорний пігмент, родопсин відновлюється, і коли його стає досить, починають функціонувати палички. Так як колбочки не чутливі до слабких яркостям, то спочатку очей нічого не розрізняє. Чутливість ока досягає максимального значення через 50-60 хвилин перебування в темряві.

Світлова адаптація - це процес пристосування ока при переході від малих яркостей до великих. Спочатку палички сильно роздратовані, «засліплені» через швидке розкладання родопсину. Колбочки, не захищені ще зернами чорного пігменту, також роздратовані занадто сильно. Через 8-10 хвилин почуття засліплення припиняється, і очей знову бачить.

Поле зору очі досить широке (125 градусів по вертикалі і 150 градусів по горизонталі), але для ясного розрізнення використовується тільки його мала частина. Поле найбільш досконалого зору (відповідне центральній ямці) - близько 1-1,5 °, задовільного (в області всього жовтої плями) - близько 8 ° по горизонталі і 6 ° по вертикалі. Вся інша частина поля зору служить для грубого орієнтування в просторі. Для огляду навколишнього простору оці доводиться здійснювати безперервне обертальний рух в своїй орбіті в межах 45-50 °. Це обертання призводить зображення різних предметів на центральну ямку і дає можливість розглянути їх детально. Рухи очі відбуваються без участі свідомості і, як правило, не помічаються людиною.

Кутовий межа дозволу очі - це мінімальний кут, при якому око спостерігає окремо дві крапки, що світяться. Кутовий межа дозволу очі становить близько 1 хвилини і залежить від контрасту предметів, освітленості, діаметра зіниці і довжини хвилі світла. Крім того, межа дозволу збільшується при видаленні зображення від центральної ямки і при наявності дефектів зору.

Дефекти зору і їх корекція

При нормальному зорі далека точка очі нескінченно видалена, очей добре розрізняє предмети і далеко, і поблизу. Це означає, що фокусна відстань ока дорівнює довжині осі ока, і зображення потрапляє точно на сітківку в області центральної ямки.

короткозорість

При короткозорості промені від нескінченно віддаленого предмета фокусуються перед сітківкою.

Причин короткозорості дві. Перша, більш часта, - подовжене очне яблуко при нормальній заломлюючої силі очі. Друга - занадто велика оптична сила оптичної системи ока (більше 60 діоптрій) при нормальній довжині очі (24 мм). І в першому, і в другому випадках зображення від віддалених предметів знаходиться всередині ока, а не на сітківці. На сітківку потрапляє тільки фокус від близько розташованих до ока предметів, тобто далека точка очі знаходиться на кінцевій відстані перед ним.

Короткозорість коректується за допомогою негативних лінз, які проектують зображення нескінченно віддаленої точки в далекій точці очі.

Короткозорість найчастіше з'являється в дитячому і підлітковому віці, причому в міру зростання очного яблука в довжину короткозорість збільшується. Справжньою короткозорості, як правило, передує так звана помилкова короткозорість - наслідок спазму акомодації. В цьому випадку можна відновити нормальний зір за допомогою засобів, розширюють зіницю і знімають напругу війкового м'яза.

далекозорість

При далекозорості промені від нескінченно віддаленого предмета фокусуються за сітківкою.

Далекозорість викликається слабкою оптичною силою оптичної системи очі для даної довжини очного яблука: або короткий очей при нормальній оптичної силі, або мала оптична сила очі при нормальній довжині. Щоб сфокусувати зображення на сітківці, доводиться збільшувати напругу м'язів війкового тіла. При розгляданні близько розташованих предметів напруга ще більше зростає: чим ближче предмети до ока, тим все далі за сітківку йде їх зображення.

Далекозорість коригується за допомогою позитивних лінз, які будують зображення нескінченно віддаленої точки за оком.

У новонародженого очей трохи здавлений в горизонтальному напрямку, тому у очі є невелика далекозорість, яка проходить у міру зростання очного яблука.

При невеликій далекозорості зір вдалину і поблизу гарне, але можуть бути скарги на швидку стомлюваність і головний біль при роботі. При середньому ступені далекозорості зір вдалину залишається хорошим, а поблизу утруднено. При високій далекозорості поганим стає зір і вдалину, і поблизу, так як вичерпані всі можливості очі фокусувати на сітківці зображення навіть далеко розташованих предметів.

Аметропія (короткозорість і далекозорість) очі виражається в діоптріях як величина, зворотна відстані від поверхні ока до далекої точки, вираженої в метрах.

Оптична сила лінзи, необхідна для корекції короткозорості або далекозорості, залежить від відстані від окулярів до ока. Контактні лінзи розташовуються впритул до ока, тому їх оптична сила дорівнює аметропії.

Наприклад, якщо при короткозорості далека точка знаходиться перед оком на відстані 50 см, то для її виправлення потрібні контактні лінзи з оптичною силою в -2 діоптрії.

Слабка ступінь аметропії вважається до 3 діоптрій, середня - від 3 до 6 діоптрій і високий ступінь - вище 6 діоптрій.

астигматизм

При астигматизмі фокусні відстані очі різні в різних перетинах, що проходять через його оптичну вісь. При астигматизмі в одному оці поєднуються ефекти короткозорості, далекозорості і нормального зору. Наприклад, очей може бути короткозорим в горизонтальному перетині і далекозорим в вертикальному перерізі. Тоді на нескінченності він не зможе бачити ясно горизонтальних ліній, а вертикальні буде чітко розрізняти. На близькій відстані, навпаки, таке око добре бачить вертикальні лінії, а горизонтальні будуть розпливчастими.

Причина астигматизму або в неправильній формі рогівки, або у відхиленні кришталика від оптичної осі ока. Астигматизм найчастіше є вродженим, але може стати наслідком операції або очної травми. Крім дефектів зорового сприйняття, астигматизм зазвичай супроводжується швидкою стомлюваністю очей і головними болями. Астигматизм коректується за допомогою циліндричних (збірних або розсіюють) лінз в поєднанні зі сферичними лінзами.