Фізіологічні процеси поглинання світла оком
Фізіологічні процеси поглинання світла оком
Світло проникає в око через рогівку і проходить через послідовно розташовані прозорі рідини і структури: рогівку. водянисту вологу. кришталик і склоподібне тіло. Їх сукупність називається діоптричним апаратом. У нормальних умовах відбувається рефракція (заломлення) променів світла від зорової мішені рогівкою і кришталиком, гак що промені фокусуються на сітківці. Переломлюються сила рогівки (основного рефракційного елемента очі) дорівнює 43 діоптріями. Опуклість кришталика може змінюватися, і його заломлююча сила варіюється між 13 і 26 діоптріями. Завдяки цьому кришталик забезпечує акомодацію очного яблука до об'єктів, що знаходяться на близькій або далекій відстані. Коли, наприклад, промені світла від віддаленого об'єкта входять в нормальне око (з розслабленою циліарної м'язом), мета виявляється на сітківці в фокусі. Якщо ж очей спрямований па ближній об'єкт, вони фокусуються позаду сітківки (тобто зображення на ній розпливається), поки не відбудеться акомодація. Цилиарная м'яз скорочується, послаблюючи натяг волокон паска; кривизна кришталика збільшується, і в результаті зображення фокусується па сітківці.
Рогівка та кришталик разом складають опуклу лінзу. Промені світла від об'єкта проходять через вузлову точку лінзи і утворюють па сітківці перевернуте зображення, як у фотоапараті. Сітківку можна порівняти з фотоплівкою, оскільки обидві вони фіксують зорові зображення. Однак сітківка влаштована набагато складніше. Вона обробляє безперервну послідовність зображень, а також посилає в мозок повідомлення про переміщення зорових об'єктів, що загрожують ознаках, періодичної зміни світла і темряви і інші зорові дані про зовнішнє середовище.
Хоча оптична вісь людського ока проходить через вузлову точку кришталика і точку сітківки між центральною ямкою і диском зорового нерва (рис. 35.2), окорухова система орієнтує очне яблуко на ділянку об'єкта, званий точкою фіксації. Від цієї точки промінь світла йде через вузлову точку і фокусується в центральній ямці; таким чином, він проходить уздовж оптичної осі. Промені від інших ділянок об'єкта фокусуються в області сітківки навколо центральної ямки (рис. 35.5).
Фокусування променів на сітківці залежить не тільки від кришталика, але і від райдужної оболонки. Райдужка виконує роль діафрагми фотоапарата і регулює не тільки кількість світла, що надходить в око, але, що ще важливіше, глибину зорового поля і сферичну аберацію кришталика. При зменшенні діаметра зіниці глибина зорового поля зростає і промені світла направляються через центральну частину зіниці, де сферична аберація мінімальна. Зміни діаметра зіниці відбуваються автоматично (тобто рефлекторно) при налаштуванні (акомодації) очі на розглядання близьких предметів. Отже, під час читання або іншої діяльності очей, пов'язаної з розрізненням дрібних об'єктів, якість зображення покращується за допомогою оптичної системи очі.
На якість зображення впливає ще один фактор - розсіювання світла. Воно мінімізується шляхом обмеження пучка світла, а також його поглинання пігментом судинної оболонки і пігментних шаром сітківки. В цьому відношенні очей знову нагадує фотоапарат. Там розсіювання світла теж запобігає за допомогою обмеження пучка променів і його поглинання чорною фарбою, що покриває внутрішню поверхню камери.
Фокусування зображення порушується, якщо розмір зіниці не відповідає заломлюючої силі діоптричного апарату. При міопії (короткозорості) зображення віддалених об'єктів фокусуються перед сітківкою, не доходячи до неї (рис. 35.6). Дефект коригується за допомогою увігнутих лінз. І навпаки, при гіперметропії (далекозорості) зображення далеких предметів фокусуються позаду сітківки. Щоб усунути проблему, потрібні опуклі лінзи (рис. 35.6). Правда, зображення можна тимчасово сфокусувати за рахунок акомодації, але при цьому втомлюються циліарного м'яза і очі втомлюються. При астигматизмі виникає асиметрія між радіусами кривизни поверхонь рогівки або кришталика (а іноді сітківки) в різних площинах. Для корекції використовуються лінзи зі спеціально підібраними радіусами кривизни.
Пружність кришталика з віком поступово знижується. Падає ефективність його акомодації при розгляданні близьких предметів (пресбіопія). У молодому віці заломлююча сила кришталика може змінюватися в широкому діапазоні, аж до 14 діоптрій. До 40 років цей діапазон зменшується вдвічі, а після 50 років - до 2 діоптрій і нижче. Пресбіопія коригується опуклими лінзами.