A 183. iskola állami oktatási intézménye mélyreható tanulmányozással
szentpétervár központi közigazgatási körzetének angolul
Absztrakt a fizikában
téma: Szem. A szem optikai rendszere.
A munka:
kovalenko Konstantin Igorevich 10. osztályos diák
tanár: Lomakina Elena Sergeevna.
Szentpétervár
| bevezetés | 3 |
| 1. fejezet A szem szerkezete | 5 |
| 1.1. Segédberendezés | 6 |
| 1.2. szemgolyó | 7 |
| 1.2.1. Rostos membrán | 7 |
| 1.2.2. érhártya | 7 |
| 1.2.3. Hálóhéj | 8 |
| 1.2.4. Optikai ideg | 8 |
| 1.2.5. Szemgolyó tartalom | 8 |
| 1.3. A szem optikai rendszere | 9 |
| 2. fejezet A szemek típusai ametrópia | 9 |
| 2.1. rövidlátás | 9 |
| 2.2. távollátás | 9 |
| 2.3. szemtengelyferdülés | 10 |
| 3. fejezet. Fizikai optika A fény jellege | 11 |
| 3.1. Optikai sugárzás | 12 |
| 3.2. Optikai környezet | 13 |
| 3.3. szórás | 14 |
| 3.4. tartományban | 15 |
| 3.5. Fény interferencia | 15 |
| 3.6. Fény diffrakció | 17 |
| 3.7. A fény polarizációja | 18 |
| 4. fejezet: Geometriai optika | 21 |
| 26 | |
| 5.1. Kapcsolat korrekció | 26 |
| 5.2. Szemüveg látáskorrekció | 26 |
| 5.3. Sebészeti korrekció | 27 |
| következtetés | 28 |
| Irodalom | 29 |
| kérelem | 30 |
| szójegyzék | 33 |
BEVEZETÉS
A világról szóló kezdeti információk fő része a vizuális érzékelésen keresztül jut el, amikor a fény belép a szemébe. Az objektumokból visszaverődő fény lehetővé teszi számunkra, hogy lássuk őket és tájoljunk az űrben. Még az ősi időkben is, amikor szembesültek olyan természeti jelenségekkel, mint a szivárvány, a harmat ragyogó fénye, az árnyékok megjelenése tárgyakból, mirázsokból stb., Az emberek megpróbálták megmagyarázni őket, hogy megismerjék a fényjelenségek mintáit. Az "optika" szó a görög optikából származik - a vizuális érzékelés tudományából.
A modern fogalomban az optika a fizika ága, amelyben a fénykibocsátási folyamatokat, a különböző médiákban való terjedését és a fény kölcsönhatását tanulmányozzák.
Az optika három részből áll: 1) fizikai optika; 2) geometriai optika; 3) fiziológiai optika.
A fizikai optika részt vesz a fény és a kibocsátás, a terjedés, a szórás és az anyag felszívódásának törvényei tisztázásában.
A geometriai optika megvizsgálja a fénysugarak terjedésének törvényeit, a képalkotást különböző optikai rendszerekben, az optikai eszközök számítási és tervezési módszereit.
A fiziológiai optika az emberi szem és a szem optikai tulajdonságainak fényérzékelését vizsgálja.
Ezt a témát választottam a szülők (orvos) szakma. Nevezetesen az anya szakma - szemész. Ezekből gyakran hallottam a modern orvostudomány lehetőségeiről, különösen a modern orvostudomány modern diagnosztikai, terápiás és működési képességeiről, amelyek nemcsak megőrzik, hanem visszaszerezik az elveszett vizuális funkciókat.
Meglepő módon, a beteg, aki nem tudott navigálni a környezetben, állandó gondozást és karbantartást igényelt, miután a művelet elhagyta a szemklinikát.
Munkám célja: a szem szerkezetének, az optikai rendszernek, valamint a refraktív rendellenességek korrekciójának modern módszereinek részletes vizsgálata.
Munkám során népszerű tudományos, oktatási és speciális orvosi szakirodalmat használtam. Közülük szeretném megemlíteni a Danilicheva VF könyvet "Modern szemészet". A Katonai Orvostudományi Akadémia Szemészeti Tanszékének alkalmazottai (az első orosz szemészeti osztály, a második a világon) részt vettek ennek a könyvnek az írásában. A könyv szerzőinek többsége tudom, hogy anyám is tagja a Katonai Orvostudományi Akadémia Tanszékének. Ez a könyv részletesen foglalkozik a látás szervének anatómiájával, valamint a kontaktológia és a lézeres sebészet kérdéseivel. A könyv számos olyan illusztrációt tartalmaz, amelyek segítenek a probléma jobb megértésében. Kétségtelenül érdekes a Rosenblum Optometry könyv. A Geometriai Optika, a Fizikai Optika fejezetek alapját a könyv tartalmazza. A szerző részletesen leírja a látáskorrekció eszközeit.
1. fejezet.Szemszerkezet
Az emberi szem egy komplex rendszer, amelynek fő célja a látható fény elektromágneses sugárzásában lévő információk legpontosabb felismerése, kezdeti feldolgozása és továbbítása. A szem minden egyes része, valamint a sejtek, azok összetevői a lehető legteljesebb mértékben teljesítik ezt a célt.
szem - Ez egy komplex optikai rendszer. A környező tárgyak fénysugara a szaruhártyán keresztül a szembe. Az optikai értelemben vett szaruhártya egy erős gyűjtő lencséje, amely a fénysugarakat különböző irányokban eltéríti. Ezenkívül a szaruhártya optikai teljesítménye általában nem változik, és mindig állandó mértékű törést biztosít. A sklera a szem átlátszatlan külső héja, és nem vesz részt a fénynek a szembe való áthaladásában.
A szaruhártya elülső és hátsó részén visszahúzódó fénysugarak akadálytalanul áthaladnak az átlátszó folyadékon, amely kitölti az elülső kamrát, egészen az íriszig. A tanuló, egy kerek lyuk az íriszben, lehetővé teszi a központilag elhelyezkedő sugarak folytatását a szembe. Az írisz pigmentrétege több perifériás sugarat késleltet. Így a tanuló nemcsak szabályozza a retinán lévő fényáram mennyiségét, ami fontos a különböző megvilágítási szintekhez való alkalmazkodáshoz, hanem kiküszöböli az oldalirányú, véletlenszerű, torzító sugarakat is. Ezután a lencse visszavonja a fényt. A lencse szintén a lencse, mint a szaruhártya. Alapvető különbsége az, hogy a 40 év alatti embereknél a lencse képes megváltoztatni az optikai teljesítményét - egy jelenséget, amit a szállásnak neveznek. Így az objektív pontosabb fókuszálást eredményez. A lencse mögött az üvegtest, amely lefelé nyúlik vissza a retinához, és kitölti a szemgolyó nagy mennyiségét.
A fény optikai rendszere által fókuszált fénysugarak a retinára kerülnek. A retina egyfajta gömb alakú képernyő, amelyre a világ körül kerül. Az iskolai fizikai kurzusból tudjuk, hogy a kollektív lencse fordított képet ad a témáról. A szaruhártya és a lencse két konvergens lencséje, és a retinára vetített kép is megfordul. Más szavakkal, az égbolt a retina alsó felére, a tengerre a felső felére vetül, és a hajó, amit néztünk, megjelenik a makulán. A makulák, a retina központi része felelős a magas látásélességért. A retina más részei nem teszik lehetővé számunkra, hogy a számítógépen dolgozzunk. Csak a makulában az objektumok kis részeinek észleléséhez szükséges valamennyi feltétel.
A retinában az optikai információt a fényérzékeny idegsejtek érzékelik, elektromos impulzusok sorozatába kódolják, és a látóidegen keresztül továbbítják az agyba a végső feldolgozáshoz és a tudatos észleléshez.
1.1. Fejezet. Segédberendezés
A segédberendezés magában foglalja a szemhéjakat, a kötőhártyát, a nyakmirigyeket és a könnycsatornákat.
Valaha. A szemhéjak fő funkciója - a szemgolyó védelme. A pislogó szemhéjmozgások során a könnyfolyadék egyenletesen oszlik el a szem felületén. (12, 16. o.)
kötőhártya - Ez egy vékony, átlátszó szövet, amely kívül esik a szemen. A szaruhártya külső peremével kezdődő limbusval kezdődik, amely lefedi a sklera látható részét, valamint a szemhéjak belső felületét. A kötőhártya vastagsága olyan edények, amelyek azt táplálják. Ezek az edények szabad szemmel tekinthetők. Amikor a kötőhártya gyulladása, a kötőhártya-gyulladás, a vérerek tágulnak, és egy vörös irritált szemet képeznek, melynek többségének lehetősége volt saját tükörben látni. A kötőhártya fő funkciója a nyálkahártya és a könnyfolyadék folyadékrészének szekréciója, amely nedvesíti és keneti a szemet. (12, 22. o.)
1.2. Fejezet. szemgolyó
Rostos membrán
A szem szálas membránjában két szekció van: a szaruhártya és a sclera. A szaruhártya - a rostos hüvely 1/5-ének felel meg, a sklera pedig a többi. (12, 37. o.) A szaruhártya behatolásának helyét limbusnak nevezzük, és 1 mm széles félgyűrű formájú.
szaruhártya - egy átlátszó konvex ablak a szem előtt - ez a szaruhártya. A szaruhártya erős törésfelület, amely a szem optikai erejének kétharmadát biztosítja. (12, 37. o.) Emlékeztetve a szemöldök alakjára, lehetővé teszi, hogy jól lássuk a körülöttünk lévő világot.
Mivel a szaruhártyában nincsenek erek, tökéletesen átlátszó. A vérszegénység hiánya a szaruhártyában meghatározza a vérellátás jellemzőit. A szaruhártya tápanyagokkal való biztosításában fontos szerepet játszik a limbus érrendszer.
A szaruhártya általában fényes és sima felületű. Ez nagyrészt a könnyfólia munkájának köszönhető, amely állandóan nedvesíti a szaruhártya felületét. A felület állandó nedvesedését úgy érik el, hogy a szemhéj mozdulatai villognak, ami tudatosan történik. Létezik egy úgynevezett villogási reflex, amely bekapcsol, amikor a szaruhártya száraz felületének mikroszkópos zónái a villogó mozgások hosszabb távú hiányával jelennek meg.
Végtag - a szaruhártya és a sclera közötti 1,0–1,5 mm széles osztószalag. A végtag számos olyan edényt tartalmaz, amelyek részt vesznek a szaruhártya táplálásában.
ínhártya - A szemgolyó erős külső váza. Elülső vége az átlátszó kötőhártyán keresztül látható, mint a "fehér szem". A sklerahoz hat izma van, amelyek szabályozzák a tekintet irányát, és egyszerre mindkét szemet mindkét irányba fordítják. (12, 42. o.)
A sklera erőssége az életkortól függ. A legtöbb vékony sklerák a gyermekeknél. Szemrevételezéssel ez a gyermekek szeme sclera kékes árnyalatával nyilvánul meg, ami magyarázható az alapszövet sötét pigmentjének áttetszőségével a vékony sklerákon. Az életkor szerint a sklerák vastagabbá és erősebbé válnak. A sclera hígítása leggyakoribb a myopia esetében.
érhártya
Három fő rész van: az írisz, a ciliáris test és a horoid. (12, 45. o.)
Az írisz a koroid elülső része. A lemez közepén egy lyukkal ellátott lemez (tanuló), amelynek fő funkciója a fény belépésének szabályozása a szembe.
A ciliáris test 2 mm-re kezdődik a limbustól és 5–6 mm széles, és a dentate-vonallal végződik. Funkciók: intraokuláris folyadékot (ciliáris folyamatokat és epitheliumot) hoznak létre, és részt vesznek a szállásokban (izmos rész, szalag és lencsék).
A megfelelő koroid a fogpótlástól kezdődik és a sklera teljes hátsó részét vonja be. Ezt a ciliáris artériák alkotják, és a retina neuroepitheliumot szolgálja.
Belső hálóhéj
retina - a szem legvékonyabb belső héja, amely fényre érzékeny. Ez a fényérzékenység az úgynevezett fotoreceptorokat biztosítja - millió idegsejt, amely a fényjelet villamosvá teszi. Továbbá, a retina más idegsejtjei kezdetben feldolgozzák a kapott információt, és villamos impulzusok formájában továbbítják a szálak mentén az agyba, ahol a vizuális információk végső elemzése és szintézise, valamint a tudatosság szintjén észlelése megtörténik. Az idegszálak kötegét, amely a szemről az agyba megy, nevezik látóidegnek. (12, 57. o.)
A látóideg továbbítja a fénysugarakban kapott és a retina által érzékelt információt az agy elektromos impulzusai formájában. A látóideg összekapcsolódik a szem és a központi idegrendszer között.
Szemgolyó tartalom
A szemüreg fényvezető és fénytörő közeget tartalmaz: a lencsét, az üvegtesttestet és a vizes humort, amely tölti ki a kamrákat - az elülső, hátsó és üveges. (12, 66. o.)
diák - egy lyuk az írisz közepén, amely lehetővé teszi, hogy a fénysugarak behatoljanak a szembe a retina által észlelt észlelésükhöz. A szemüveg méretének csökkentésével az íriszben lévő speciális izomrostok csökkentésével a szem szabályozza a retina megvilágításának mértékét. Ez egy fontos adaptív mechanizmus, mert a fizikai megvilágítás eloszlása az erdőben zavaros őszi éjszaka és a havas mezőben fényes napsütéses délután között mérhető.
lencse közvetlenül az írisz mögött helyezkedik el, és szabad szemmel való átlátszósága miatt már nem látható. A lencse fő funkciója a retina képének dinamikus fókuszálása. A lencse a szem második (a szaruhártya után) optikai teljesítménylencse, amely megváltoztatja a törésképességét a kérdéses tárgynak a szemtől való távolságától függően. (12, 76. o.) Egy objektum közeli tartományában a lencse erősíti az erőt, messze távolodva gyengíti.
Üveges humor - gélszerű, zselatinszerű átlátszó anyag, amely a szem és a retina között széles, szemszabványokkal tölti ki a helyet. A szemgolyó térfogatának kb. 2/3-át teszi ki, és alakot, piacot (rugalmasságot) és összeférhetetlenséget biztosít. Az üveges test 99 százaléka vizet tartalmaz, különösen olyan speciális molekulákkal, amelyek hosszú ismétlődő egységek - cukormolekulák. (4, 71. o.)
Az üveges testnek sok hasznos funkciója van, amelyek közül a legfontosabb a retina normál helyzetben tartása.
1.3. Fejezet. A szem optikai rendszere
A fizikai optika szempontjából az emberi szemet az úgynevezett központosított optikai rendszereknek kell tulajdonítani. Ezeket két vagy több lencsének jelenléte jellemzi, amelyeknek közös fő optikai tengelyük van.
A szem optikai rendszere élő lencséket (szaruhártyát és membránt tartalmazó lencsét), vizes humort és üvegtestet tartalmaz. Szigorúan figyelembe kell vennie a könnycsepp folyadékot is, amely biztosítja a szaruhártya átláthatóságát. (4, 76. o.) A rendszer fő törésfelületei: a szaruhártya elülső felülete és a lencse mindkét felülete. A többi média szerepe elsősorban a fény vezetése.
2. fejezet A szem típusai ametrópia
Az alábbi típusú klinikai refrakció az ametropiához vezethető: myopia, hyperopia, asztigmatizmus.
2.1. Fejezet. Myopia (myopia)
Minden harmadik személy a Földön közellátó vagy myopia. A közeli személyeknek nehéz látni a tömegközlekedési útvonalak számát, elolvasni az útjelző táblákat és megkülönböztetni a többi tárgyat távolról. De azok, akik közel látnak, jól láthatók a látáshoz kapcsolódó foglalkozásokon, például az írásban és az olvasásban.
Az esetek túlnyomó többségében a myopia a szemgolyó enyhén meghosszabbodik az anteroposterior tengelyen. Ez azt eredményezi, hogy a szembe eső párhuzamos fénysugarak egy ponton (fókuszált) gyűlnek össze a retina előtt, és nem közvetlenül a felületén.
2.2. Fejezet. Hyperopia (hyperopia)
A látás, vagy a hypermetropia jellemzi a szem elégtelen optikai erejét. A fénysugarak, ezek a vizuális információk útmutatók a világ körül, ritkán közelednek egymáshoz, amikor közelednek a szem felszínéhez. Általában eltérnek a forrásuktól különböző irányokban, és a legjobb esetben párhuzamos sugárzásként szolgálnak. És annak érdekében, hogy világos képet kapjunk a retinán lévő tárgyról, ami a normál látás alapja, a szem optikája - a szaruhártya és a lencse - erős fénytörést igényel, hogy mindegyikük konvergens legyen. Ezen túlmenően annyira konvergálnak, hogy a szem belsejében lévő 23 kilométeres utat követően a retina egyik pontján közeledtek egymáshoz. A hiperopia gyakran akkor fordul elő, amikor a szem hossza kevesebb, mint 23 milliméter, és a fénysugaraknak egyszerűen nincs ideje a retinára összpontosítani. Egyetlen tiszta pont helyett homályos fényfoltot vetítünk a retinára. Gyakran előfordul, hogy a szaruhártya és a lencsék rövid szemhosszúsága elégtelen optikai erővel rendelkezik. Sokkal kevésbé gyakran fordul elő távol-látás, mert csak az optika gyengesége van a szemgolyó normál hosszával.
A hosszú látókörű emberek általában nem látják jól közel, de látásuk is elmosódott lehet, még akkor is, ha távoli tárgyakat néz.
Szemelhelyezés - az optikai adathordozó, elsősorban a lencse fénytörési erejének megváltoztatásával a szemnek a tiszta látáshoz való igazítása.
2.3. Fejezet. szemtengelyferdülés
szemtengelyferdülés a latin szó stigmából vagy időszakból kapta a nevét. Szaruhártya és lencse-asztigmatizmus van, de a szaruhártya hatása a szem törésére erősebb, mert több refraktív erővel rendelkezik. A legerősebb és leggyengébb meridiánok refraktív erejének különbsége jellemzi az asztigmatizmus nagyságát a dioptriákban. A meridiánok iránya az asztigmatizmus tengelyét jellemzi, fokokban kifejezve. Az asztigmatizmus általában olyan állapot, amely a szaruhártyán a sérülések vagy műtétek után született vagy beérkezett, de bizonyos betegségekben, mint például a keratoconus, vagyis megszerzett.
Az asztigmatizmust speciális hengeres lencsék segítségével korrigálják (pl. A lencsék a henger hosszanti metszetét jelölik, mínusz egy - a henger külső felületének benyomása). Ezek a lencsék lehetővé teszik, hogy csak egy meridiánban változtassa meg a fénytörést, javítva a szem optikai rendszerének hiányosságait. Az asztigmatizmus korrekciója kemény érintkezéssel és lágy torikus lencsékkel lehetséges.
távollátás
A presbyopia (vagy az öregkori látás) egy olyan fiziológiai korhatár, amely a lencse tömörítésével és a rugalmasságvesztéssel, valamint a szálláshely gyengülésével jár.
3. fejezet. Fizikai optika. A fény jellege
Az ősi világ filozófusai, Pythagoras, Demokrata, Platón, Euclid, Arisztotelész először próbálták megmagyarázni a fény természetét. Tanításuk feltételezéseken, találgatásokon, következtetéseken alapult, és nem volt igazán tudományos alapja. Mindazonáltal hozzájárultak a tudományos nézetek kialakulásához, és megalapozták a fényelmélet továbbfejlesztését.
A 17. század végén Isaac Newton angol tudós fejleszti az úgynevezett korpuszuláris elméletet, amely szerint úgy vélték, hogy a fény gyorsan kibocsátó részecskék - korpuszok - áramlik a forrásból minden irányban. A fény különböző vizuális megjelenése függ a részecskék alakjától és méretétől.
Newton egyik kortársa, a holland tudós, Christiaan Huygens létrehozta a fény hullámelméletét. Ezen elmélet szerint a fény egy világító test mechanikus oszcillációjának eredménye, és a keresztirányú fényhullámok speciális rugalmas közegben - az éterben - terjednek, amely kitölti az egész teret.
1865-ben James Clerk Maxwell angol fizikus kifejlesztette azt az elméletet, hogy a fény egy bizonyos hosszúságú elektromágneses hullámok, amelyek az elektromos töltések rezgéseiből erednek. A fénykibocsátási tulajdonságok a hullámok hosszától függenek. A fény elektromágneses elmélete azonban nem tudta teljesen megmagyarázni az összes optikai jelenséget.
A fényjelenségek kutatási adatai azt mutatták, hogy bizonyos esetekben a fény egy anyagrészecske tulajdonságait, másrészt a hullám tulajdonságait mutatja.
A fény természetét elmagyarázó elméletek egyike sem adott kimerítő választ. Ez azt jelentette, hogy egy ilyen elméletre volt szükség ahhoz, hogy megmagyarázzuk a fény természetét, amely egyesíti a korpusz és a hullám tulajdonságait. A fény új elméletét kvantumnak nevezték. Ez felépült, és tovább fejlődött M. Planck, A. Einstein, N. Bohr, E. Fermat, L. D. Landau és más tudósok munkájával, és végül megfogalmazódott a 20. század elején. Max Planck és Albert Einstein. A kvantumelmélet szerint a fény jellege hullámrészecske. A fény sugárzása, felszívódása és terjedése nem folytatódik folyamatosan, hanem az energia kvantumának bizonyos és oszthatatlan részei formájában.
Ezt követően a fény kvantumot fotonoknak nevezték. A részecske tulajdonságainak köszönhetően a fotonnak tömege, energiája és mozgásának lendülete van. Minél nagyobb a sugárzás oszcillációs frekvenciája, annál nagyobb a foton energiája és lendülete, és annál kifejezettebb a corpuscularis tulajdonságai.
A foton csak mozgásban van, és nincs nyugalmi tömege. Amikor egy anyaggal találkozik, az anyag részecskéje elnyelhető, és maga a foton eltűnik, és energiája és lendülete átkerül az abszorbeált részecskére. Einstein meghatározta a fényt, mint fotonáramot. (11, 22. o.)
3.1. Fejezet. Optikai sugárzás
Az optikai sugárzást elektromágneses sugárzásnak nevezik, amelyet optikai módszerekkel hatékonyan vizsgálunk.
Az elektronikai és rádiózástechnikában az elektromágneses rezgéseket a frekvencia és ritkábban a hullámhossz jellemzi, optikában - hullámhosszon. A hullámhossz és az oszcillációs frekvencia közötti kapcsolatot a kifejezés határozza meg = v/ n
ahol v az optikai közeg fénysebessége; n a sugárzási hullámhossz az adott optikai közegben.
A sugárzási rezgések frekvenciája állandó marad bármely optikai közegben, míg a fénysebesség és a hullámhossz megváltoztatja értéküket. Az optikai sugárzás hullámhosszát mikrométerben (μm), nanométerben (nm) és angströmben (A) mértük.
1 m = 106 um = 109 nm = 1010 A.
Az elektromágneses hullámok skáláján lévő optikai sugárzás tartománya kis területet foglal el, és 103 és 750 mikron közötti tartományban van.
Hullámhossz-skála.
Az optikai sugárzás négy területre oszlik:
Röntgen - = 103-10 nm;
ultraibolya - = 10 - 380 nm;
látható - = 380 - 770 nm;
infravörös - = 770 nm -750 mikron.
A jelzett régióhatárok és a hullámhossz-tartományok tetszőlegesek és vákuumra vonatkoznak.
Az optikai sugárzás látható területét az emberi szem érzékeli és vizuális érzéseket okoz. Az emberi szem röntgen-, ultraibolya- és infravörös régiói nem érzékelhetők és láthatatlanok.
1. táblázat
| Színes érzékelés | Hullámhossz, nm |
| lila | 380-450 |
| kék | 450-480 |
| kék | 480-510 |
| zöld | 510-550 |
| Sárga zöld | 550-575 |
| sárga | 575-585 |
| narancs | 585-620 |
| piros | 620-770 |
Az optikai sugárzás monokromatikus és nem monokromatikus.
A monokromatikus egy adott hullámhossz vagy egy nagyon szűk hullámhosszúságú emisszió. A szeme színérzékelése a látható régió monokromatikus sugárzási hullámhosszától függ.
A lapon. Az 1. ábra az emberi szem által a látható sugárzás színérzékelését mutatja a hullámhossztól függően.
A különböző hullámhosszú fények adott színérzékelése hozzávetőleges és függ a szem egyedi jellemzőitől.
A monokromatikus sugárzás érdekében különféle optikai kvantumgenerátorokat és gázkisüléses lámpákat használnak.
A legtöbb fényforrás bonyolult összetételű sugárzást bocsát ki, amely monokróm sugárzásból áll. Az ilyen sugárzást nem monokróm etikai vagy összetettnek nevezik. A monokróm sugárzás teljes hatását a teljes látható tartományban teljes vagy integrált sugárzásnak nevezzük. A teljes sugárzást „fehér” napfénynek tekintik. A teljes sugárzás fő forrása a nap, amely a sugárzást a 200 és 800 nm közötti hullámhossz-tartományban adja.
3.2. Fejezet. Optikai környezet
Az optikai közeg olyan, amely az optikai sugárzásra átlátszó, vagy legalábbis annak tartományának egy része. A sugárzás terjedésének jellege a közeg tulajdonságaitól függ, amelyben eloszlik. A közeg fő optikai tulajdonságai az izotrópia, a homogenitás, az átláthatóság, az optikai sugárzás terjedésének sebessége (a fény sebessége). (7, p. 177)
Izotróp közegben az optikai tulajdonságok minden irányban azonosak. Anizotrópnak nevezzük azokat a környezeteket, amelyek optikai tulajdonságaikban különbséget mutatnak az optikai sugárzás terjedésének irányától függően.
Homogén közegben az összes térfogatban az optikai tulajdonságok állandósága biztosított, és a fény egyenes vonalban terjed. Az inhomogén közegben az egyenesség torzul a különböző optikai tulajdonságokkal rendelkező területeken.
A közeg átlátszósága befolyásolja a fényenergia elvesztésének mennyiségét, amikor a sugárzás áthalad egy adott közegben. Minél alacsonyabb a környezet átláthatósága, annál nagyobb a fényenergia elvesztése. Az optikai üvegek gyártása során az optikai üveg a fő anyag, ezért a homogenitás, az izotrópia és az átláthatóság szempontjából nagyobb követelményeket támasztanak rá.
Az optikai sugárzás különböző környezetben történő terjedésének sebessége nem azonos. Legmagasabb értékét vákuumban éri el, és 300 000 km / s.
Ha egy optikai közegről a másikra halad, a fény sebessége változik. Csökken vagy növekszik. Emiatt az optikai adathordozó határainál a fénysugarak megváltoztatják az irányt, eltérve az eredetitől, azaz megtört.
Az optikai sugárzás vákuumban mért sebességének arányát egy adott optikai közegben v az abszolút törésmutatónak vagy egyszerűen a n törésmutatónak nevezzük.
n = c / v
Az optikai üveg törésmutatója az egyik fő jellemzője, mivel az optikai alkatrészek töréshatása függ az értékétől. Az egyes üveg márkák n értékeit szigorúan meg kell határozni, mivel ezeket figyelembe veszik az optikai rendszerek tervezése és kiszámítása során. Az optikai üveg törésmutatóját refraktométernek nevezett eszközön mérjük.
Az alábbiakban az egyes médiumok törésmutatói találhatók:
2. táblázat: Az egyes médiumok törésmutatói
| Optikai üveg | 1.45 – 2.00 |
| Kristálykvarc | 1.55 |
| Balzsam (optikai ragasztó) | 1.54 |
| gyémánt | 2.42 |
| jég | 1.31 |
| víz | 1.33 |
| A levegő | 1.0003 |
A gyakorlatban a levegő törésmutatója p = 700 mm Hg. Art. és t ° = 20 ° С egyenlő az egységgel. A közeg törésmutatóit a levegőhöz viszonyítva határozzuk meg, és relatívnak nevezzük.
3.1. Fejezet. Könnyű diszperzió
A fény terjedésének sebessége ugyanabban a közegben a sugárzási hullámhossztól függ, ezért a n törésmutató értéke a hullámhossztól függ. A közeg törésmutatója a hullámhossz függvénye: n = f (). Az optikai közeg törésmutatójának a fénysugárzás hullámhosszára való függését a fény szóródásának nevezzük. (7, 388. o.)
Ha a közeg törésmutatója a hullámhossz növekedésével csökken, akkor ezt a diszperziót normálisnak nevezik. Az átlátszó anyagok, beleértve az optikai üvegeket is, normális diszperzióval rendelkeznek.
A sugárzás látható optikai tartományában. Ibolya fényben a közegnek a legnagyobb törésmutatója van, és vörös fényben a legkisebb.
Egy anyag abszorpciós sávjaiban és azok közelében a normál diszperzió megsértése következik be: a törésmutató a hullámhossz csökkenésével csökken. Ebben az esetben a diszperziót anomáliának nevezik.
A fény szétszóródása a természetes fehér fény monokromatikus komponensek - a spektrum - bomlásának oka, mivel a fénytörési diszperziós prizmán áthalad (3. ábra).
A prizmán áthaladó 1, 2, ..., 7 hullámhosszúságú monokromatikus sugárzásból álló természetes fény a komponensekbe bomlik, amelyeket a képernyőn színes sávok formájában figyeltek meg.
A hullámhosszok csökkenő sorrendjében a fehér fény spektruma hét színből áll, amelyek zökkenőmentesen egymáshoz közelednek: piros, narancs, sárga, zöld, kék, kék és lila.
3.4. Fejezet. tartományban
A spektrum egy monokromatikus sugárzás gyűjteménye, amely egy komplex sugárzás része. Az elektromágneses hullámok skálája a spektrum, ahol a hullámhossztól függően a sugárzás sorrendben eloszlik. (7, 406. o.)
3. táblázat: A fő spektrális vonalak
elektromágneses hullám skála
| Fraunhofer vonalmegjelölés | szín | hullámhossz | Kémiai elem |
| A ' | sötétvörös | 766,5 | K - kálium |
| C | a piros | 656,6 | H jelentése hidrogénatom |
| a piros | 643,8 | Cd - kadmium | |
| D | sárga | 589,3 | Na-nátrium |
| d | sárga | 587,6 | Ő - hélium |
| e | zöld | 546,1 | Hg - higany |
| F | kék | 486,1 | H jelentése hidrogénatom |
| F ' | kék | 480,0 | Cd - kadmium |
| h | lila | 404,7 | Hg - higany |
| H | sötét lila | 396,8 | Ca - kalcium |
A Nap spektruma az abszorpciós spektrumokhoz tartozik, mivel a sugárzás egy részét a napfényfény és a Föld légkörének környezete veszi fel. A nap spektrumában lévő abszorpciós vonalakat Fraunhofer vonalaknak nevezik Fraunhofer tudósának tiszteletére. A Fraunhofer vonalak a Nap spektrumában szigorúan meghatározott helyeken vannak, és a latin ábécé nagybetűs és kisbetűi. A lapon. A 3. ábra a fő spektrumvonalakat mutatja.
3.5. Fejezet. Fény interferencia
A fényinterferencia a koherens fényhullámok kölcsönhatásából fakadó jelenség, amely egy új, eredő hullám kialakulását jelenti. Ez képezi a fény intenzitásának térbeli eloszlását váltakozó maximális és megvilágítási minimumok formájában, amit interferencia mintázatnak neveznek: Monokromatikus fényben általában az interferencia mintázatot sötét és világos csíkok vagy gyűrűk formájában, és összetett fehér fényben - színes csíkok vagy gyűrűk formájában - megfigyelik.
A koherens fényhullámok olyanok, amelyek ugyanolyan gyakorisággal és állandó fáziskülönbséggel rendelkeznek a megfigyeléshez elegendő ideig.
Ha a koherens hullámok kölcsönhatásba lépnek, az eredményül kapott fényhullám amplitúdói függnek ezeknek a hullámoknak a difference különbségétől (4. ábra). A két hullám folyamán a különbség a hullámok optikai útvonala közötti különbség a koherens fényforrástól a kölcsönhatásuk pontjáig.
Az amplitúdó maximális, ha egyenlő a félhullámok egyenlő számával (4. ábra, a),
azaz = ± 2k0 / 2 (k = 0, 1, 2, ...),
akkor a kapott hullám III amplitúdója megegyezik az első (I) és a második (II) interferáló hullámok A1 + A2 amplitúdóinak összegével, amely megfelel a maximális fényintenzitásnak.
Ha páratlan számú félhullám,
azaz = ± (2k + 1) 0 / 2 (k = 0, 1, 2, ...),
akkor a kapott hullám amplitúdója minimális A = A1-A2 (4. ábra).
Kétféle interferencia-minta létezik: 1) egyenlő meredekségű csík; 2) azonos vastagságú csíkok.
Az egyenlő dőlésű sávok akkor lépnek fel, amikor a sugárzás egy sík párhuzamos lemezen halad át, amelynek változó értéke a bemélyedés szöge és a lemez állandó vastagsága. Ebben az esetben a zavaró sugarak difference közötti különbsége on függ az előfordulási szögtől. Az egyenlő dőlésű sávok a végtelenségben lokalizálódnak, ezért megfigyelhetőek a teleszkópon vagy a képernyőn a lencse fókusz síkjában. Az 1. ábrán 5 a párhuzamos koherens gerendák, amelyek a primer sugárból képződnek a lemez első és második felületéből való visszaverődés következtében, az előfordulási szögtől függően .. Ezek a sugarak az objektív OB az M fókuszponton összegyűjti a képernyőn, ahol zavarják őket. Mivel a kiterjesztett fényforrásból a lemezre ugyanolyan szögben eső sugarak kúpot képeznek, a gyűrű formájában lévő interferencia minta látható lesz a képernyőn.
Ha az interferencia mintázat monokromatikus fényben figyelhető meg, a képernyőn váltakozó világos és sötét gyűrűk láthatók; fehér színben a színes gyűrűk rendszere látható.
Egyenlő vastagságú csíkok keletkeznek, amikor az optikai sugárzás áthalad egy sík-párhuzamos lemezen, amely a fénysugarak azonos előfordulási szöge és a lemez különböző vastagsága. Ebben az esetben az útvonali különbség a lemezvastagságtól függ. A lemez felületén interferencia-minta keletkezik az ék szélével párhuzamosan elrendezett váltakozó sávok formájában. Az azonos vastagságú sávok a lemez felületén helyezkednek el, és szabad szemmel, nagyítón, mikroszkópon vagy vetítőeszközön keresztül megtekinthetők.
A fények egyenlő vastagságú sávok formájában zavarják a filmeket és a vékony üveglemezeket. A film felső és alsó felületéről visszaverődő fénysugarak zavarnak. Ha a zavaró sugarak útvonali különbsége egyenlő a félhullámok számával, akkor a maximális értékek fordulnak elő, és ahol az útvonali különbség egyenlő páratlan számú félhullámmal - a minimumokkal.
Ha fehér fényben világít, az interferencia minta többszínű szalag. Ez magyarázza az olaj- és olajfoltok szivárványszínét a vízen, a színek színét a fémek leállításakor stb.
A vékony filmek interferenciájának jelenségét a vékony film színeinek nevezik.
3.6. Fejezet. Fény diffrakció
A fény áthaladásán keresztül a kis méretű lyukakon és akadályokon, keskeny réseken, valamint bármely test szélén átesik a terjedésének egyenessége. (7, 299. o.)
A fény eltéréseinek a szélességének egyenességéből fakadó jelenségét az akadályok széleinek kerekítésében a fény diffrakciójának nevezzük. Amikor ez megtörténik, a fényhullám elejének torzulása. Az egyenes irányt megváltoztató fénysugarakat diffraktnak nevezik.
A fény diffrakciójának elméleti alapja a Huygens elve volt. Ebből az elvből kiindulva minden térbeli pont, amelyet a szaporítóhullám elérte, az elemi gömbhullámok forrásává válik. Az elemi hullámok borítéka hullámfelületet képez a következő pillanatban. Ez a fényhullámnak az egyenes vonalú szaporodásától való eltérésének elkerülhetetlenségéhez vezet, amikor akadályba ütközik.
A Huygens csak a geometriai optika szempontjából tekintette a diffrakciót. Fresnel kiegészítette a Huygens elvet az elemi akarat koherenciájának és interferenciájának fogalmával. A Huygens-elvet Fresnel-kiegészítéssel Huygens-Fresnel-elvnek nevezzük. A fény diffrakciós elemi elmélete ezen az elven alapul.
A Huygens-Fresnel elv a hullámfront terjedésének és a diffrakciós mintázat intenzitási eloszlásának törvényeit tárja fel. Az intenzitási maximumokat (fényt) azokon a helyeken figyeljük meg, ahol az egymással kölcsönhatásban lévő elemi hullámok egymást erősítik, az intenzitás minimális értékei (a fény sötétsége vagy csillapítása), ahol az egymással kölcsönhatásban álló elemi hullámok egymásnak törlik egymást.
A membrán sugarak interferenciája következtében egy jellegzetes diffrakciós minta keletkezik: egy fehér fényben megfigyelt pont diffrakciós képét színes csíkok vagy gyűrűk veszik körül. A hullámfront alakjától függően megkülönböztethető a fénysugarak konvergáló gerendákban megfigyelt diffrakciója - a Fresnel-diffrakció és a fénysugarak párhuzamos gerendáiban megfigyelt diffrakció a lapos hullám elülső részével - Fraunhofer-diffrakció.
A monokromatikus fény áthaladásával egy pontforrásból egy kis kerek lyukon keresztül (6. ábra) a diffrakciós sugárzás interferenciája következtében a lyuk mögötti képernyőn váltakozó sötét és világos koncentrikus gyűrűk formájában diffrakciós minta látható. A diffrakciós minta közepén a képernyő méretétől függően sötét vagy világos folt lehet. Ha a lyuk a képernyőn egy rés alakú (7. ábra), akkor a megfigyelési síkban váltakozó világos és sötét csíkokat kapunk. A sávok fényereje a középtől a szélekhez csökken. Ha a képernyő fehér fényben világít, a diffrakciós minta irizáló.
A diffrakció korlátozza az optikai rendszerek felbontását. A valódi optikai rendszerekben a fény diffrakciója következtében a monokróm fényben lévő pont képe egy fényes gyűrűvel körülvett, központi fényes maggal rendelkező kör, és fehér fényben egy szivárványos gyűrűvel körülvett fényes mag. Mivel az objektum pontok gyűjteménye, képe a pontok megfelelő diffrakciós képeit is tartalmazza. Ha két pont közel van egymáshoz, a diffrakciós képek átfedhetnek és egyesülhetnek.
Az optikai rendszer azon képességét, hogy külön-külön megjelenítsen egy objektum két, egymástól elkülönített pontját, úgy nevezzük felbontásnak. A két pont közötti legkisebb lineáris vagy szögtávolságot, amelyen külön-külön figyeljük, lineáris felbontási határnak nevezzük, vagy a szögfelbontási határértéket .
A diffrakciós jelenség alkalmazása a spektrális eszközök, a diffrakciós rács stb. Hatásán alapul.
A diffrakciós rács egy optikai komponens, amely a spektrális eszközök fő diszpergáló eleme. A diffrakciós rácsok áttetsző és fényvisszaverő. Átlátszó diffrakciós rácsok működnek az átvilágított fényben, fényvisszaverő - a visszaverődésben.
3.7. Fejezet. A fény polarizációja
Az optikai sugárzás egy bizonyos hosszúságú, keresztirányú elektromágneses hullámok.
Az E és H elektromos és mágneses terek vektorjai egymásra merőlegesen a hullámterjedés irányára merőlegesek. (7, 367).
Az orientált természetes monokromatikus sugárzást számos elektromágneses hullám képezi, amelyben az E és H vektorok a legkülönbözőbb irányokban oszcillálnak a fény terjedésére merőleges síkban (8. ábra).
A szigorúan definiált síkban rezgéssel rendelkező fényhullámok irányított fénykibocsátásának folyamatát a fény polarizációjának nevezik.
A fény teljesen polarizált és részben polarizált. Részben polarizáltnak nevezzük a fényt, amelyben főleg egy oszcillációs irány, míg mások részlegesek.
Az E vektor síkjára merőleges sík a polarizációs sík. A polarizáció állapotának leírásakor elegendő csak az E. vektor használata.
A fény polarizációja akkor következik be, amikor a fény bizonyos anyagokon áthalad, amikor azt tükrözi és megszakítja a média felületén. Csak optikailag anizotróp médiában fordul elő, mint például turmalin, izlandi spar stb.
Például tekintsük meg a fény áthaladását két turmalinlemezen. A lemezek mindegyike egyénileg átlátszó. Ha az egymás után telepített lemezeken áthalad, az átvitt fény intenzitása a kristályok optikai tengelyeinek relatív helyzetétől függ. Amikor az egyik lemez forog, akkor az átadott fény legmagasabb intenzitása figyelhető meg, amikor a kristályok optikai tengelyei párhuzamosak. Ezután az intenzitása csökken, és abban az esetben, amikor az optikai tengelyek merőlegesek, a fény nem megy át. Következésképpen a turmalinlemez a polarizációt naturalizálja, és csak azt a sugárzást haladja át, amelynek az E vektor vektor rezgése csak a kristály tengelyével párhuzamos síkban van, és nem sugárzott sugárzást közvetít egy rá merőleges síkban.
A polarizált fény előállítására tervezett eszközt polarizátornak nevezzük. Az eszközt, amellyel a fény polarizációját határozzuk meg, elemzőnek nevezzük.
A polarizált fény eléréséhez speciális fóliákat széles körben használnak fel a felszínükön lerakódott herapatit kristályokkal, amelyek tengelyei szigorúan orientáltak. (A herapatit a jód és a kinin vegyülete.) Az ilyen polarizáló filmeket polaroidoknak nevezik.
Amikor a fény visszaverődik az üveg vagy más dielektromos polírozott felületéről, valamint ha visszaverődik, akkor a közegek közötti felületeken részben polarizálódik. A fény polarizációjának mértéke függ az idence előfordulási szögtől és az anyag n törésmutatójától. Az előfordulási szög bizonyos értékeinél a visszavert fény teljes polarizációja van. Ezt a függőséget Brewster törvénye fejezi ki. tg = n, és a szög a teljes polarizáció szöge vagy a Brewster szög.
Így a legegyszerűbb polarizátor az üveglap polírozott felülete. A polírozott felületről visszaverődő fény részben a polarizációban van a incidencia síkjában (9. ábra).
A fény elszakadásakor a fény polarizációja csak 15-17%. A könnyű polarizáció érdekében a sík-párhuzamos lemezek 8-10 darab kötegbe vannak kötve. Az optikai adathordozó felületén visszaverődő fény lineárisan polarizált a sugarak előfordulási síkjában, és merőleges a visszaverődő sugarak oszcillációs síkjára (10. ábra).
A polarizáció jelenségén alapul a polarizációnak nevezett különböző optikai eszközök működése.
A polarizációs eszközöket szilárd anyagok, kristályszerkezetek, szerkezeti struktúrák kristálykémiai és mágneses szerkezeteinek tudományos kutatására használják, a plazma diagnosztikában, a fénysugár intenzitásának zökkenőmentes beállítására, fényszűrők és sugárzási modulátorok létrehozására az optikai kommunikáció összetevőjeként, az oldatok koncentrációjának meghatározása és más célokra.
4. fejezet. A geometriai optika adatai
A geometriai optika az optika egy része, amelyben az átlátszó közegben a fény terjedésének törvényeit a geometria szempontjából tekintjük. (11, 9. o.)
A bal oldalon lévő optikai rendszerhez viszonyított hely a tárgyak terét képezi, és a jobb oldalon található - a képek helyét. Minden egyes pont, minden szegmens, egy objektum térben lévő sugár egy pontnak, szegmensnek, sugárnak felel meg a képek térében. Az ilyen pontokat, szegmenseket, sugarakat konjugátumnak nevezik. Az objektumok és képek térben lévő konjugált pontokat, szegmenseket, sugarakat és szögeket ugyanazok a betűk és számok jelölik, de a képek térben kiegészítik a „stroke” jelet.
A geometriai optika fogalmakon alapul - fényes pont, fénysugár, fénysugár.
Világító pont vagy fényforrás egy hagyományos fényforrás, amely nem rendelkezik méretekkel vagy térfogattal.
A fénysugár a fényforrástól bármilyen irányban húzott hagyományos egyenes, amelynek keresztmetszete nem méretei vannak.
A fénysugár olyan fénysugarak gyűjteménye, amelyeknek rendezett iránya van. A fénysugarak eltérőek, konvergensek és párhuzamosak (lásd 11. ábra). A fénysugarak egy közös metszéspontjával rendelkező összes fénysugarat homocentrikus gerendaknak nevezik. A párhuzamos gerenda fénysugárai metszéspontja végtelen.
Következésképpen a világítási pont, a fénysugár és a fénysugár olyan fogalmak, amelyek valójában nem léteznek, hanem matematikai modellek, amelyeket szerkezetekben és számításokban használnak.
A geometriai optikában a reverzibilitás elve érvényesül: az optikai rendszeren áthaladó fénysugár útja egy irányban megismétlődik az ellenkező irányba vezető sugárral.
A geometriai optikában a fény balról jobbra történő terjedésének iránya pozitívnak tekinthető. A szegmensek méretének és a szögek értékeléséhez a jelek szabályait elfogadták.
Az optikai tengely mentén elhelyezkedő lineáris szegmensek akkor tekinthetők pozitívnak, ha a származási ponthoz viszonyított irányuk megegyezik a fény pozitív irányával; az optikai alkatrészek görbületi sugarait, ha a görbületi középpontok a közeget határoló felületek jobb oldalán vannak; az optikai tengelyre merőleges szegmensek, ha az optikai tengely felett vannak; szög, ha úgy van kialakítva, hogy a gerendát az óramutató járásával megegyező irányban forgatja. Lineáris szegmensek, görbületi sugarak, szegmensek, amelyek merőlegesek az optikai tengelyre, a szögek negatívak, ha irányuk ellentétes a pozitív értékkel.
A rajzon a szegmensek és a szögek negatív értékei mínusz jelet jelölnek az ábécé vagy számuk előtt.
Az optikai részek vastagsága és a törésfelületek közötti légrések mindig pozitívak.
A geometriai optika törvényei
A geometriai optika négy alaptörvényen alapul.
1 A fény egyenletes elterjedésének törvénye.
2. A fénysugarak terjedésének függetlenségének törvénye.
3. A fényvisszaverődés törvénye.
4. A fénytörés törvénye.
A fény egyenes vonalú terjedésének törvénye megállapítja, hogy az optikailag homogén közegben lévő fény szigorúan egyenes vonalú, két pontot összekötő egyenesen terjed. Ennek a törvénynek a hatása magyarázza az árnyékok és a penumbra, a nap és a holdfogyatkozások kialakulását. Az optikai közeg heterogenitása, valamint diffrakció esetén a fény egyenletes elterjedésének törvénye sérül. (11, 11. o.)
A fénysugarak terjedésének függetlenségének törvénye megállapítja, hogy ha az optikai közeg különböző irányaiból származó fénysugarak vannak, akkor ezek nem befolyásolják egymást, és nem terjednek úgy, mintha a többiek nem léteznek.
Amikor a fénysugarak bármely olyan felületre esnek, amely a közeg között van, a fénysugarak egy része visszaverődik ebből a felületből, és ismét visszatér az eredeti közeghez.
Feltételesen kiválasztva egy elemi fénysugarat, nevezzük ezt a sugárzó sugárnak, a sugárzásnak - a visszavert sugárnak (12. ábra). A normál értéket a csepppontra csökkentve két szöget kapunk. A beeső sugár által kialakított szöget és az előfordulási pontban a visszaverő felületre jellemző normális értéket az E. incidenciaszögnek nevezzük. A visszaverődő sugár által kialakított szöget és a normális értéket az e tükrözési szögnek nevezzük. A szögeket a normál értéktől mérjük, és az előírás szerint a jelszög szerint az előfordulási szög negatív. e, és a visszaverődési szög pozitív e. "
A fényvisszaverődés törvénye határozza meg az incidens és a visszavert sugarak kölcsönös pozícióinak szabályszerűségét - a beeső sugár, a fényvisszaverő felületre eső normális és a visszaverődő sugár ugyanabban a síkban fekszik, és az általuk generált előfordulási szögek és reflexiók abszolút értékben egyenlőek, de az ellenkező irányban:
Ha kicseréljük az eseményt és a visszavert fényt, akkor az ellenkező irányban megismétlik az utat. Ez azt jelenti, hogy reverzibilisek. (11, 10. o.)
A tükrök hatása a fény visszaverődésének törvényén alapul.
Amikor egy fénysugár áthalad egy optikai közegről a másikra, amely a törésmutatóban különbözik, megváltoztatja az irányt ezen közeg határán és visszahúzódik (13. ábra, a, b).
Ha a normál és az incidens közötti fénypont és a normál és a törött gerenda közötti határvonalat normálisnak vesszük, akkor a normál és az incidens közötti szöget, illetve a reflexiós szöget e nevű szögnek nevezzük. „A jelszabály szerint az előfordulási szög és a refrakciós szög negatív. értékeket.
A fénysugárnak egy alacsonyabb törésmutatóval rendelkező közegből való áthaladásával olyan közegre, amelynek nagy törésmutatója van, azaz ha n2\u003e n1 (13. ábra, a), a fénysugár a normál értékre kerül, és | e |\u003e | e ".
Amikor a fénysugár egy nagy törésmutatóval rendelkező közegből egy alacsonyabb törésmutatóval rendelkező közegbe megy át, azaz a fénysugár egy kisebb közegből áll. amikor n2< n1 (рис. 13, б), световой луч отклоняется от нормали и |e|<|e"|. Если световой луч проходит через среды нормально к поверхности раздела, он не изменяет своего направления, т. |е|=|e"|. (рис. 13, в).
A fénytörés törvénye az incidens és a megtörött sugarak relatív helyzetének függését fejezi ki: a beeső sugár, a felszínen a felszínre eső normál és a törött sugár ugyanabban a síkban fekszik, az első közeg törésmutatójának és az előfordulási szög szinuszának eredménye megegyezik a második közeg törésmutatójának és a refrakciós szög szinuszának termékével:
n1sin e = n2sin e ".
A kifejezés átalakítása:
Sin e / sin e "= n2 / n1
Az előfordulási szög szinuszának a refrakciós szög szinuszjához viszonyított aránya a két média állandó értéke, és az n2 / n1 arányt az említett közeg relatív törésmutatójának nevezzük.
Ha kicseréljük az eseményt és a megtörött sugarakat, akkor az ellenkező irányban megismétlik az utat, azaz reverzibilisek.
Teljes belső reflex
Amikor a fénysugár az egyik optikai közegről a másikra alacsonyabb törésmutatóval (n2 n n1) halad át, a törött sugár elhagyja a normál értéket és | e "|\u003e | e |. Az e előfordulási szög abszolút értékének növekedésével a refrakciós szög is nő." 14). Az elfordulás szögének valamilyen értékénél, amikor az e 'refrakciós szög 90 ° -ra emelkedik, a gerenda már nem lép ki egy másik közegbe, és az interfészfelület mentén tovább fog terjedni. Ezt a jelenséget teljes belső visszaverődésnek nevezzük (11, 12. o.).
A teljes belső visszaverődés határszögének nevezzük az e 'jelű reflexiós szögnek megfelelő maximális maximális 90 ° -os szögszöget, amely a teljes belső reflexió jelenségét jelenti.
Mivel e "= 90 °, az em szög értékét az expresszió határozza meg
Sin em = n2 / n1
Tehát a nagy fénytörési indexgel rendelkező optikai közegből egy olyan fénysugár, amely alacsonyabb törésmutatóval rendelkező tápközegre, ezen közeg felületén, az em feletti magassági szögben teljes belső visszaverődésen megy át.
A teljes belső visszaverődés korlátozó szöge: optikai üveg esetében 42 - 36 °; víz esetében 48 °; gyémánthoz 24-30 °.
A teljes belső visszaverődés jelenségét széles körben használják az optikai komponensek bizonyos típusaiban, például a rácsvonalak megvilágításában, a fényvezetők és számos fényvisszaverő prizma hatásában (15. ábra).
A fénysugarak a forrásból áthaladnak az üvegrács végén (15. ábra, a), miután ismételten visszaverődtek a felületekről, megütik a stroke-ot és kimentek. Amikor az éjszakai megfigyelések látható fénytörések egy sötét háttér rácson.
A fényvezetőben a fény befelé irányul a fényvezető szál átlátszó végén (15. ábra, b), és a másik végen jön ki, ismételten visszaverődve a falain, mivel a héj törésmutatója nl nagyobb, mint az n2 törésmutató.
A Dove és az AR-900 prizmákban (15. ábra, c, d) a fényvisszaverő felületen lévő fénysugarak nagy szögben vannak, tükröződnek az ezt követő felületen, és ezért az arcokon nem szükséges tükörbevonat.
A teljes belső visszaverődés magyarázza a harmatcseppek, a fényes szökőkutak, a gyémántok ragyogását és számos más jelenséget.
Az optikai alkatrészek típusai
Az optikai alkatrészeket nevezik, amelyek hatása a fényenergia használatán alapul. Úgy tervezték, hogy fénysugárokat hozzanak létre, optikai képeket készítsenek. Az optikai alkatrészek fő típusai: lencsék, prizmák, fényszűrők, hálók, tükrök, fényvezetők stb.
Az optikai alkatrészek háromféle felületre korlátozódnak: végrehajtó, kiegészítő, szabad.
A végrehajtó felületek továbbítják, tükrözik vagy módosítják a fénysugarak irányát. Ezek lehetnek gömb alakúak, nem gömb alakúak és laposak.
Az optikai alkatrészek gyártásához fő anyag az optikai üveg, kisebb mértékben a műszaki üveg, az optikai kristályok, az ülések, az átlátszó műanyag stb.
Az optikai komponensek az optikai rendszert alkotják.
Szemüveglencsék
A lencse egy optikai rész, amely a fényt átlátszó anyagból készül, és amelyet a forradalmi testek két végrehajtó törésfelülete határol.
A lencsék végrehajtó felületei gömb alakúak és nem gömb alakúak lehetnek. A legtöbb esetben ezek a felületek egy közös szimmetriatengellyel rendelkeznek.
A leggyakoribbak a felület gömbalakú lencsék:
A lencse hatása pozitív és negatív (16. ábra). A pozitív lencsék fénysugárokat gyűjtenek, és gyűjtésnek hívják (16. ábra, a), a negatív sugárzás pedig a fénysugarak szóródását (16. ábra, b). Pozitív lencsék esetében a tengely mentén a vastagság nagyobb, mint a szélénél levő vastagság, és ezzel szemben negatív lencsékkel a vastagság az él mentén nagyobb, mint a tengely mentén levő vastagság.
A hengeres és toroid alakú kezelőfelülettel rendelkező lencséknek két egymással merőleges szimmetria síkja van. A hengeres lencséket használják, például az anamorf csatolók gyártásánál a toric lencséket a szemek asztigmatizmusát korrigáló szemüveg gyártására és más célokra használják.
5. fejezet. Az ametrópia korrekciójának módszerei
5.1. Kontaktlencsék,
A kontaktlencse kétségtelenül a látás korrekciójának legjelentősebb eszköze. A kontaktlencséknek számos vitathatatlan előnye van a poharakkal szemben. A helyesen kiválasztott kontaktlencsék nagyobb és jobb minőségű képet alkotnak a retinán, ezáltal növelve a látásélességet, bővítve a látómezőt és helyreállítva a binokuláris látást. Emellett a kontaktlencsék használata csökkenti a vizuális fáradtság hatását és növeli a vizuális teljesítményt. Mindez természetesen pozitív hatással van a test általános állapotára, növeli a vitalitást, kiterjeszti a személy érdekeit és képességeit. A betegek szerint a kontaktlencsék nemcsak más, jobb minőségű látást biztosítanak, hanem jobb életminőséget is nyújtanak a szemüveghez képest. Sajnos sok előnye van, hogy a kontaktlencséknek nincs kevesebb hátránya. Még a legfejlettebb kontaktlencsék is idegen maradnak a szem számára, és számos szövődményt okozhatnak.
A kontaktlencsék megfelelő kiválasztásával és használatával sokkal jobb, mint a szemüveg, a látáskorrekció minősége. A jó lencsék lehetővé teszik a látásélesség teljes visszaállítását anélkül, hogy torzulást és aberrációt okozna, ami nem biztosítja a legjobb szemüveglencséket. Ők mentesülnek a szemüveg viselése által előírt korlátozásoktól, szabadságérzetet adnak, lehetővé teszik, hogy aktív életmódot vezessen. Számos speciális orvosi indikációjuk van, mint például a myopia és a magas fokú hyperopia, amikor a lencsék lehetővé teszik a látásélesség és a minőség jelentősen magasabb mutatóinak elérését, mint a szemüveg. A szemüveg látáskorrekció eredményével való intolerancia vagy elégedetlenség. A nem megfelelően kiválasztott kontaktlencsék vagy a lencsék nem megfelelő kezelése a szem sérülését okozhatja. Meglehetősen kényes eljárás kontaktlencsék cseréjére. Ez nemcsak a gyermekek vagy az idősek, hanem a sok felnőtt számára is elsöprő.
Lehetőség van egy új modern irány - ortokeratológia - kiosztására. Egyénileg elkészített kontaktlencsék (fordított geometria), amelyek csak éjszaka ruhák, reggel távolítják el őket. A beteg jól látja szemüveg és kontaktlencsék nélkül legalább egy napig.
5.2. Szemüveg látáskorrekció
A hiperopia korrekciójához konvex (pozitív) lencséket, myopia - konkáv (negatív) használhat. A lencsék a szem hátsó fókuszát a retina felé mozgatják, és a tárgyak képét élesen teszi. Az ametropia nemcsak típusonként (myopia, hyperopia), hanem fokon is különbözik. Az ametrópia mértékét a látót javító lencse fénytörési ereje határozza meg. A korrekcióhoz a szem asztigmatizmusa is szükséges. A szemüveg csak korrigálja a szem megfelelő asztigmatizmust - ez akkor fordul elő, ha az optikai adathordozó (a szaruhártya és a lencse) törésfelületei nem gömb alakúak, de torikusak. Az asztigmatizmust speciális lencsékkel (toric) korrigáljuk. A presbyopia pozitív lencsékkel korrigálható.
A jelen fázisban bifokális, trifocalis lencsék vannak. Ezeknek a lencséknek a hátránya a vak zóna jelenléte közepes távolságokon. A szemüveglencsék gyártási technológiájának modern fejlesztése (kifinomult számítógépes számítások alkalmazása a lencse felületének minden pontján pontos refraktív teljesítményt teremt) lehetővé tette multifokális vagy progresszív lencsék létrehozását. Ezek a lencsék lehetővé teszik egy személy számára, hogy elég jól láthasson bármilyen távolságban, még akkor is, ha nincs saját szállás.
5.3. Sebészeti korrekció
A refraktív sebészet a szem refraktív optikai rendszerének sebészeti módosítása. Minden művelet két csoportra osztható: a szemgolyó kinyitása nélkül (a műtét a szaruhártya peremére gyakorolt hatás miatt megváltoztatja a középpont görbületét, és a művelet megváltoztatja a középpont görbületét az optikai zónára gyakorolt hatás miatt) és a szemgolyó nyitásával (a szem belsejébe további intraokuláris lencséket implantálnak). A beavatkozások fajtái: radiális keratotóma (radiális bemetszések alkalmazása a szaruhártyára az erős meridiánban, ritkán fordul elő a modern orvostudományban szövődmények miatt), refraktív keratoplasztika (a középpontnak a szaruhártya perifériájára gyakorolt hatása miatt), a kínai fotorefrakciós keraektómia (negatív pillanat - hosszú idő után) működési időszak) és a Lasik (műveletek, amelyek megváltoztatják a központ görbületét az optikai zónára gyakorolt hatás miatt).
A legmodernebb működés a Lasik (lézeres in situ keratomileuciss). Helyi érzéstelenítés esetén a szaruhártya felületi fedelét levágják. Az excimer lézer (hullámhossz 193 nm) a szaruhártya ágyának ablációját eredményezi, amely után a szárny áthelyezése történik.
KÖVETKEZTETÉS
Az emberi szem optikai rendszere a fénysugarakat visszahúzódó különböző elemekből áll, miután áthaladtak az útjáról eltérő környezetben, és mechanizmusok, amelyek felelősek a képek helyes fókuszálásáért a retinánál: amikor ezek a mechanizmusok nem megfelelően működnek, a látási problémák jelennek meg.
A téma egyértelmű megértéséhez szükséges, hogy képét a retinán képezze, különben a személy nem látja egyértelműen az objektumot. A szem optikai rendszere elsősorban a szaruhártyából és a lencséből áll, amelyek természetüknél fogva a távoli tárgyak szemlélődéséhez igazodnak. Annak érdekében, hogy megvizsgálhassunk egy öt métert meghaladó objektumot, a lencse laposnak kell lennie - akkor a távolabbi tárgyakból érkező fénysugarak a fókuszba kerülnek, és egy tiszta kép jelenik meg a retinán. A közelebb lévő objektumok megtekintésekor, ha a lencse alakja nem változik, a retina képe elmosódott lesz. Ez nem történik meg, mert a szemnek van egy lencse elhelyezési mechanizmusa, amelynek lényege ez: ha egy személy egy közeli tárgyra néz, a ciliáris izom szerződések és a lencse megváltoztatja alakját, konvexsá válik - a fénysugarak a tárgyról a retinára fókuszálnak.
A rövidlátás a vizuális fénytörés hibája (refrakció), melynek következtében a távolról elhelyezkedő tárgyakból származó fénysugarak a retina előtt koncentrálódnak, és ennek következtében egy személy láthatatlanul látja őket. Ez azért van, mert a szemgolyó nagyobb átmérőjű, mint a normál állapotban. A myopia könnyen korrigálható konkáv optikai lencsékkel vagy szemüveggel ilyen lencsékkel - növeli a szem fókuszát, így a távoli tárgyak képe pontosan a retinára esik. Ma, a látás korrekciójához, sebészeti módszereket is igénybe vehetünk: lézer segítségével megváltoztathatjuk a szaruhártya görbületét, és ezzel a lencse sugarait visszafoghatjuk.
A látás a vizuális fénytörés hibája, aminek következtében a közelben lévő objektumokból származó fénysugarak fókuszálnak a retina mögött, és ennek következtében egy személy láthatatlanul látja őket. Ez azért van, mert az emberi szemgolyó kisebb átmérőjű, mint a normál állapotban. A hiperopia könnyen korrigálható ívelt optikai lencsékkel vagy szemüvegekkel ilyen lencsékkel - csökkentik a szem fókuszát, így a közeli tárgyak képe pontosan a retinára esik.
Az asztigmatizmus olyan látáskárosodás, amely a szaruhártya görbületének megsértése és a megjelenés kiváltása miatt következik be.
torz képe a retinán lévő tárgyakról. Az egészséges szaruhártya félgömb alakú, és az összes meridiánja görbülete szinte azonos: a szaruhártyán áthaladó fénysugarak egy síkban gyűlnek össze, és lehetővé teszik, hogy világos képet és alakot kapjon az objektum. Az asztigmatizmusban, amikor a meridiánok mentén a szaruhártya görbülete nem azonos, és az axiális szimmetria megtört, a szaruhártyán áthatoló fénysugarakat a retina különböző síkjain vetítik ki - ez az oka annak, hogy egy személy torzított tárgyakat lát. Az asztigmatizmust hengeres lencsék segítségével korrigáljuk, amelyek a fénysugarakat a kívánt tengelyre terelik, míg mások nem befolyásolják őket.
A szem állapota és az önmagát látó képesség különböző okok miatt romolhat. A szemgolyó látáskárosodása és betegségei különböző mértékű súlyossággal és következményekkel járhatnak; némelyikük közös, mások nagyon ritkák, de mindannyian egy dolog van; a szemgolyó betegségei miatt a látásunk romlik, és kevesebb információt kapunk a külvilágtól.
Ez a megsértés a szemtengelyek párhuzamosságának elvesztése, aminek következtében a szemek egy tárgyra irányulnak, azaz az egyik szem tengelye folyamatosan eltér a másiktól. A probléma a szem külső izmainak bénulásában vagy koordinációjának hiányában rejlik, amelyek felelősek a mozgásáért, és lehetővé teszik az agynak, hogy kiegészítő képeket kapjanak mindkét szemtől. A strabismus hatásai attól függnek, hogy milyen korban jelentkezett az ember. Amikor a strabismus felnőttkorban jelenik meg, kettős látás merül fel, mert az egyes szemeknél más kép alakul ki, és az agy nem egyesítheti őket egyetlen képbe. Amikor a strabizmus a gyermekkorban jelenik meg, a kettős látás nem alakul ki, mert a mechanizmus, amely lehetővé teszi az agynak, hogy két szem képét egyesítse, még nem alakult ki, az élet első éveiben alakul ki: ha az agy két teljesen különböző képet kap, akkor „teljesen megszünteti” a képeket, és csak az egyik szemből érkező jelet értelmezi. Kezdetben két szem képes érzékelni a környező világot, de az idő múlásával, ha nem kezeli a foltot, a deviáns szem elveszti azon képességét, hogy észleli a környező tárgyakat, vagyis egyáltalán látványt.
Az egyes szemek mobilitása a szemgolyóban lévő hat oculomotoros izomtól függ. Annak érdekében, hogy a két szemgolyó azonos irányba mozduljon, a szemizmoknak kiváló koordinációval kell rendelkezniük. Például a szemek oldalirányú mozgásához szükséges, hogy a belső oldalirányú végtag izmok húzódjanak meg, a külső is lazítson, majd fordítva.
A strabismus problémájának megoldásához szükség van a gyenge szemizmok „képzésére”, az ortotopikusnak nevezett kezelés sok esetben lehetővé teszi a két szemtengely párhuzamosságát.
Ez egy veleszületett rendellenesség, a színlátás, amelyre jellemző, hogy bizonyos színeket nem lehet megkülönböztetni. A színérzékeny fotoreceptorok - kúpok - három típusra oszthatók, amelyek mindegyike csak egy elsődleges színt különböztethet meg: piros, zöld vagy kék. Egy egészséges emberben a háromféle kúp egyidejű és részleges stimulálása lehetővé teszi a széles színspektrum megkülönböztetését. Színvaksággal egy személy teljesen hiányzik a kúpok egyik típusától, ezért nem tudja megkülönböztetni azokat a színeket, amelyekre a hiányzó kúpok érzékenyek. Gyakran a vakság nem tud különbséget tenni a piros és a zöld között. A különböző színű pontokkal rendelkező kártyákat ezen eltérések azonosítására használják: az azonos színű pontok betűket vagy számokat alkotnak - a normál látással rendelkező emberek megkülönböztethetik a kártyákon lévő szimbólumokat, míg a színes vakok esetében észrevétlenek, mert összezavarják a színeket és hibásan értelmezik őket.
A szürkehályog a lencse elhomályosodása, ami azt jelenti, hogy az egészséges szem lencséjéből eredő átlátszóság csökken. megnyilvánulásai - a látásélesség csökkenése a sötétebb terület előfordulása és bővülése miatt. A lencsék alkotórészeinek bármilyen romlása sötétebb terület kialakulásához vezethet, amely a lencse központi részén (nukleáris szürkehályog) vagy a perifériás (kortikális szürkehályogban) megjelenhet, ami befolyásolja a látást. Néha a szürkehályog veleszületett, de a legtöbb esetben ez egy olyan, életkorral összefüggő betegség, amely az évek során a lencse által előforduló átalakulások eredményeként alakul ki; Ennek fő oka a víztartalom elvesztése a lencse által és a szövetek konszolidációja. Az egyetlen kezelés a műtét.
A szem optikai rendszere nagyon összetett szerkezet, amely sok különböző elemből áll. Ez a rendszer úgy van kialakítva, hogy eloszlatja a fénytöréseket és a fénysugarat összpontosítsa. A cél egy minőségi kép létrehozása. A szem optikai rendszere lehetővé teszi, hogy információt kapjon a szem körül. És különböző színben és háromdimenziós festményekben látjuk.
A sajátossága, hogy maga a rendszer alkalmazkodik a világítás fényerejéhez, köszönhetően a szemgolyó természetes adaptációjának. Lehetőséget ad arra, hogy az egyes szemek egészét egyenként értelmezze. A szem ezen tulajdonságát binokulárisnak nevezik. Ez a szem optikai rendszerének természetes reflexe.
____________________________
Van még egy jellemző - sztereoszkópos. Amikor minden szemmel képet kapunk, akkor az objektumok megduplázódása megkezdődik, ami annak a ténynek köszönhető, hogy az egyik és a második szem idegelemei különbözőek és eltérőek. Ennek köszönhetően lehetséges egy tárgy megkönnyítése és annak távolsága egy személytől. A látás folyamatában két szem különböző feladatokat lát el.
A vizuális rendszer eleme, amely jobban teljesíti a képformálás funkcióját, a vezető szem, a második pedig a rabszolga. A szem optikai rendszerének ez a tulajdonsága nagyon könnyen ellenőrizhető. Nézd meg az objektumot vagy képet a résen vagy valamilyen lyukon keresztül, először egy szemmel, majd a másodikval. A vezető szem számára nem történik változás, és a kép állni fog, és a követő számára enyhe eltolódás lesz.
A szem optikai rendszere szoros figyelmet igényel, ha bármilyen látási probléma kezdődik, jobb, ha azonnal orvoshoz fordul, és a betegségmegelőzés lehetővé teszi, hogy hosszú időn keresztül megőrizze látását és egészségét.
A szem optikai rendszere a következőket tartalmazza:
A héj átlátszó szín, amely a fénytörő berendezés része, és a szem szaruhártyája. Számos idegrostja van, amely biztosítja az érzékenységét.
A szaruhártya a következőket tartalmazza:
A szaruhártya funkciói szerint a szem lencséje, amely a helyes irányban fókuszt és irányt ad a fénysugarak különböző irányaiban.
A szem lencséje nem idegvégződések, nyirokszövetek és vérerek. Ez hasonló a lencsék lencse jellegéhez, amely eltérő sugarú, a hátsó és az elülső felülettel, a görbülettel rendelkezik. A két felületet összekötő vonal az objektív tengelye. A lencse tetején egy átlátszó kapszula fedi. A rétegelt szerkezet miatt egy hagymához hasonlít.
A lencse nagyon fontos szerepet játszik a szem optikai rendszerében, mivel segít a fényáram átjutásában a retinában. Szintén részt vesz a fényáram törésében.
A végrehajtott funkciók egyike az, hogy a befogadó mechanizmust működteti. Olyan partíció szerepét látja el, amely két részre osztja a szemet. Ugyanakkor megvédi a szemgolyó finomabb részeit a mikroorganizmusok üvegtestbe való behatolásától.
Az ideges természetű szövet vékony rétegét retinának nevezik. Szerkezete segít az információ feldolgozásában és az agy számára elérhető jelekké történő átalakításban. A retina tíz különböző rétegből áll, de csak kettő befolyásolja a vizuális berendezés működését. Ez egy idegsejtek és epithelialis réteg.
A retina funkciója a fényáram energiáját elektromágneses impulzusokká alakítja. Központi és perifériás látás biztosítása.
A szemizmok két csoportja oszlik meg:
A szemgolyó izmai ferde és egyenesek. A jobb és bal oldali mozgásokat a végtag izmok végzik, a ferde izmok megfordulnak a szem optikai tengelyén. A normát mind a ferde, mind a végtag izmokban egyenletes feszültségnek tartják, és a szem optikai tengelyei párhuzamosak.
Gyakran előfordul, hogy a szemizmok rendszeresen megsérülnek. Ennek fő oka lehet a túlmunka. Gyakran előfordulhat, hogy ha egy személy kontaktlencséket visel, karcolhatja a szemfelületet. Szintén a szem izmai megsérülhetnek, ha az arc izmait túlterhelik. A különböző fertőző betegségek is fájdalmat okozhatnak. Jó módja a szem izmainak erősítésére, a képzés. Ennek tartalmaznia kell mind az alsó, mind a felső szem izmait.
Szükséges a szem körkörös izomzatára is figyelni. Villog, szakítószivattyú, és védi a szemgolyót.
Három részre oszlik:
A szemgolyó optikai rendszere több, a fényhullámok törésében részt vevő alakzatból áll. Ez azért szükséges, hogy az objektumból érkező sugarak egyértelműen a síkra fókuszáljanak. Ennek eredményeképpen világos és éles képet kaphatunk.
A szem optikai rendszerének szerkezete a következő elemeket tartalmazza:
Ebben az esetben a szem minden szerkezeti elemének saját jellemzői vannak:
A szem optikai rendszerének főbb funkcióit az alábbiakban mutatjuk be:
Ennek eredményeképpen egy személy érzékelheti a kötetben lévő tárgyakat, egyértelműen és színben, azaz a reális képre vonatkozó jeleket az agyi struktúrák fogadják. Ugyanakkor a szem képes érzékelni a sötétet és a fényt, valamint a színjelzőket, azaz a fényérzékelés és a színérzékelés funkciója.
Az emberi szem optikai rendszeréhez a következő jellemzők tartoznak:
1. Binokuláris - az a képesség, hogy mindkét szemével háromdimenziós képet érzékel, míg az objektumok nem oszlanak meg. A reflex szintjén fordul elő, az egyik szem a vezető, a második a szolga.
2. A sztereoszkópia lehetővé teszi a személy számára, hogy meghatározza az objektumhoz való hozzávetőleges távolságot, és értékelje a mentességet és a körvonalakat.
3. A látásélességet az határozza meg, hogy megkülönböztetünk két pontot, amelyek egy bizonyos távolságra vannak egymástól.
Mindezen állapotok a következő tünetekkel járhatnak:
Az optikai rendszer egészének működésének értékelésénél egyértelműen meg kell határozni, hogy melyik szem a vezető és a követők közül melyik.
Ezt egyszerűen egy egyszerű teszt határozza meg. Ugyanakkor meg kell nézni a sötét képernyőn a lyukon, a jobb és a bal szemmel felváltva. Ebben az esetben, ha a szem vezet, akkor a kép nem mozog. Ha a szemet hajtják, akkor a kép eltolódik.
A betegségek diagnosztizálásához számos technikát kell végrehajtania:
lencse osztja a szem belső felületét két kamera : egy elülső kamra, amely vizes nedvességgel van ellátva, és egy hátsó kamra, amelyet üvegtesttel töltünk. A lencse egy bikonvex elasztikus lencse, amely a ciliarus testének izmaihoz kapcsolódik. A cirkuláris test változik a lencse alakjában.
A ciliáris test szálainak összehúzódása vagy ellazulása a Zinn kötések relaxációjához vagy feszültségéhez vezet, amelyek a lencse görbületének megváltoztatásáért felelősek.
A gerincesek szemét gyakran hasonlítják össze egy kamerával, mivel a lencse rendszer (szaruhártya és lencse) fordított és csökkentett képet ad a retina felületén (Hermann Helmholtz).
Az objektíven áthaladó fény mennyisége állítható változó nyílás (tanuló), és a lencse képes közelebbi és távolabbi tárgyakat összpontosítani.
Optikai rendszer - a dioptriberendezés egy komplex, pontatlanul központosított lencserendszer, amely fordított, erősen csökkentett képet képez a környező világról a retinára (az agy a fordított képet fordítja, és közvetlennek tekintik) A szem optikai rendszere - a szaruhártya, a vizes humor, a lencse és az üvegtest.
Amikor a sugarak áthaladnak a szemen, akkor négy felületen törik:
4. Az objektív és az üvegtest között.
A fénytörő médiumok különböző törésmutatókkal rendelkeznek.
(A szem optikai rendszerének bonyolultsága megnehezíti, hogy pontosan értékeljék a belsejében lévő sugarak menetét, és értékeljék a képet a retinán. Ezért egyszerűsített modellt használnak - egy „csökkentett szemet”, amelyben az összes törésközeg egyetlen gömb alakú felületre van kombinálva és ugyanazt a törésmutatót alkalmazza.
A törés nagy része a levegőből a szaruhártya felé halad - ez a felület erős, 42 D-os lencse, valamint a lencsék felületén működik.
A lencse fénytörési teljesítményét a fókusztávolság (f) alapján mérjük. . Ez a távolság a lencse mögött, ahol a párhuzamos fénysugarak egy ponton konvergálnak.
Nodális pont- a szem optikai rendszerének egy pontja, amelyen keresztül a sugarak el nem törnek.
Bármely optikai rendszer refrakciós törésképességét dioptriákban fejezzük ki.
Diopter - a fókusztávolságú lencse fénytörési teljesítményével egyenlő 100 cm vagy 1 méter
A szem optikai teljesítményét fordított fókusztávolságként számítjuk ki:
ahol f- a szem hátsó fókusztávolsága (méterben kifejezve)
Egy normál szemben egy dioptrikus berendezés teljes fénytörési teljesítménye 59 D amikor távoli tárgyakat nézünk és 70,5 D - a kapcsolódó témák megtekintése.
Ahhoz, hogy az objektum egy bizonyos távolságban egyértelmű képet kapjon, az optikai rendszert át kell alakítani. Ehhez két egyszerű mód van:
a) lencse elmozdulása a retinához képest, mint egy kamera (béka); - (William Betz –Amerikai szemész - elmélet kapcsolódik a keresztirányú és hosszanti izmokhoz (19. század)
b) vagy törésképességének növekedése (emberben) - (Herman Helmholtz).
A szemnek az objektumok világos távolságára történő alkalmazkodását a különböző távolságokban nevezzük elhelyezésnek.
A szállás a lencsék felületének görbületi görbületének a cirkuláris test nyújtásával vagy megnyugtatásával történő megváltoztatásával történik.
A lencse törés fokozása a a közelben lévő szállást a felületének görbületének növelésével érjük el, azaz kerekebb lesz, és a messzebbi síkban. A retina képe valójában csökken és megfordul.
A szállás során a lencse görbületének változásai jelentkeznek, azaz a fénytörési teljesítménye.
A lencse görbületének változásait biztosítja rugalmasság és zinn kötések amelyek a ciliáris testhez vannak kötve. A ciliáris testben sima izomrostok.
Csökkentésével gyengül a Zinn ínszalag lazítás (mindig kihúznak, és a kapszulát összenyomják és összenyomják és lecsapják a lencsét). A lencse rugalmassága miatt konvexebb formát ölthet, ha a ciliáris izom (ciliarus test) relaxációja megtörténik.
Ily módon , a ciliáris izmok adaptív izmok. Ezeket paraszimpatikus idegszálak övezik. okulomotoros ideg. Ha csöpög atropin (a paraszimpatikus rendszer ki van kapcsolva) zavarja a látástahogy ez történik a ciliáris test pihenése és a zsinórkötések feszültsége - a lencse lelapul. Parazimpatikus anyagok - pilokarpin és ezerin ciliáris izomösszehúzódást és a zin kötések relaxációját okozza.
A lencse konvex alakú.
A normál refrakciójú szemen csak egy távoli tárgy éles képe képződik a retinán, ha a szaruhártya és a retina elülső felülete közötti távolság 24, 4 mm (átlagosan 25-30 cm
A legjobb látási távolság - az a távolság, amelyen a normál szem a legkisebb feszültséget észleli az objektum részleteit tekintve.
Egy fiatalember normális szemére a tiszta látás legtávolabbi pontja a végtelenségben rejlik.
A tiszta látás közeli pontja 10 cm-re van a szemtől. (lehetetlen látni, hogy a sugarak párhuzamosak).
Az életkor, a szem alakjának eltérése vagy a dioptriás berendezés törésereje miatt a lencse rugalmassága csökken.
Idős korban a közeli pont eltolódik (presbyopia vagy. \\ Ttávollátás ), így25 éves a közeli pont már távol van24 cm és a60 év véget ér . A lencse az életkor miatt kevésbé rugalmas, és ha a Zinn szalagok gyengülnek, a domborúság nem változik, vagy csak kissé változik. Ezért a tiszta látás legközelebbi pontja távolodik a szemtől. Ennek a hiányosságnak a korrekciója a kétoldali lencsék miatt. A sugarak (refrakció) törésében még két anomália van a szemben.
1. Myopia vagy myopia(fókusz a retina előtt az üvegtestben).
2. Távollátás vagy hiperopia(a fókusz a retina felett mozog).
Minden hiba alapelve az, hogy a szemgolyó törési szilárdsága és hossza nem felelnek meg egymásnak.
A myopia - a szemgolyó túl hosszú, és a fénytörési teljesítmény normális. A sugarak a retina elé közelednek az üvegtestben, és a retinán a távolság látható. A myopic, a tiszta látás messze nem a végtelenség, hanem véges, közeli távolság. Beállítás - szükséges csökkentse a szem fénytörő képességét negatív dioptriákkal rendelkező konkáv lencsékkel.
Hiperopiával és presbyopia (szenilis), azaz . távollátás, a szemgolyó túl rövid, ezért a távoli tárgyak párhuzamos sugarai a retina mögött gyűlnek össze, és elmosódott képet hoz az objektumról. Ez a töréshiány kompenzálható a befogadó erőfeszítéssel, azaz a lencse konvexitásának növekedése. Korrekció pozitív dioptriákkal, azaz bikonvex lencsék.
szemtengelyferdülés - (a refrakciós anomáliákra utal) nem egyenletes fénytörés különböző irányokban (pl. függőleges és vízszintes meridián). Valamennyi ember kis mértékben astigmatika. Ez annak köszönhető, hogy a szem szerkezetének tökéletlensége következett be nem a szaruhártya szigorú szfericitása (használja hengeres üveg).
