Instituția de învățământ de stat a școlii nr. 183 cu studii aprofundate
limba engleză a districtului administrativ central din Sankt Petersburg
Rezumat în fizică
temă: Ochiul. Sistemul optic al ochiului.
Munca făcută:
clasa a 10-a student Kovalenko Konstantin Igorevich,
profesor: Lomakina Elena Sergeevna.
Sankt-Petersburg
| introducere | 3 |
| Capitolul 1. Structura ochiului | 5 |
| 1.1. Dispozitive auxiliare | 6 |
| 1.2. globul ocular | 7 |
| 1.2.1. Membrană fibroasă | 7 |
| 1.2.2. coroida | 7 |
| 1.2.3. Coajă de ochiuri | 8 |
| 1.2.4. Nervul optic | 8 |
| 1.2.5. Conținut pentru ochelari | 8 |
| 1.3. Sistemul optic al ochiului | 9 |
| Capitolul 2. Tipuri de ochi ametropia | 9 |
| 2.1. miopie | 9 |
| 2.2. hipermetropie | 9 |
| 2.3. astigmatism | 10 |
| Capitolul 3. Optica fizică Natura luminii | 11 |
| 3.1. Radiații optice | 12 |
| 3.2. Mediul optic | 13 |
| 3.3. dispersare | 14 |
| 3.4. gama de | 15 |
| 3.5. Interferențele luminoase | 15 |
| 3.6. Difracție de lumină | 17 |
| 3.7. Polarizarea luminii | 18 |
| Capitolul 4. Optica geometrică | 21 |
| 26 | |
| 5.1. Contactarea corectă | 26 |
| 5.2. Spectacol viziune de corecție | 26 |
| 5.3. Corecție chirurgicală | 27 |
| concluzie | 28 |
| Referințe | 29 |
| cerere | 30 |
| glosar | 33 |
INTRODUCERE
Partea principală a informațiilor inițiale despre lumea lumii primește prin percepții vizuale care apar atunci când lumina intră în ochi. Lumina reflectată de obiecte ne permite să le vedem și să ne orientăm în spațiu. Chiar și în cele mai vechi timpuri, când s-au confruntat cu fenomene naturale cum ar fi curcubeul, strălucirea strălucitoare a rocii, apariția umbrelor de la obiecte, mirajuri etc., oamenii au încercat să le explice, să cunoască tiparele fenomenelor luminoase. Cuvântul "optică" provine din optica greacă - știința percepției vizuale.
În conceptul modern, optica este o ramură a fizicii în care sunt studiate procesele de emisie a luminii, propagarea în diferite medii și interacțiunea dintre lumină și materie.
Optica constă din trei secțiuni: 1) optica fizică; 2) optica geometrică; 3) optica fiziologică.
Optica fizică este angajată în clarificarea naturii luminii și a legilor emisiei sale, propagării, împrăștierii și absorbției în materie.
Optica geometrică examinează legile de propagare a razelor de lumină, construirea de imagini în diverse sisteme optice, metode de calcul și proiectare a dispozitivelor optice.
Optica fiziologică studiază percepția luminii de către ochiul uman și proprietățile optice ale ochiului.
Alegerea mea din acest subiect a fost influențată de profesia de părinți (doctor). Anume, profesia de mamă - oftalmolog. Dintre acestea, am auzit adesea despre posibilitățile medicinei moderne, în special despre capacitățile moderne de diagnosticare, terapeutice și operaționale ale științei medicale moderne, care permit nu numai păstrarea, ci și redobândirea funcțiilor vizuale pierdute.
Surprinzător, pacientul care nu putea naviga în mediul înconjurător, avea nevoie de îngrijire și întreținere constantă, după ce operația a reușit să părăsească clinica ochi.
Scopul lucrării mele a fost: studierea detaliată a structurii ochiului, a sistemului său optic, precum și a metodelor moderne de corectare a tulburărilor de refracție.
În lucrarea mea, am folosit literatura medicală științifică, educațională și specializată. Dintre acestea, aș dori să menționez cartea Danilicheva VF "Oftalmologie moderna". Angajații Departamentului de Oftalmologie al Academiei Medicale Militare (primul Departament de Oftalmologie din Rusia, al doilea din lume) au luat parte la redactarea acestei cărți. Majoritatea autorilor compilatorului acestei cărți știu, deoarece mama mea este, de asemenea, membru al Departamentului Academiei Medicale Militare. Această carte cuprinde în detaliu aspectele legate de anatomia organului de viziune, precum și problemele de contactologie și chirurgie cu laser. Cartea conține multe ilustrații care ajută la o mai bună înțelegere a problemei. De interes fără îndoială este cartea Rosenblum Optometry. Bazele capitolelor Optica geometrică, Optica fizică includ informații din această carte. Autorul descrie în detaliu corecția mijloacelor de vedere.
Capitolul 1.Structura ochilor
Ochiul uman este un sistem complex, al cărui scop principal este percepția, prelucrarea inițială și transmiterea inițială a informațiilor conținute în radiația electromagnetică a luminii vizibile. Toate părțile individuale ale ochiului, precum și celulele, componentele acestora, servesc la atingerea cât mai completă a acestui scop.
ochi - Acesta este un sistem optic complex. Razele strălucitoare ale obiectelor înconjurătoare în ochi prin cornee. Corneea în sens optic este o lentilă de colectare puternică care concentrează razele luminoase care se diferențiază în direcții diferite. Mai mult, puterea optică a corneei nu se schimbă în mod normal și oferă întotdeauna un grad constant de refracție. Sclera este o carcasă exterioară opacă a ochiului, respectiv, nu participă la trecerea luminii în ochi.
Refracționat pe partea din față și din spate a corneei, razele luminoase trec neîngrădite prin fluidul transparent care umple camera anterioară, până la iris. Elevul, o gaură rotundă în iris, permite razelor situate central să-și continue călătoria în ochi. Mai multe raze periferice sunt întârziate de stratul de pigment al irisului. Astfel, elevul reglementează nu numai cantitatea de flux luminos pe retină, care este importantă pentru adaptarea la diferite nivele de iluminare, dar elimină și razele laterale, distorsionante, aleatoare. Apoi lumina este refracționată de lentilă. Lentila este de asemenea o lentilă, ca și corneea. Diferența sa fundamentală este că, la persoanele sub 40 de ani, obiectivul își poate schimba puterea optică - un fenomen numit cazare. Astfel, obiectivul produce focalizare mai precisă. În spatele lentilei este corpul vitros, care se extinde până la nivelul retinei și umple un volum mare al globului ocular.
Raze de lumină, concentrate de sistemul optic al ochiului, ajung pe retină. Retina servește ca un fel de ecran sferic pe care se proiectează lumea din jur. Din cursul fizicii școlare, știm că obiectivul colectiv oferă o imagine inversă a subiectului. Corneea și lentilele sunt două lentile convergente, iar imaginea proiectată pe retină este de asemenea inversată. Cu alte cuvinte, cerul este proiectat pe jumătatea inferioară a retinei, marea pe jumătatea superioară și nava pe care o privim este afișată pe macula. Macula, partea centrală a retinei, este responsabilă de acuitatea vizuală ridicată. Alte părți ale retinei nu ne permit să citim sau să ne bucurăm de lucru pe un computer. Numai în macula toate condițiile pentru percepția unor părți mici de obiecte.
În retină, informațiile optice sunt percepute de celulele nervoase sensibile la lumină, codificate într-o secvență de impulsuri electrice și transmise prin nervul optic la creier pentru procesarea finală și percepția conștientă.
Capitolul 1.1. Dispozitive auxiliare
Aparatul auxiliar include: pleoapele, conjunctiva, glandele lacrimale și canalele lacrimale.
Vreodată. Principala funcție a pleoapelor - protecția globului ocular. În timpul mișcărilor pleoapelor, fluidul lacrimal este distribuit uniform pe suprafața ochiului. (12, p. 16).
conjunctivă - Este o țesătură subțire transparentă care acoperă ochiul în afară. Începe cu limbusul, marginea exterioară a corneei, acoperă partea vizibilă a sclerei, precum și suprafața interioară a pleoapelor. În grosimea conjunctivei sunt vasele care o hrănesc. Aceste nave pot fi văzute cu ochiul liber. Când inflamația conjunctivită, conjunctivită, vasele de sânge se dilată și se dă o imagine a ochiului roșu iritat, pe care majoritatea a avut ocazia să o vadă în oglinda lor. Funcția principală a conjunctivei este secreția membranei mucoase și a părții lichide a fluidului lacrimal, care umezește și lubretează ochiul. (12, p. 22).
Capitolul 1.2. globul ocular
Membrană fibroasă
În membrana fibroasă a ochiului, există două secțiuni: corneea și sclera. Corneea - ia 1/5 din manta fibroasă, respectiv, sclera, ia restul. (12, p. 37). Locul unde corneea intră în sclera se numește limbus și are forma unei jumătăți de inel cu lățimea de până la 1 mm.
cornee - o fereastră transparentă convexă în fața ochiului - aceasta este corneea. Corneea este o suprafață de refracție puternică, care asigură două treimi din puterea optică a ochiului. (12, p. 37). Reamintind forma ochiului, vă permite să vedeți lumea din jurul nostru bine.
Deoarece nu există vase de sânge în cornee, acesta este perfect transparent. Absența vaselor de sânge în cornee determină caracteristicile alimentării cu sânge. Un rol important în asigurarea corneei cu nutrienți este jucat de rețeaua vasculară limbus.
Corneea are în mod normal o suprafață lucioasă și netedă. Acest lucru se datorează în mare măsură lucrului filmului lacrimal, umezirea constantă a suprafeței corneene. Umiderea constantă a suprafeței se realizează prin mișcări ale mișcării pleoapelor, care sunt efectuate inconștient. Există un așa-zis reflex al clipirii, care se aprinde atunci când apar zone microscopice ale suprafeței uscate a corneei, cu o absență prelungită de mișcări intermitente.
Membrană - o bandă împărțită între cornee și sclera cu lățimea de 1,0-1,5 mm. Membrana conține multe vase care sunt implicate în nutriția corneei.
sclerotică - Este un schelet exterior puternic al globului ocular. Capătul din față este vizibil prin conjunctiva transparentă ca "albul ochiului". Șase mușchi sunt atașați de sclera, care controlează direcția privării și în același timp întoarce ambii ochi în ambele direcții. (12, p. 42)
Rezistența sclerei depinde de vârstă. Majoritatea sclerelor subțiri la copii. Din punct de vedere vizual, acest lucru se manifestă prin tentă albăstruie a sclerei ochilor copiilor, care se explică prin transluența pigmentului întunecat al fundului prin sclera subțire. Cu vârsta, sclera devine mai groasă și mai puternică. Dilatarea sclerei este cea mai frecventa in cazul miopiei.
coroida
Există 3 secțiuni principale: irisul, corpul ciliar și coroidul în sine. (12, p. 45)
Irisul este partea anterioară a coroidului. Ea are forma unui disc cu o gaură în centru (elev). Funcția principală este de a regla lumina care intră în ochi.
Corpul ciliar începe la 2 mm de limbaj și are o lățime de 5-6 mm și se termină la linia dentară. Funcții: produce fluid intraocular (procese ciliate și epiteliu) și participă la cazare (partea musculară cu ligament și lentilă).
Coroidul propriu-zis începe pe linia dentară și conturează întreaga secțiune posterioară a sclerei. Este format din arterele ciliare și servește la alimentarea neuroepiteliului retinal.
Inveliș de plasă interioară
retină - cea mai subțire cochilie interioară a ochiului, care este sensibilă la lumină. Această fotosensibilitate oferă așa-numitele fotoreceptoare - milioane de celule nervoase care traduc semnalul luminos în electricitate. Mai mult, alte celule nervoase ale retinei procesează inițial informația primită și o transmit sub formă de impulsuri electrice de-a lungul fibrelor către creier, unde are loc analiza finală și sinteza informațiilor vizuale și percepția lor la nivelul conștiinței. Un fascicul de fibre nervoase care trec de la ochi la creier se numește nervul optic. (12, p.57.)
Nervul optic transmite informația primită în raze de lumină și percepută de retină sub formă de impulsuri electrice către creier. Nervul optic servește ca o legătură între ochi și sistemul nervos central.
Conținut pentru ochelari
Cavitatea oculară conține medii care conduc lumină și care reflectă lumina: lentila, corpul vitros și umoarea apoasă, care umple camerele sale - anterioară, posterioară și vitroasă. (12, p.66).
elev - este o gaură în centrul irisului, care permite ca razele de lumină să pătrundă în ochi pentru a fi percepute de către retină. Prin schimbarea dimensiunii pupilei prin reducerea fibrelor musculare speciale din iris, ochiul controlează gradul de iluminare a retinei. Acesta este un mecanism important de adaptare, pentru că dispersarea iluminării în termeni fizici între o noapte de toamnă noroasă într-o pădure și o după-amiază luminată însorită într-un câmp cu zăpadă se măsoară de milioane de ori.
lentilă este situat direct în spatele irisului și datorită transparenței sale cu ochiul liber nu mai este vizibilă. Funcția principală a obiectivului este focalizarea dinamică a imaginii pe retină. Obiectivul este cel de-al doilea obiectiv (după cornee) de putere optică a ochiului, care își schimbă capacitatea de refracție în funcție de gradul de distanță al obiectului în cauză de la ochi. (12, p. 76). În apropierea unui obiect, lentila își întărește forța, la o distanță îndepărtată.
Vitrajul umorului - Substanță transparentă gelatinoasă, asemănătoare gelului, care umple un spațiu amplu între ochi și retină. Este nevoie de aproximativ 2/3 din volumul globului ocular și îi conferă formă, turgor (elasticitate) și incompresibilitate. 99% din corpul vitros este alcătuit din apă, asociată în special cu molecule speciale, care sunt lanțuri lungi de unități repetate - molecule de zahăr. (4, p.71.)
Corpul vitros are multe funcții utile, dintre care cel mai important este menținerea retinei în poziția sa normală.
Capitolul 1.3. Sistemul optic al ochiului
Din punctul de vedere al opticii fizice, ochiul uman ar trebui atribuit așa-numitelor sisteme optice centrate. Acestea se caracterizează prin prezența a două sau mai multe obiective care au o axă optică principală comună.
Sistemul optic al ochiului include lentile vii (corneea și lentilele cu o diafragmă între ele), umoarea apoasă și corpul vitros. Strict vorbind, ar trebui să includă și fluidul lacrimal, care asigură transparența corneei. (4, p. 76). Principalele suprafete refractive ale acestui sistem sunt: suprafata anterioara a corneei si ambele suprafete ale lentilei. Rolul restului mass-mediei este în principal de a conduce lumina.
Capitolul 2. Tipuri de ametropie oculară
Următoarele tipuri de refracție clinică pot fi atribuite ametropiei: miopie, hiperopie, astigmatism.
Capitolul 2.1. Micopie (miopie)
Fiecare a treia persoană de pe Terra suferă de miopie sau miopie. Persoanele cu mișcări dificile consideră că este dificil să se vadă numărul rutelor de transport public, să se citească semnele rutiere și să se distingă alte obiecte de la distanță. Dar cei care sunt miopie pot vedea bine în timpul ocupațiilor legate de viziune din apropiere, cum ar fi scrierea și citirea.
În marea majoritate a cazurilor, miopia este asociată cu o ușoară prelungire a globului ocular pe axa anteroposterioară. Acest lucru conduce la faptul că razele paralele de lumină care intră în ochi sunt colectate la un punct (focalizat) în fața retinei și nu direct pe suprafața acesteia.
Capitolul 2.2. Hyperopia (hiperopie)
Luminozitatea sau hipermetropia este caracterizată de o putere optică insuficientă a ochiului. Raze de lumină, acești ghiduri de informații vizuale din lumea din jurul nostru, rareori converg atunci când se apropie de suprafața ochiului. De regulă, ele se deosebesc de sursa lor în direcții diferite și, în cel mai bun caz, merg ca un fascicul de raze paralele. Și pentru a obține o imagine clară a obiectului pe retină, care stă la baza viziunii normale, optica ochiului - corneea și lentila - necesită o refracție puternică a razei de lumină, astfel încât toate să devină convergente. Mai mult, ei converg atât de mult încât, după 23 de milimetri de călătorie în interiorul ochiului, s-au converg într-un punct pe retină. Hiperopia apare adesea atunci când lungimea ochiului este mai mică de 23 de milimetri, iar razele de lumină pur și simplu nu au timp să se concentreze asupra retinei. În loc de un singur punct clar, pe fața retinei se proiectează un spot luminos neclar. Adesea există o combinație între puterea optică insuficientă a corneei și lentila cu o lungime scurtă a ochiului. Mult mai adesea distorsiunea se întâmplă din cauza doar slăbiciunii optice cu lungimea normală a globului ocular.
Persoanele cu deficiențe de vedere de obicei nu se văd prea bine, dar viziunea lor poate fi neclară chiar și atunci când privești obiecte îndepărtate.
Cazare pentru ochi - adaptarea ochiului la vederea clară prin schimbarea puterii de refracție a suportului său optic, în special a lentilei.
Capitolul 2.3. astigmatism
astigmatism și-a luat numele din stigmatizarea latină sau din epoca. Există astigmatism cornean și lentilă, dar efectul corneei asupra refracției ochiului este mai puternic, deoarece ea are mai multă putere refractară. Diferența în puterea refracției celor mai puternici și mai slabi meridiani caracterizează magnitudinea astigmatismului din dioptrii. Direcția meridianelor va caracteriza axa astigmatismului, exprimată în grade. Astigmatismul este de obicei o boală înnăscută sau primită după leziuni sau operații pe cornee, dar în unele boli, cum ar fi keratoconus, adică este dobândită.
Astigmatismul este corectat cu ajutorul unor lentile cilindrice speciale (plus lentilele reprezintă o secțiune longitudinală a cilindrului, minus cele - o impresie a suprafeței exterioare a cilindrului). Aceste lentile vă permit să modificați refracția într-un singur meridian, corectând deficiențele sistemului optic al ochiului. Corectarea astigmatismului este posibilă datorită contactului dur și a lentilelor torice moi.
prezbiție
Presbiopia (sau vechimea îndelungată) este un proces de vârstă fiziologic asociat cu compresia lentilei și pierderea elasticității, precum și slăbirea locuinței.
Capitolul 3. Optica fizică. Natura lumina
Pentru prima dată, filosofii lumii antice Pitagora, Democritus, Platon, Euclid, Aristotel au încercat să explice natura luminii. Predarea lor sa bazat pe ipoteze, presupuneri, concluzii și nu a avut o bază cu adevărat științifică. Cu toate acestea, ele au contribuit la formarea vederilor științifice și au pus bazele pentru dezvoltarea ulterioară a teoriei luminii.
La sfârșitul secolului al XVII-lea, omul de știință englez Isaac Newton a avansat așa-numita teorie corpusculară, conform căreia se credea că lumina este un flux de particule cu emisii rapide - corpusculi, care se răspândesc de la sursă în toate direcțiile. Diferitele percepții vizuale colorate ale luminii depind de forma și dimensiunea particulelor.
Un contemporan al lui Newton, omul de știință olandez Christiaan Huygens a creat teoria undelor luminoase. Conform acestei teorii, lumina este rezultatul unei oscilații mecanice a corpului luminos, iar undele luminoase transversale se propagă dintr-un mediu elastic special - eterul care umple întregul spațiu.
În 1865, fizicianul englez James Clerk Maxwell a dezvoltat teoria că lumina este undă electromagnetică de o anumită lungime, rezultată din oscilațiile încărcăturilor electrice. Proprietățile de emisie a luminii depind de lungimea acestor valuri. Dar teoria electromagnetică a luminii nu putea explica pe deplin toate fenomenele optice.
Datele de cercetare ale fenomenelor de lumină au arătat că în unele cazuri lumina manifestă proprietățile unei particule materiale, iar în altele - proprietățile unui val.
Nici una din teoriile care explică natura luminii nu a dat un răspuns exhaustiv. Aceasta însemna că o astfel de teorie era necesară pentru a explica natura luminii, care i-ar combina proprietățile corpusulare și valurilor. Noua teorie a luminii a fost numită cuantum. Acesta a apărut și a fost dezvoltat în continuare prin lucrările lui M. Planck, A. Einstein, N. Bohr, E. Fermat, L. D. Landau și alți oameni de știință și a fost formulată în final la începutul secolului XX. Max Planck și Albert Einstein. Conform teoriei cuantice, natura luminii este particula de undă. Radiația, absorbția și propagarea luminii nu se realizează în mod continuu, ci sub forma unor porțiuni certe și indivizibile de energie - quanta.
Ulterior, cuantele de lumină s-au numit fotoni. Dispunând de proprietățile unei particule, fotonul are masa, energia și impulsul de mișcare. Cu cât este mai mare frecvența de oscilație a radiației, cu atât este mai mare energia și impulsul fotonului și cu atât mai pronunțate sunt proprietățile sale corporale.
Un foton există numai în mișcare și nu are masa de odihnă. Când întâlnește o substanță, ea poate fi absorbită de o particulă de materie, iar apoi fotonul însuși dispare, iar energia și impulsul ei sunt transferate către particula care a absorbit-o. Einstein a definit lumina ca un flux de fotoni. (11, p. 22).
Capitolul 3.1. Radiații optice
Radiațiile optice se numesc radiații electromagnetice, care sunt investigate efectiv prin metode optice.
În electronică și radiotehnică, oscilațiile electromagnetice sunt caracterizate de o frecvență și mai puțin frecvent de o lungime de undă , în optică - de o lungime de undă. Relația dintre lungimea de undă și frecvența de oscilație este determinată de expresie = v/ n
unde v este viteza luminii în acest mediu optic; n este lungimea de undă a radiației în mediul optic dat.
Frecvența oscilațiilor radiațiilor rămâne constantă în orice mediu optic, în timp ce viteza luminii și lungimea de undă își schimbă valoarea. Lungimea de undă a radiației optice este măsurată în micrometri (μm), nanometri (nm) și angstromi (A), având raportul
1 m = 106 pm = 109 nm = 1010 A.
Gama de radiații optice pe scara undelor electromagnetice ocupă o suprafață mică și se află în intervalul de la 103 nm până la 750 microni
Lungimea de undă.
Radiațiile optice sunt împărțite în patru zone:
X-ray - = 103-10 nm;
ultraviolet - = 10 - 380 nm;
vizibil - = 380 - 770 nm;
infraroșu - = 770 nm -750 microni.
Limitele regionale indicate și intervalele lungimii de undă sunt arbitrare și sunt date pentru vid.
Zona vizibilă a radiației optice este percepută de ochiul uman și cauzează senzații vizuale. Radiografiile cu raze X, ultraviolete și infraroșu ale ochiului uman nu sunt percepute și sunt invizibile.
Tabelul 1
| Percepția culorilor | Lungimea de undă, nm |
| violet | 380-450 |
| albastru | 450-480 |
| albastru | 480-510 |
| verde | 510-550 |
| Galben verde | 550-575 |
| galben | 575-585 |
| portocaliu | 585-620 |
| roșu | 620-770 |
Radiațiile optice sunt monocromatice și non-monocromatice.
Monocromatic este emisia unei anumite lungimi de undă sau într-o gamă foarte limitată de lungimi de undă. Percepția de culoare a ochiului depinde de lungimea de undă a radiației monocromatice a regiunii vizibile.
În fila. 1 prezintă percepția de culoare a radiației vizibile de către ochiul uman în funcție de lungimea de undă.
Percepția dată de culoare a luminii diferitelor lungimi de undă este aproximativă și depinde de caracteristicile individuale ale ochiului.
Pentru a obține radiații monocromatice, se utilizează tipuri separate de generatoare cuantice optice și lămpi cu descărcare în gaz.
Majoritatea surselor de lumină emit radiații cu o compoziție complexă, constând dintr-o serie de radiații monocromatice. O astfel de radiație nu este numită etic monocrom sau complexă. Acțiunea combinată a radiației monocromatice în întreaga gamă vizibilă se numește radiație totală sau integrală. Radiația totală este percepută ca lumină naturală "albă". Principala sursă de radiație totală este soarele, care oferă radiații în intervalul lungimii de undă de la 200 la 800 nm.
Capitolul 3.2. Mediul optic
Un mediu optic este un mediu care este transparent pentru radiația optică sau cel puțin la o parte a domeniului său. Natura propagării radiației depinde de proprietățile mediului în care este distribuită. Principalele proprietăți optice ale mediului sunt izotropia, omogenitatea, transparența, viteza propagării radiației optice (viteza luminii). (7, p. 317).
În mediile izotrope, proprietățile optice în toate direcțiile sunt aceleași. Mediile care prezintă o diferență în proprietățile optice, în funcție de direcția de propagare a radiațiilor optice din el, se numesc anisotropice.
În medii omogene în întregul volum, constanța proprietăților optice este asigurată și lumina se propagă într-o linie dreaptă. În medii neomogene, rigiditatea este distorsionată în zone cu proprietăți optice diferite.
Transparența mediului afectează cantitatea de pierdere a energiei luminoase atunci când radiația trece printr-un mediu dat. Cu cât este mai puțin transparentă mediul, cu atât este mai mare pierderea de energie luminoasă. Sticla optică este materialul principal pentru fabricarea pieselor optice, astfel încât există cerințe sporite pentru aceasta din punctul de vedere al omogenității, izotropiei și transparenței.
Viteza propagării radiației optice în medii diferite nu este aceeași. Ea atinge cea mai mare valoare în vid și este de 300.000 km / s.
Când se trece de la un mediu optic la altul, viteza luminii se schimbă. Ea scade sau crește. Din acest motiv, la limita mediei optice, razele de lumină schimbă direcția, care deviază de la original, adică refractată.
Raportul vitezei radiației optice în vid cu viteza sa într-un mediu optic dat se numește indicele de refracție absolut sau pur și simplu indicele de refracție n
n = c / v
Indicele de refracție pentru sticla optică este una dintre principalele caracteristici, deoarece acțiunea de refracție a componentelor optice depinde de valorile sale. Valorile n pentru fiecare marcă de sticlă trebuie să fie definite strict, deoarece ele sunt luate în considerare la proiectarea și calcularea sistemelor optice. Indicele de refracție al sticlei optice este măsurat pe un dispozitiv numit refractometru.
Mai jos sunt indicii de refracție ai mediilor individuale:
Tabelul 2. Indicii de refracție ai mediilor individuale
| Sticlă optică | 1.45 – 2.00 |
| Crystal Quartz | 1.55 |
| Balsam (adeziv optic) | 1.54 |
| diamant | 2.42 |
| gheață | 1.31 |
| apă | 1.33 |
| Aerul | 1.0003 |
În practică, indicele de refracție al aerului la p = 700 mm Hg. Art. și t ° = 20 ° С este considerată egală cu unitatea. Indicii de refracție ai mediilor sunt determinați relativ la aer și se numesc relativi.
Capitolul 3.1. Dispersia luminii
Viteza propagării luminii în același mediu depinde de lungimea de undă a radiației, prin urmare, valoarea indicelui de refracție n depinde de lungimea de undă. Indicele de refracție al mediului este o funcție a lungimii de undă: n = f (). Dependența indicelui de refracție al mediului optic de lungimea de undă a radiației luminoase se numește dispersia luminii. (7, p. 388).
Dacă indicele de refracție al mediului scade cu creșterea lungimii de undă, atunci această dispersie se numește normal. Substanțele transparente, inclusiv sticla optică, au o dispersie normală.
În domeniul optic vizibil al radiației pentru. În lumina violetă, mediul are cel mai mare indice de refracție, iar în lumina roșie are cel mai mic indice de refracție.
În regiunea benzilor de absorbție ale unei substanțe și în apropierea acesteia, apare o încălcare a dispersiei normale: indicele de refracție scade cu o lungime de undă descendentă. În acest caz, dispersia se numește anomalie.
Dispersia luminii este cauza descompunerii luminii naturale albe în componente monocromatice - spectrul - pe măsură ce trece printr-o prismă de dispersie a refracției (figura 3).
Lumina naturală, formată din radiații monocromatice cu lungimi de undă 1, 2, ..., 7 după trecerea prin prisma 1, este descompusă în componentele sale, care sunt observate pe ecran sub formă de bare de culoare.
Spectrul de lumină albă în ordinea descrescătoare a lungimilor de undă este format din șapte culori, care se convertesc perfect în ele: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, albastru și violet.
Capitolul 3.4. gama de
Un spectru este o colecție de radiații monocromatice care face parte dintr-o radiație complexă. Scara undelor electromagnetice este spectrul lor, unde radiația este distribuită secvențial, în funcție de lungimea de undă. (7, p. 406).
Tabelul 3. Linii spectrale principale
scala electromagnetică
| Denumirea liniei Fraunhofer | culoare | lungime de undă | Element chimic |
| A ' | roșu închis | 766,5 | K - potasiu |
| C | roșu | 656,6 | H este hidrogen |
| roșu | 643,8 | Cd - cadmiu | |
| D | galben | 589,3 | Na - sodiu |
| d | galben | 587,6 | El - heliu |
| e | verde | 546,1 | Hg - mercur |
| F | albastru | 486,1 | H este hidrogen |
| F ' | albastru | 480,0 | Cd - cadmiu |
| h | violet | 404,7 | Hg - mercur |
| H | violet închis | 396,8 | Ca - Calciu |
Spectrul soarelui aparține spectrelor de absorbție, deoarece o parte a radiației este absorbită de mediile fotosferei solare și de atmosfera pământului. Liniile de absorbție din spectrul soarelui sunt numite linii Fraunhofer, în onoarea savantului Fraunhofer, care le-a studiat. Liniile Fraunhofer din spectrul Soarelui se află în locuri strict definite și sunt indicate prin litere mari și minuscule ale alfabetului latin. În fila. 3 prezintă liniile spectrale principale.
Capitolul 3.5. Interferențele luminoase
Interferența luminoasă este un fenomen care rezultă din interacțiunea undelor luminoase coerente, care constă în apariția unui nou val rezultant. Acest lucru creează o distribuție spațială a intensității luminii sub formă de maxime și minime de iluminare, care este numit un model de interferență alternativ: Când modelul monocromatic interferența luminii se observă, în general, sub formă de benzi de lumină și întuneric sau inele și pentru lumină albă complexe - sub formă de benzi sau inele colorate.
Undele de lumină coerente sunt cele care au aceeași frecvență și aceeași diferență de fază pe o perioadă de timp suficientă pentru observare.
Atunci când undele coerente interacționează, amplitudinile undelor luminoase rezultate depind de diferența de drum a acestor valuri (figura 4). Diferența în cursul a două valuri este diferența în căile optice ale acestor valuri de la o sursă de lumină coerentă până la punctul de interacțiune.
Amplitudinea va fi maximă dacă este egală cu un număr par de jumătăți de undă (Fig.4, a),
și anume = ± 2k / 0/2 (k = 0, 1, 2, ...),
atunci amplitudinea A a valului rezultat III este egală cu suma amplitudinilor primelor unde (1) și celei de-a doua (II) de interferență A1 + A2, care corespunde intensității maxime a luminii.
Dacă este un număr impar de jumătăți de undă,
și anume = ± (2k + 1) 0 / 2 (k = 0, 1, 2, ...)
atunci amplitudinea valului rezultat va fi minimă A = A1-A2 (figura 4).
Există două tipuri de interferențe: 1) banda de pantă egală; 2) dungi de grosime egală.
Benzile cu înclinație egală apar atunci când radiația trece printr-o placă paralelă plană cu o valoare variabilă a unghiului de incidență și o grosime constantă a plăcii d. Diferența de drum a razelor interferente va depinde în acest caz de unghiul de incidență. Benzile cu înclinație egală sunt localizate la infinit și, prin urmare, pot fi observate prin telescop sau pe ecran în planul focal al lentilei. În fig. 5, două grinzi coerente paralele de fasciculul primar format prin reflexie de la prima și a doua suprafețe ale plăcii, au o diferență cale care depinde de unghiul de incidență .. Aceste raze merge lentilă OB pe ecran la punctul focal F, în cazul în care intervin. Întrucât dintr-o sursă de lumină extinsă razele care cad pe o placă în același unghi formează un con, modelul de interferență sub formă de inele va fi vizibil pe ecran.
Dacă modelul de interferență este observat în lumină monocromatică, pe ecran sunt vizibile luminile alternante și inelele întunecate; dacă este în lumină albă, sistemul de inele colorate este vizibil.
Benzi de grosime egală sunt create atunci când radiația optică trece printr-o placă plană paralelă cu același unghi de incidență al razelor luminoase și o grosime variabilă d a acestei plăci. Diferența de traiectorie în acest caz va depinde de grosimea plăcii. Un model de interferență apare pe suprafața plăcii sub forma benzilor alternante aranjate paralel cu marginea panoului. Benzi de grosime egală sunt localizate pe suprafața plăcii și pot fi văzute cu ochiul liber, printr-o lupă, microscop sau pe ecran folosind un dispozitiv de proiecție.
Interferența luminii sub formă de benzi de grosime egală este observată în filme și plăci subțiri din sticlă. Razele luminoase, reflectate de pe suprafețele superioare și inferioare ale filmului, interferează. În cazul în care diferența de traiectorie a razelor interferente este egală cu un număr par de jumătăți de valuri, se produc maxime și unde diferența de traiectorie este egală cu un număr impar de jumătăți de undă - minimele.
Atunci când este iluminat cu lumină albă, modelul de interferență este o bandă multi-colorată. Aceasta explică culoarea curcubeului petelor de ulei și ulei pe apă, culoarea tentei în timpul temperării metalelor etc.
Fenomenul de interferență în filmele subțiri se numește culorile filmelor subțiri.
Capitolul 3.6. Difracție de lumină
Odată cu trecerea luminii prin găuri și obstacole de mărime mică, fante înguste, precum și dincolo de marginile oricăror corpuri, există o încălcare a caracterului direct al propagării sale. (7, p. 329).
Fenomenul deviației de lumină de la liniaritatea propagării sale, care se manifestă prin rotunjirea marginilor obstacolelor, se numește difracția luminii. Când se întâmplă acest lucru, distorsiunea frontului undei luminoase. Razele luminoase care schimba direcția dreaptă se numesc diffractate.
Rațiunea teoretică inițială pentru difracția luminii a fost principiul lui Huygens. Conform acestui principiu, fiecare punct din spațiu pe care valul de propagare a atins-o în momentul de față devine o sursă de valuri sferice elementare. Plicul undelor elementare formează o suprafață de val în următorul moment al timpului. Aceasta duce la inevitabilitatea deviației undelor luminoase de la propagarea liniară atunci când întâlnește un obstacol.
Huygens considera difracția numai din punctul de vedere al opticii geometrice. Fresnel a completat principiul Huygens cu conceptele de coerență a voinței elementare și interferența lor. Principiul Huygens cu adăugiri Fresnel se numește principiul Huygens-Fresnel. Teoria elementară a difracției luminii se bazează pe acest principiu.
Principiul Huygens-Fresnel dezvăluie legile propagării wavefront și distribuția intensității în modelul de difracție. Maximele de intensitate (lumină) se observă în acele locuri unde undele elementare interacționale se amplifică, minimele intensității (întunericul sau atenuarea luminii) - unde undele elementare interacționale se anulează reciproc.
Ca urmare a interferenței razelor diafragmei, apare un model caracteristic de difracție: o imagine de difracție a unui punct, atunci când este observată în lumină albă, este înconjurată de dungi sau inele colorate. În funcție de forma Wavefront distinge difracție observate în razele convergente ale fasciculelor de lumină cu un front de undă sferică, - o difracție Fresnel și difracție observate în razele paralele de fascicule de lumină cu un wavefront plan, - difracție Fraunhofer.
La trecerea luminii monocromatice dintr-o sursă punct printr-o mică gaură rotundă (Fig. 6), datorită interferenței razelor difractate pe ecran amplasat în spatele deschiderii, modelul de difracție observate în formă de alternativ lumină și inele concentrice întunecate. În centrul modelului de difracție, în funcție de dimensiunea ecranului, poate exista un punct întunecat sau lumină. Dacă gaura din ecran are forma unei fante (figura 7), atunci în planul de observare vor fi obținute benzi alternante și lumini întunecate. Luminozitatea benzilor scade de la mijloc la margini. Când ecranul este iluminat cu lumină albă, modelul de difracție este irizat.
Difracția limitează rezoluția sistemelor optice. In sistemele optice actuale datorită imaginii de difracție a fasciculului de un punct în lumină monocromatică este un cerc cu un nucleu luminos central înconjurat de un inel luminos, și în lumină albă - un cerc cu un miez luminos înconjurat de un curcubeu colorat inele. Deoarece obiectul este o colecție de puncte, imaginea sa va consta și în imagini de difracție corespunzătoare ale punctelor. Dacă două puncte sunt apropiate unele de altele, imaginile lor de difracție se pot suprapune și se pot îmbina.
Abilitatea sistemului optic de a afișa separat două puncte distanțate de un obiect se numește rezoluție. Cea mai mică distanță liniară sau unghiulară dintre două puncte, la care se observă separat, se numește limita de rezoluție liniară rN sau limita de rezoluție unghiulară .
Utilizarea fenomenului de difracție se bazează pe acțiunea instrumentelor spectrale, a unei grile de difracție etc.
Grila de difracție este o componentă optică, care este principalul element dispersant al instrumentelor spectrale. Grilele de difracție sunt împărțite în mod transparent și reflectorizant. Grilele de difracție transparente funcționează în lumină transmisă, reflectorizantă - în reflectat.
Capitolul 3.7. Polarizarea luminii
Radiațiile optice sunt unde electromagnetice de o anumită lungime, care sunt transversale.
Vectorii câmpurilor electrice și magnetice E și H, perpendiculare unul pe celălalt, sunt perpendiculare pe direcția propagării undelor. (7, p. 367).
Radiația monocromatică naturală orientată este formată dintr-o multitudine de unde electromagnetice, în care vectorii E și H oscilează în cele mai diverse direcții într-un plan perpendicular pe propagarea luminii (figura 8).
Procesul de obținere în emisia de lumină direcțională a undelor luminoase care au oscilații într-un plan strict definit se numește polarizarea luminii.
Lumina poate fi complet polarizată și parțial polarizată. Parțial polarizat se numește lumină, în care predominant o direcție de oscilație, în timp ce altele sunt parțiale.
Planul perpendicular pe planul vectorului E se numește planul de polarizare. Când se descrie starea polarizării, este suficient să se folosească doar vectorul E.
Polarizarea luminii apare atunci când lumina trece prin anumite substanțe, atunci când este reflectată și refracționată la interfețele mediei. Apare numai în medii optic anizotrope, cum ar fi turmalina, sparile din Islanda etc.
De exemplu, luați în considerare trecerea luminii prin intermediul a două plăci de turmalină. Fiecare dintre plăci este transparent transparent la lumină. Dacă este trecut prin plăcile instalate unul după altul, intensitatea luminii transmise va varia în funcție de poziția relativă a axelor optice ale cristalelor. Când una dintre plăcuțe se rotește, se observă cea mai mare intensitate a luminii transmise când axele optice ale cristalelor sunt paralele. Apoi, intensitatea ei scade, iar în poziția în care axele optice sunt perpendiculare, lumina nu trece. În consecință, placa turmalină naturalizează polarizarea, trecând numai radiațiile ale căror oscilații ale vectorului E apar doar într-un plan paralel cu axa cristalului și nu transmit radiații cu oscilații într-un plan perpendicular pe acesta.
Un dispozitiv conceput pentru a produce lumină polarizată se numește polarizator. Dispozitivul prin care se determină polarizarea luminii se numește un analizor.
Pentru a obține lumina polarizată, filmele speciale sunt utilizate pe scară largă cu cristale de herapatite depuse pe suprafața lor, ale căror axe sunt strict orientate. (Herapatitul este un compus de iod cu chinină.) Astfel de filme polarizante sunt numite polaroizi.
Atunci când lumina este reflectată de pe suprafața lustruită a sticlei sau a altui dielectric, precum și atunci când este refractată, este parțial polarizată pe interfețele dintre suporturi. Gradul de polarizare a luminii depinde de unghiul de incidență și de indicele de refracție al substanței n. La anumite valori ale unghiului de incidență, există o polarizare completă a luminii reflectate. Această dependență este exprimată de legea lui Brewster. tg = n, iar unghiul este numit unghiul de polarizare completă sau unghiul Brewster.
Astfel, cel mai simplu polarizator este suprafața lustruită a plăcii de sticlă. Lumina reflectată dintr-o suprafață lustruită este parțial polarizată în planul de incidență (figura 9).
Când este refractat, polarizarea luminii este de numai 15-17%. Pentru a obține polarizarea completă a luminii, plăcile plană paralele sunt conectate într-un teanc de 8-10 bucăți. Lumina refracționată la interfața suportului optic este polarizată liniar în planul de incidență al razelor și este orientată perpendicular pe planul oscilației razelor reflectate (figura 10).
Principiul de funcționare al diferitelor dispozitive optice, numit polarizare, se bazează pe fenomenul de polarizare.
Dispozitivele de polarizare utilizate pentru cercetare cristalului și structura magnetică a solidelor, structura cristalină, tensiunile elastice în structuri cu un diagnostic de plasmă, în tehnica de reglare fină a intensității fasciculului, pentru a crea filtre și modulatori radiațiilor ca și componente ale comunicării optice, determinarea concentrației soluțiilor și alte scopuri.
Capitolul 4. Informații din optica geometrică
Optica geometrică este o secțiune a opțiunii în care legile propagării luminii în medii transparente sunt considerate din punct de vedere al geometriei. (11, p. 9)
Spațiul situat în raport cu sistemul optic din partea stângă formează spațiul obiectelor și este situat în partea dreaptă - spațiul imaginilor. Fiecare punct, fiecare segment, o rază în spațiul obiectelor corespunde unui punct, segment, rază în spațiul imaginilor. Astfel de puncte, segmente, raze se numesc conjugate. Punctele, segmentele, razele și unghiurile conjugate în spațiul obiectelor și imaginilor sunt marcate cu aceleași litere și numere, dar în spațiul imaginilor sunt completate de semnul "accident vascular cerebral".
Optica geometrică se bazează pe concepte - un punct luminos, un fascicul de lumină, un fascicul de lumină.
Un punct luminos sau o sursă de lumină punctuală este o sursă convențională de radiație a luminii, care nu are dimensiuni sau volum.
Un fascicul de lumină este o linie dreaptă convențională trasă dintr-o sursă de lumină în orice direcție și care nu are dimensiuni în secțiune transversală.
Un fascicul de lumină este o colecție de raze luminoase având o direcție ordonată de propagare. Grinzile de lumină sunt divergente, convergente și paralele (a se vedea figura 11). Toate fasciculele luminoase având un punct comun de intersecție a razelor de lumină se numesc grinzi homocentrice. Punctul de intersecție a razelor de lumină a unui fascicul paralel este la infinit.
În consecință, punctul luminos, fasciculul luminos și fasciculul de lumină sunt concepte care nu există în realitate, ci sunt un model matematic folosit pentru construcții și calcule.
Principiul reversibilității este adoptat în optica geometrică: calea unui fascicul de lumină care trece prin sistemul optic într-o singură direcție este repetată de un fascicul care trece în direcția opusă.
În optica geometrică, direcția de propagare a luminii de la stânga la dreapta este considerată pozitivă. Pentru a evalua dimensiunea segmentelor și a unghiurilor, au fost adoptate regulile semnelor.
Segmentele liniare situate de-a lungul axei optice sunt considerate pozitive dacă direcția lor față de punctul de origine coincide cu direcția pozitivă a luminii; razele de curbură ale părților optice, dacă centrele de curbură se află în partea dreaptă a suprafețelor care limitează mediul; segmente perpendiculare pe axa optică, dacă acestea sunt situate deasupra axei optice; unghiul, dacă este format prin rotirea fasciculului în jurul vârfului său în sensul acelor de ceasornic. Segmentele liniare, razele de curbură, segmentele perpendiculare pe axa optică, unghiurile vor fi negative dacă direcția lor este opusă poziției.
În desen, valorile negative ale segmentelor și unghiurilor sunt marcate cu un semn minus în fața valorii lor alfabetice sau numerice.
Grosimea părților optice și a golurilor de aer dintre suprafețele refractare sunt considerate întotdeauna pozitive.
Legile opticii geometrice
Optica geometrică se bazează pe patru legi fundamentale.
1 Legea propagării rectilinii a luminii.
2. Legea independenței propagării razei de lumină.
3. Legea reflectării luminii.
4. Legea refracției luminii.
Legea propagării rectilinii a luminii stabilește faptul că lumina într-un mediu optic omogen se propagă strict rectiliniu, într-o linie dreaptă care leagă două puncte. Acțiunea acestei legi explică formarea umbrelor și penumbra, eclipselor solare și lunare. Legea propagării rectilinii a luminii este încălcată în cazul eterogenității mediului optic, precum și în cazul difracției. (11, p.11)
Legea independenței propagării radiațiilor luminoase stabilește că, dacă există raze de lumină care vin din direcții diferite în mediul optic, ele nu se afectează reciproc și nu se răspândesc ca și când celelalte nu există.
Când razele de lumină cad pe orice suprafață care este interfața dintre suporturi, o parte din razele luminoase este reflectată de pe această suprafață și revine din nou la mediul original.
Selectând în mod condiționat o rază de lumină elementară, să o numim fasciculul incident, fasciculul după - fasciculul reflectat (figura 12). Coborând normalul până la punctul de cădere, obținem două unghiuri. Unghiul format de raze incidente și normala la suprafața de reflexie la punctul de incidență, numit unghiul de incidență este, unghiul format de fasciculul reflectat și normal, numit unghiul de reflexie e „unghiurile măsurate de la normal și, în conformitate cu regula Marks, unghiul de incident are o valoare negativă .. - e, iar unghiul de reflexie este pozitiv e. "
Legea model de reflecție svetaopredelyaet a pozițiilor relative ale incidentului și reflectate raze - raze incidentului, în mod normal în punctul de incidență la suprafața de reflexie și fasciculul reflectat sunt într-un singur plan și format de ele unghiuri de incidență și de reflexie sunt egale în mărime, dar opuse în semn:
Dacă schimbați incidentul și fasciculul reflectat, aceștia își vor repeta calea în direcția opusă. Aceasta înseamnă că acestea sunt reversibile. (11, p. 10)
Acțiunea oglinzilor se bazează pe legea reflexiei luminii.
Când un fascicul de lumină trece de la un mediu optic la altul, care diferă în indicele de refracție, acesta își schimbă direcția la limita acestor medii și refracționează (fig.13, a, b).
Dacă vom trage normala la mass-media, prin punctul de incidență al suprafeței fasciculului de lumină, între normal și incidentul precum și în mod normal și fasciculul refractate sunt formate colțuri, respectiv, numit unghiul de incidență e și unghiul de refracție adică „. Conform regulii de semne, unghiul de incidență și unghiul de refracție sunt negative valori.
Odată cu trecerea fasciculului de lumină dintr-un mediu cu un indice de refracție inferior la un mediu cu un indice de refracție mare, adică atunci când n2\u003e n1 (figura 13, a), fasciculul luminos este deviat la normal și | e |\u003e | e "|.
Când fasciculul de lumină trece de la un mediu cu un indice de refracție mare la un mediu cu un indice de refracție mai mic, adică când 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).
legea refracției luminii exprimă dependența poziției relative a incidentului și raza refractată: incidentul ray normală la suprafață la punctul de incidență și raza refractată sunt în același plan, produsul indicelui de refracție al primului mediu prin sinusul unghiului de incidență este egal cu produsul indicelui de refracție al doilea mediu prin sinusul unghiului de refracție:
n1sin e = n2sin e ".
Transformând expresia, obținem:
Sin e / sin e "= n2 / n1
Raportul dintre sinusul unghiului de incidență și sinus al unghiului de refracție este o valoare constantă pentru aceste două medii, iar raportul n2 / n1 este numit indicele de refracție al acestor medii.
Dacă schimbați incidentul și refractați razele, aceștia își vor repeta calea în direcția opusă, adică ele sunt reversibile.
Reflex intern total
Atunci când fasciculul de lumină trece de la un mediu optic la altul cu un indice de refracție mai mic (n2'n1), fasciculul refractat se îndepărtează de normal și cu "e" || e. Cu o creștere a valorii absolute a unghiului de incidență e, unghiul de refracție e, de asemenea, crește "(Fig. 14). La o anumită valoare a unghiului de incidență em, atunci când unghiul de refracție e "devine 90 °, fasciculul nu va mai ieși în alt mediu și se va propaga de-a lungul suprafeței interfeței. O creștere suplimentară a unghiului de incidență va determina reflectarea fasciculului luminos de pe suprafața interfeței în conformitate cu legea reflecției.Acest fenomen se numește o reflecție internă completă (11, p.12).
Unghiul maxim maxim de incidență em, care corespunde unghiului de refracție e "egal cu 90 °, și pornind de la care apare fenomenul de reflexie internă totală, se numește unghiul limită al reflexiei interne totale.
Deoarece e "= 90 °, valoarea unghiului em este determinată din expresie
Sinul em = n2 / n1
Astfel, razele luminoase trecând de la un mediu optic cu un indice de refracție mare la un mediu cu un indice de refracție mai mic, la interfața acestor medii la unghiuri de incidență deasupra em, suferă o reflexie internă totală.
Unghiul de limitare a reflexiei interne totale este: pentru sticla optica, 42 - 36 °; pentru apă 48 °; pentru diamant 24-30 °.
Fenomenul reflexiei interne totale este folosit pe scară largă în unele tipuri de componente optice, de exemplu, iluminarea liniilor de rețea, acțiunea ghidurilor luminoase și un număr de prisme reflectorizante (figura 15).
Lămpile de lumină din sursă trec prin capătul grilajului de sticlă (fig.15, a), reflectând în mod repetat de pe suprafețele sale, lovind cursa și ieșind afară. Atunci când observațiile de noapte sunt vizibile curse luminoase pe o rețea de fundal întunecat.
În ghidajul de lumină, lumina este îndreptată spre interior prin capătul transparent al fibrei de ghidare a luminii (fig.15, b) și iese prin celălalt capăt, reflectând în mod repetat din pereții ei, deoarece carcasa are un indice de refracție nl mai mare decât indicele de refracție n2.
În prismele Dove și AR-900 (figura 15, c, d), razele de lumină care se află pe fața reflectorizantă la unghiuri sunt mari, ele sunt reflectate pe fața ulterioară și, prin urmare, nu este necesară o acoperire cu oglindă pe fețe.
Reflecția internă completă explică strălucirea picăturilor de rouă, a fântânilor luminoase, strălucirea diamantelor și o serie de alte fenomene.
Tipuri de piese optice
Sunt numite componente optice, ale căror acțiuni se bazează pe utilizarea energiei luminoase. Ele sunt concepute pentru a forma grinzi luminoase, pentru a construi imagini optice. Principalele tipuri de piese optice sunt: lentile, prisme, filtre luminoase, plase, oglinzi, ghiduri luminoase etc.
Componentele optice sunt limitate la trei tipuri de suprafețe: executiv, auxiliar, gratuit.
Suprafețele executive transmit, reflectă sau schimbă direcția razelor de lumină. Acestea pot fi sferice, ne-sferice și plate.
Materialul principal pentru fabricarea pieselor optice este sticla optică, în mai mică măsură sticlă tehnică, cristale optice, sită, plastic transparent etc.
Componentele optice incluse în dispozitiv formează sistemul său optic.
Spectacle lentile
O lentilă este o parte optică realizată dintr-un material care este transparent pentru lumină și limitat de două suprafețe de refracție executive ale corpurilor de revoluție.
Suprafețele executive ale lentilelor pot avea o formă sferică și non-sferică. În majoritatea cazurilor, aceste suprafețe au o axă comună de simetrie.
Cele mai frecvente sunt lentilele cu o formă sferică a suprafeței:
Prin acțiunea lentilei sunt împărțite în pozitive și negative (figura 16). Lentilele pozitive colectează razele luminoase și se numesc colectoare (fig.16, a), iar razele negative împrăștie razele luminoase și se numesc împrăștiere (fig.16, b). Pentru lentilele pozitive, grosimea de-a lungul axei este mai mare decât grosimea de-a lungul marginii și, dimpotrivă, cu lentile negative, grosimea de-a lungul marginii este mai mare decât grosimea de-a lungul axei.
Lentilele cu suprafețe de acționare cilindrice și toroidale au două planuri de simetrie reciproc perpendiculare. Lentilele cilindrice sunt folosite, de exemplu, în fabricarea atașamentelor anamorfe, lentile torice sunt utilizate în fabricarea de ochelari care corectează astigmatismul ochilor și în alte scopuri.
Capitolul 5. Metode de corectare a ametropiei
5.1. Lentile de contact,
Lentilele de contact sunt, fără îndoială, cel mai remarcabil dispozitiv pentru corectarea vederii. Lentilele de contact au o serie de avantaje incontestabile fata de ochelari. Lentilele de contact selectate corect creează o imagine mai mare și mai bună pe retină, mărind astfel acuitatea vizuală, extindând câmpul vizual și restaurând viziunea binoculară. În plus, utilizarea lentilelor de contact reduce efectele oboselii vizuale și crește performanța vizuală. Toate acestea, desigur, au un efect pozitiv asupra stării generale a corpului, sporesc vitalitatea, extinde domeniul intereselor și capacităților unei persoane. Potrivit pacienților, lentilele de contact oferă nu numai o viziune diferită și mai bună, ci și o calitate mai bună a vieții în comparație cu ochelarii. Din păcate, cu multe avantaje, lentilele de contact nu au mai puține dezavantaje. Chiar și cele mai avansate lentile de contact rămân străine la ochi și pot provoca o gamă largă de complicații.
Prin selectarea corectă și utilizarea lentilelor de contact oferiți mult mai bine decât ochelarii, calitatea corecției vederii. Obiectivele bune vă permit să restabiliți complet acuitatea vizuală fără distorsiuni și aberații, care nu pot oferi cele mai bune lentile de ochelari. Ei scutesc de restricțiile impuse prin purtarea de ochelari, dau un sentiment de libertate, vă permit să conduceți un stil de viață activ. Ei au o serie de indicații medicale speciale, cum ar fi - miopie și hiperopie de grade înalte, când lentilele permit atingerea unor indicatori semnificativ mai mari de acuitate vizuală și de calitate decât ochelarii. Intoleranță sau nemulțumire față de rezultatele corectării vederii spectacolului. Lentilele de contact selectate incorect sau manipularea necorespunzătoare a lentilelor pot provoca răni ochiului. O procedură destul de delicată pentru înlocuirea lentilelor de contact. Poate fi copleșitoare nu numai pentru copii sau vârstnici, ci și pentru mulți adulți.
Este posibil să alocăm o nouă direcție modernă - orthokeratologie. Lentile de contact realizate individual (geometria inversă), care se îmbracă numai noaptea, le îndepărtează dimineața. Pacientul vede bine fără ochelari și lentile de contact timp de cel puțin o zi.
5.2. Spectacol viziune de corecție
Pentru a corecta hiperopia, puteți utiliza lentile convexe (pozitive), cu miopie - concavă (negativă). Lentilele deplasează focalizarea înapoi a ochiului în retină și fac imaginea obiectelor ascuțite. Ametropia diferă nu numai în funcție de tipul (miopie, hipermetropie), ci și în grade. Gradul de ametropie este determinat de puterea de refracție a lentilei care corectează viziunea. Corectarea necesită și astigmatismul ochiului. Ochelarii pot corecta doar astigmatismul corect al ochiului - acest lucru se întâmplă atunci când suprafețele refractive ale mediilor optice (corneea și lentila) nu sunt sferice, ci au o formă torică. Astigmatismul este corectat prin lentile speciale (toric). Presbiopia este corectată de lentilele pozitive.
În prezent, există lentile bifocale, trifocale. Dezavantajul acestor lentile este prezența unei zone orb la distanțe medii. Progresele moderne ale tehnologiei de fabricare a lentilelor de ochelari (folosind calcule computerizate sofisticate în fiecare punct de pe suprafața lentilelor creează o putere exactă de refracție) au făcut posibilă crearea de obiective multifocale sau progresive. Aceste lentile permit unei persoane să vadă suficient de clar la orice distanță, chiar și în absența propriului loc de cazare.
5.3. Corecție chirurgicală
Chirurgia refractivă este o modificare chirurgicală a sistemului optic refractiv al ochiului. Toate operațiile pot fi împărțite în două grupe: fără a deschide balonul (operația schimbă curbarea centrului datorită impactului pe periferia corneei, iar operația schimbă curbura centrului datorită impactului asupra zonei optice) și cu deschiderea globului ocular (în interiorul ochiului sunt implantate lentile intraoculare suplimentare). Tipuri de intervenții: keratotomia radială (aplicarea incizilor radiali pe cornee în meridianul puternic, rareori folosită în medicina modernă datorită complicațiilor), keratoplastia refractivă (operație care modifică curbura centrului datorită efectului pe periferia corneei), keraectomia fotorefracției din RPC (moment negativ - perioada de funcționare) și Lasik (operații care schimbă curbura centrului datorită impactului asupra zonei optice).
Cea mai modernă operație este Lasik (laser keratomileuciss in situ). Sub anestezie locală, este eliminată o lambă superficială a corneei. Laserul excimer (lungime de undă 193 nm) produce ablația patului cornean, după care se efectuează o repoziționare a clapei.
CONCLUZIE
Sistem optic al ochiului uman constă în diferite elemente care reflectă razele luminoase, după trecerea prin diferite medii care se abat de la calea sa și mecanismele responsabile pentru focalizarea corectă a imaginilor pe retină: atunci când aceste mecanisme încetează să funcționeze corect, apar probleme de vedere.
Pentru o percepție clară a subiectului, este necesar ca imaginea sa să fie formată pe retină, altfel persoana nu va vedea clar obiectul. Sistemul optic al ochiului constă în principal din cornee și lentilă, care prin natura lor sunt adaptate pentru contemplarea obiectelor îndepărtate. Pentru a examina un obiect care se află la mai mult de cinci metri de ochi, obiectivul trebuie să aibă o formă aplatizată - atunci razele de lumină provenind de la obiecte îndepărtate vor cădea în focarul său și o imagine clară va apărea pe retină. Când vizualizați obiectele situate mai aproape, dacă forma lentilei nu se schimbă, imaginea de pe retină va fi neclară. Acest lucru nu se întâmplă, deoarece ochiul are un mecanism de așezare a lentilei, esența căruia este: atunci când o persoană se uită la un obiect apropiat, mușchiul ciliar se contractă și lentila își schimbă forma, devine convexă - razele luminoase care provin din focalizarea obiectului asupra retinei.
Micopia este un defect de refracție vizuală (refracție), datorită căruia razele de lumină provenite de la obiecte situate îndepărtat sunt focalizate în fața retinei și, ca urmare, o persoană le vede indistinct. Acest lucru se datorează faptului că globul ocular are un diametru mai mare decât în starea normală. Micopia poate fi corectată cu ușurință prin folosirea lentilelor optice concave sau purtarea de ochelari cu astfel de lentile - ele măresc focalizarea ochiului astfel încât imaginea obiectelor îndepărtate să cadă exact pe retină. De asemenea, astăzi, pentru corectarea vederii, se poate recurge la metode chirurgicale: cu ajutorul unui laser, pentru a schimba curbura corneei și, cu aceasta, capacitatea de a refracta razele lentilei.
Luminozitatea este un defect al refracției vizuale, datorită căruia razele de lumină care provin de la obiecte situate aproape, se concentrează în spatele retinei și, ca urmare, o persoană le vede indistinct. Acest lucru se datorează faptului că globul ocular uman are un diametru mai mic decât în starea normală. Hyperopia poate fi ușor corectată utilizând lentile optice curbate sau purtați ochelari cu astfel de lentile - acestea reduc focalizarea ochiului, astfel încât imaginea obiectelor apropiate să cadă exact pe retină.
Astigmatismul este o afectare vizuală care apare datorită unei încălcări a curburii corneei și provocării aspectului
imagine distorsionată a obiectelor pe retină. O cornee sănătoasă are o formă hemisferică, iar curbura tuturor meridianelor sale este aproape aceeași: razele de lumină care traversează corneea sunt colectate într-un singur plan și vă permit să obțineți o imagine clară și o formă a obiectului. În astigmatism, atunci când curbarea corneei de-a lungul meridianelor nu este aceeași și simetria axială este ruptă, razele de lumină care penetrează corneea sunt proiectate în diferite plane pe retină - acesta este motivul pentru care o persoană vede obiecte distorsionate. Astigmatismul este corectat prin utilizarea de lentile cilindrice, care deflectă razele luminoase pe axa dorită, în timp ce altele nu le afectează.
Starea ochiului și capacitatea de a se vedea se pot deteriora din diferite motive. Afecțiunile vizuale și bolile oculare pot avea diferite grade de severitate și consecințe; unele dintre ele sunt comune, altele sunt foarte rare, dar toate au un singur lucru; datorită bolilor globului ocular, viziunea noastră se deteriorează și avem mai puține informații din lumea exterioară.
Această încălcare este pierderea paralelismului axelor ochiului, datorită cărora ochii sunt direcționați către un obiect, adică o axă a ochiului este în mod constant diferită de cealaltă. Problema constă în paralizia sau lipsa de coordonare a mușchilor externi ai ochiului care sunt responsabili de mișcările sale și permit creierului să primească imagini complementare de la ambii ochi. Efectele strabismului depind de vârsta la care a apărut la om. Atunci când apare strabismul la maturitate, apare o dublă viziune datorită faptului că se formează o imagine diferită în fiecare ochi, iar creierul nu le poate îmbina într-o singură imagine. Atunci când strabismul apare în copilărie, dubla viziune nu se dezvoltă datorită faptului că mecanismul care permite creierului să combine imaginile a două ochi nu sa format încă, se formează în primii ani de viață: dacă creierul primește două imagini complet diferite, "elimină" din imagini și interpretează semnalul provenind de la un singur ochi. Inițial, cei doi ochi au abilitatea de a percepe lumea din jur, dar, în timp, în cazul în care nu este tratată ochiul, ochiul deviant își pierde capacitatea de a percepe obiectele înconjurătoare, adică de a privi deloc.
Mobilitatea fiecărui ochi depinde de cei șase mușchi oculomotori din globul ocular. Pentru ca cele două ochi să se miște în aceeași direcție, mușchii ochiului ar trebui să aibă o coordonare excelentă. De exemplu, pentru mișcările laterale ale ochilor, este necesar ca mușchii rectului lateral interior să se strânge, cei externi să se relaxeze și apoi invers.
Pentru a rezolva problema strabismului, este necesar să "tren" mușchii ochi slabi, un astfel de tratament, numit ortotopic, permite în multe cazuri să se realizeze paralelismul celor două axe oculare.
Este o tulburare congenitală a vederii de culoare, caracterizată prin incapacitatea de a distinge anumite culori. Fotoreceptorii sensibili la culoare - conuri - sunt împărțiți în trei tipuri, fiecare dintre acestea putând distinge doar o singură culoare primară: roșu, verde sau albastru. La o persoană sănătoasă, stimularea parțială și parțială a trei tipuri de conuri permite diferențierea unui spectru larg de culori. Cu orbire colorată, o persoană lipsește complet unul dintre tipurile de conuri, motiv pentru care nu poate distinge culorile la care conurile lipsă sunt sensibile. Adesea, orbirea de culoare nu poate distinge între roșu și verde. Cartile cu puncte multi-colorate pe ele sunt utilizate pentru a identifica aceasta abatere: puncte de aceeasi culoare formeaza litere sau cifre - oamenii cu viziune normala pot distinge simbolurile pe carduri, in timp ce pentru oamenii cu culori orb devin neobservate, deoarece confunda culorile si le interpreteaza eronat.
O cataractă este o umflare a lentilei cu o pierdere ulterioară de transparență inerentă în lentila unui ochi sănătos; manifestările sale - o scădere a acuității vizuale datorată apariției și expansiunii zonei întunecate. Orice deteriorare a componentelor lentilei poate provoca formarea unei zone întunecate, care poate apărea în partea centrală (cataractă nucleară) a lentilei sau în periferic (cataracta corticală), care va afecta vederea. Uneori, cataracta este congenitală, dar în majoritatea cazurilor aceasta este o boală legată de vârstă care se dezvoltă ca urmare a transformărilor care apar cu lentilele de-a lungul anilor; Principalul motiv pentru aceasta este pierderea conținutului apos de către lentile și consolidarea țesuturilor. Singurul tratament este chirurgia.
Sistemul optic al ochiului este o structură foarte complexă care constă din mai multe elemente diferite. Acest sistem este proiectat pentru a difuza refracția și a focaliza fasciculul luminos. Scopul este de a crea o imagine de calitate. Este sistemul optic al ochiului care vă permite să primiți informații despre ceea ce este în jurul ochilor. Și o vedem în diferite culori și în tablouri tridimensionale.
Particularitatea este că acest sistem se poate adapta la strălucirea luminii, datorită adaptării naturale a globului ocular. Oferă posibilitatea de a face percepția completă a fiecărui ochi separat într-un singur. Această proprietate a ochiului se numește binocular. Și acesta este un reflex natural al sistemului optic al ochiului.
____________________________
Există și o altă caracteristică - este stereoscopică. Când primim o imagine cu fiecare ochi, atunci începe să apară dublarea obiectelor, care se datorează faptului că elementele nervoase ale unuia și celui de-al doilea ochi sunt diferite și diferite. Datorită acestui fapt, este posibil să se evalueze relieful unui obiect și distanța acestuia de la o persoană. În procesul de a vedea, doi ochi îndeplinesc diferite roluri.
Elementul sistemului vizual, care îndeplinește mai mult funcția în formarea imaginii, este ochiul principal, iar al doilea este obținut de sclav. Această proprietate a sistemului optic al ochiului poate fi ușor verificată. Uită-te la obiect sau imagine prin fantă sau un fel de gaură, mai întâi cu un ochi, apoi cu cel de-al doilea. Pentru ochiul principal, nu vor apărea modificări, iar imaginea va rămâne neschimbată, iar pentru urmaș va fi o ușoară schimbare.
Sistemul optic al ochiului necesită o atenție deosebită, în cazul în care apar probleme de vedere, este mai bine să consultați imediat un medic și prevenirea bolilor vă va permite să vă mențineți viziunea și sănătatea pentru o perioadă lungă de timp.
Sistemul optic al ochiului include:
Carcasa este o culoare transparentă, care face parte din aparatul de refracție a luminii și este corneea ochiului. Are un număr mare de fibre nervoase care asigură sensibilitatea acestuia.
Corneea constă din:
Conform funcțiilor corneei, este lentila ochiului, care în direcția corectă produce focalizarea și direcția în diferite direcții ale razei luminii.
Lentila ochiului nu are terminații nervoase, țesut limfoid și vase de sânge. Este similar cu natura lenticulară a lentilei, care are o rază diferită, suprafața posterioară și cea frontală, curbura. Linia care leagă aceste două suprafețe se numește axa obiectivului. Pe partea superioară a obiectivului este acoperită cu o capsulă transparentă. Din cauza structurii stratificate, seamănă cu o ceapă.
Lentila joaca o functie foarte importanta in sistemul optic al ochiului, deoarece ajuta la trecerea fluxului luminos in retina. De asemenea, implicat în refracția fluxului de lumină.
Una dintre funcțiile efectuate este că face ca mecanismul de acomodare să funcționeze. Acesta joacă rolul unei partiții care împarte ochiul în două secțiuni. În același timp, protejarea părților mai delicate ale globului ocular de penetrarea microorganismelor în corpul vitros.
Un strat subțire de țesut de natură nervoasă se numește retină. Structura sa ajută la procesarea informațiilor și traducerea în semnale care sunt disponibile pentru creier. Retina este compusă din zece straturi diferite, dar numai două influențează funcționarea aparatului vizual. Acesta este un strat de celule nervoase și epitelial.
Funcția retinei convertește energia fluxului luminos într-un impuls electromagnetic. Furnizarea viziunii centrale și periferice.
Două grupuri de mușchi de ochi sunt împărțiți:
Mușchii globului ocular sunt împărțiți în oblici și drepți. Miscari dreapta-stanga si sus-jos sunt efectuate de muschii rectus, mușchii oblici se rotesc în jurul axei optice a ochiului. Norma este considerată a fi o tensiune uniformă atât în mușchii oblici, cât și în rectus, iar axele optice ale ochilor sunt paralele.
Se întâmplă adesea ca muschii ochi să dureze periodic. Motivul principal poate fi suprasolicitarea. Adesea, dacă o persoană poartă lentile de contact, poate zgâria suprafața ochiului. De asemenea, mușchii ochilor pot răni dacă apare o supraîncărcare a mușchilor faciali. Diferitele boli infecțioase pot provoca dureri. O modalitate bună de a întări mușchii ochiului este formarea. Ar trebui să includă exerciții atât pentru mușchii inferiori cât și pentru cei din partea superioară a ochiului.
De asemenea, este necesar să se acorde atenție muscularului circular al ochiului. Acesta clipește, are funcția de pompă lacrimogenă și protejează, de asemenea, globul ocular.
Acesta este împărțit în trei părți:
Sistemul optic al globului ocular constă din mai multe formațiuni implicate în refracția undelor luminoase. Acest lucru este necesar pentru ca razele provenite de la obiect să fie focalizate clar pe plan. Ca rezultat, este posibil să obțineți o imagine clară și clară.
Structura sistemului optic al ochiului include următoarele elemente:
În acest caz, toate componentele structurale ale ochiului au propriile caracteristici:
Funcțiile principale furnizate de sistemul optic al ochiului sunt prezentate mai jos:
Ca urmare, o persoană poate percepe obiecte în volum, clar și color, adică semnale despre o imagine realistă sunt recepționate de structurile creierului. În același timp, ochiul este capabil să perceapă lumină întunecată și luminoasă, precum și indicatori de culoare, adică are o funcție de senzație de lumină și respectiv de senzație de culoare.
Următoarele caracteristici sunt inerente sistemului optic uman:
1. Binocularitatea - capacitatea de a percepe o imagine tridimensională cu ambii ochi, în timp ce obiectele nu se împart. Apare la nivelul reflexului, un ochi acționează ca lider, al doilea - sclavul.
2. Stereoscopia permite unei persoane să determine distanța aproximativă față de obiect și să evalueze relieful și contururile.
3. Acuitatea vizuală este determinată de capacitatea de a distinge două puncte care se află la o anumită distanță una de cealaltă.
Toate aceste condiții pot fi însoțite de următoarele simptome:
În evaluarea performanței sistemului optic în ansamblul său, este necesar să se determine în mod clar care ochiul este maestru și care - condus.
Acest lucru este ușor de determinat printr-un test simplu. În același timp, este necesar să priviți prin gaura din ecranul întunecat alternativ cu ochiul stâng și drept. În acest caz, dacă ochiul conduce, imaginea nu se mișcă. Dacă ochiul este condus, atunci imaginea este deplasată.
Pentru a diagnostica bolile, trebuie să efectuați o serie de tehnici:
lentilă împarte suprafața interioară a ochiului în două camere : o cameră anterioară umplute cu umiditate apoasă și o cameră posterioară umplută cu un corp vitros. Obiectivul este o lentilă elastică biconvex care este atașată la mușchii corpului ciliar. Corpul ciliar asigură o schimbare a formei lentilei.
Reducerea sau relaxare a corpului ciliar fibrelor duce la o relaxare sau de tensiune ligamente Zinn, care sunt responsabile pentru schimbarea de curbură a lentilei.
ochi vertebratelor este adesea comparat cu un aparat de fotografiat, deoarece un sistem de lentile (corneei și cristalinului) și oferă o imagine inversată redusă a obiectului pe suprafața retinei. (Herman Helmholtz).
Cantitatea de lumină care trece prin obiectiv este reglabilă apertură variabilă (elev), iar obiectivul poate focaliza obiecte mai îndepărtate și mai îndepărtate.
Sistem optic - dioptrie apparat- este un sistem de lentile complex, centrat inexact, care aruncă o imagine inversată foarte redusă a lumii pe retina (creierul „transformă imaginea inversă, și este perceput ca fiind direct) Sistemul optic al ochiului alcătuiesc - corneea, umoarea apoasă, lentila și corpul vitros.
Când razele trec prin ochi, ele sunt refractate pe patru interfețe:
4. Între obiectiv și corpul vitros.
Mediile de refracție au indicatori de refracție diferiți.
(Complexitatea sistemului optic al ochiului face dificil de estimat cu exactitate calea razelor în interiorul și evaluarea imaginii pe retina, prin urmare, utilizați un model simplificat -. „Ochi redus“, în care toate mediile refractie sunt combinate într-o singură suprafață sferică, și au același indice de refracție.
Cele mai multe dintre refracția are loc la trecerea de aer la nivelul corneei - această suprafață acționează ca o lentilă puternic de 42 D, precum și suprafețele lentilelor.
Puterea de refracție a unei lentile este măsurată prin lungimea sa focală (f) . Aceasta este distanța din spatele lentilei la care fasciculele paralele de lumină converg într-un punct.
Punctul nodal- un punct în sistemul optic al ochiului prin care razele se duc fără a fi refractate.
Puterea de refracție a refracției oricărui sistem optic este exprimată în dioptrii.
Dioptrii - egală cu puterea de refracție a unui obiectiv cu lungime focală 100 cm sau 1 metru
Puterea optică a ochiului se calculează ca lungime focală inversă:
unde f- lungimea focală a ochiului (exprimată în metri)
Într-un ochi normal, puterea totală de refracție a unui aparat dioptric este 59 D când privim obiecte îndepărtate și 70,5 D - la vizionarea subiectelor conexe.
Pentru a obține o imagine clară a obiectului la o anumită distanță, sistemul optic trebuie să fie reorientat. Pentru aceasta există două moduri simple -
a) deplasarea lentilei în raport cu retina, ca într-o cameră (într-o broască); - (William Betz - oftalmologul american - teoria este legată de mușchii transversali și longitudinali (secolul al XIX-lea)
b) sau o creștere a puterii sale refractive (la om) - (Herman Helmholtz).
Adaptarea ochiului la viziunea clară a obiectelor la distanțe diferite se numește cazare.
Cazarea are loc prin schimbarea curburii suprafetelor lentilei prin intinderea sau relaxarea corpului ciliar.
Îmbunătățirea refracției lentilelor la cazarea în punctul apropiat se realizează prin creșterea curburii suprafeței sale, adică acesta devine mai rotunjit, iar în punctul îndepărtat plat. Imaginea de pe retină este de fapt redusă și inversată.
În timpul cazării, apar modificări ale curburii lentilei, adică puterea sa de refracție.
Schimbările în curbură ale obiectivului sunt furnizate de elasticitatea și ligamentele zin care sunt atașate corpului ciliar. În corpul ciliar sunt fibrele musculare netede.
Atunci când reducerea pofta lor ligamentelor Zinn slăbit (ele sunt întotdeauna întinse și întinse compresie capsulă și aplatizează cristalinului). Lens datorită elasticității sale, are o formă convexă, dacă există o relaxare a mușchiului ciliar (corp ciliar) - ligamente Zinn sunt întinse și aplatizate lentile.
În acest fel , mușchii mușchilor sunt mușchii acomodari. Acestea sunt inervate de fibrele nervoase parasimpatice. oculomotor. Dacă picurați atropină (sistemul parasimpatic este oprit) deranjat în apropierea vederiiașa cum se întâmplă relaxarea corpului ciliar și tensiunea ligamentelor corzilor - lentilele se planează. Substanțe parasympatice - pilocarpină și ezerin provoacă contracția musculară ciliară și relaxarea ligamentelor zin.
Obiectivul are o formă convexă.
Într-un ochi cu refracție normală imagine clară a unui obiect îndepărtat pe retină se formează numai în cazul în care distanța dintre suprafața anterioară a corneei și a retinei este 24, 4 mm (în medie 25-30 cm
Cea mai bună distanță de viziune - este distanța la care ochiul normal simte cea mai mică tensiune atunci când vizualizează detaliile obiectului.
Pentru ochiul normal al unui tânăr cel mai îndepărtat punct al vederii clare este infinitul.
Punctul apropiat al vederii clare este de 10 cm de la ochi. (este imposibil să vedeți în mod clar razele paralel).
Cu varsta, deoarece forma deviere a ochiului, sau puterea de refracție a aparatului dioptrica de elasticitatea cristalinului scade.
În vârstă înaintată, punctul apropiat este deplasat (presbyopia sauprezbiție ), așala 25 de ani punctul apropiat este deja la distanță24 cm și la60 de ani merg la infinit . Lentila cu vârsta devine mai puțin elastică și slăbirea convexitate a ligamentelor sale Zinn sau nu se schimba sau modificări doar ușor. Prin urmare, punctul cel mai apropiat de vedere clară se îndepărtează de ochi. Corectarea acestei deficiențe datorată lentilelor biconvexe. Există încă două anomalii ale refracției radiațiilor (refracție) în ochi.
1. miopie sau miopie(focalizare în fața retinei în corpul vitros).
2. Hipoplazie sau hiperopie(focalizarea se deplasează dincolo de retină).
Principiul de bază al tuturor defectelor este acela refractând puterea și lungimea globului ocular nu coerente unul cu altul.
Cu miopie - globul ocular este prea lung și puterea de refracție este normală. Spezele se convertesc în fața retinei în corpul vitros, și un cerc de distanță apare pe retină. Pentru miopic, punctul îndepărtat al vederii clare nu este la infinit, ci la o distanță finită și apropiată. Ajustare - necesară reduceți puterea de refracție a ochiului utilizând lentile concave cu dioptri negativi.
Cu hipermetropie și presbiopia (senile), adică . hipermetropie, globul ocular este prea scurt și, prin urmare, razele paralele ale obiectelor îndepărtate sunt colectate în spatele retinei, și produce o imagine neclară a obiectului. Această lipsă de refracție poate fi compensată prin efortul de acomodare, adică o creștere a convexității lentilei. Corectarea cu dioptrii pozitivi, adică lentile biconvexe.
astigmatism - (se referă la anomalii ale refracției) asociate cu refractare raze neuniformă în direcții diferite (de exemplu, pe meridianul vertical și orizontal). Toți oamenii într-o mică măsură sunt astigmatici. Acest lucru se datorează imperfecțiunii structurii ochiului ca rezultat nu sfericitatea strictă a corneei (utilizați sticlă cilindrică).
