Štátna vzdelávacia inštitúcia školy č. 183 s podrobným štúdiom
angličtina ústredného správneho obvodu Petrohradu
Abstrakt vo fyzike
téma: Oko. Optický systém oka.
Práca vykonaná:
10. ročník študenta Kovalenko Konstantin Igorevich,
učiteľka: Lomakina Elena Sergeevna.
Petrohrad
| úvod | 3 |
| Kapitola 1. Štruktúra oka | 5 |
| 1.1. Pomocné prístroje | 6 |
| 1.2. očná buľva | 7 |
| 1.2.1. Vláknová membrána | 7 |
| 1.2.2. cievovka | 7 |
| 1.2.3. Oko škrupina | 8 |
| 1.2.4. Optický nerv | 8 |
| 1.2.5. Obsah očné gule | 8 |
| 1.3. Optický systém oka | 9 |
| Kapitola 2. Typy očných ametropií | 9 |
| 2.1. krátkozrakosť | 9 |
| 2.2. hyperopia | 9 |
| 2.3. astigmatizmus | 10 |
| Kapitola 3. Fyzická optika Povaha svetla | 11 |
| 3.1. Optické žiarenie | 12 |
| 3.2. Optické prostredie | 13 |
| 3.3. rozptyl | 14 |
| 3.4. rad | 15 |
| 3.5. Ľahké rušenie | 15 |
| 3.6. Svetelná difrakcia | 17 |
| 3.7. Polarizácia svetla | 18 |
| Kapitola 4. Geometrická optika | 21 |
| 26 | |
| 5.1. Oprava kontaktov | 26 |
| 5.2. Korekcia videnia pred očami | 26 |
| 5.3. Chirurgická korekcia | 27 |
| záver | 28 |
| Referencie | 29 |
| prihláška | 30 |
| glosár | 33 |
ÚVOD
Hlavná časť počiatočnej informácie o svetových ľuďoch dostáva prostredníctvom vizuálnych vnímaní, ktoré vznikajú pri vstupe svetla do očí. Svetlo odrážané od objektov nám umožňuje vidieť ich a orientovať sa vo vesmíre. Dokonca aj v dávnych časoch, keď sa stretli s takými prírodnými javmi, ako je dúha, "brilantný" lesk rosy, vzhľad stínov z objektov, mirage atď., Sa ich ľudia snažili vysvetliť, poznať vzory svetelných javov. Slovo "optika" pochádza z gréckej optiky - vedy vizuálneho vnímania.
V modernej koncepcii je optika odvetvím fyziky, v ktorej sa skúmajú procesy vyžarovania svetla, jeho šírenie v rôznych médiách a interakcia svetla s hmotou.
Optika pozostáva z troch častí: 1) fyzickej optiky; 2) geometrická optika; 3) fyziologická optika.
Fyzická optika sa zaoberá objasňovaním povahy svetla a zákonov jeho emisií, šírenia, rozptylu a absorpcie v hmotu.
Geometrická optika skúma zákony šírenia svetelných lúčov, konštrukciu obrazu v rôznych optických systémoch, metódy výpočtu a navrhovania optických zariadení.
Fyziologická optika skúma vnímanie svetla ľudským okom a optické vlastnosti oka.
Moja voľba z tejto konkrétnej témy bola ovplyvnená profesiou rodičov (lekár). Konkrétne povolanie matky - oftalmológ. Z nich som často počul o možnostiach modernej medicíny, najmä o moderných diagnostických, terapeutických a operačných schopnostiach modernej lekárskej vedy, ktoré umožňujú nielen zachovať, ale aj získať stratené vizuálne funkcie.
Prekvapivo, pacient, ktorý nemohol navigovať do prostredia, potreboval stálu starostlivosť a údržbu po operácii, ktorá mohla opustiť kliniku očí.
Cieľom mojej práce bolo detailné štúdium štruktúry oka, jeho optického systému, ako aj moderné metódy korekcie refrakčných porúch.
V mojej práci som použil populárnu vedu, vzdelávaciu a špecializovanú lekársku literatúru. Medzi nimi by som spomenul knihu Danilicheva V.F. "Moderná oftalmológia". Na tejto knihe sa zúčastnili zamestnanci oddelenia oftalmológie vo Vojenskej lekárskej akadémii (prvé oddelenie oftalmológie v Rusku, druhé na svete). Väčšina autorov kompilátorov tejto knihy viem, keďže moja matka je tiež členom oddelenia Vojenskej lekárskej akadémie. Táto kniha detailne popisuje problematiku anatómie viditeľného orgánu, ako aj otázky kontaktnej a laserovej chirurgie. Kniha obsahuje mnoho ilustrácií, ktoré pomôžu lepšie pochopiť problém. Nepochybným záujmom je kniha Rosenblum Optometry. Základom kapitol Geometrická optika, Fyzická optika sú informácie z tejto knihy. Autor podrobne opisuje korekciu prostriedkov videnia.
Kapitola 1.Štruktúra oka
Ľudské oko je komplexný systém, ktorého hlavným účelom je najpresnejšie vnímanie, prvotné spracovanie a prenos informácií obsiahnutých v elektromagnetickom žiarení viditeľného svetla. Všetky oddelené časti oka, rovnako ako bunky, ich komponenty, slúžia na čo najväčšie splnenie tohto cieľa.
očné - Jedná sa o komplexný optický systém. Svetelné lúče z okolitých objektov do oka cez rohovku. Rohovka v optickom zmysle je silná zberná šošovka, ktorá zaostrí svetelné lúče rozchádzajúce sa v rôznych smeroch. Navyše optický výkon rohovky sa zvyčajne nezmení a vždy poskytuje konštantný stupeň lomu. Blejka je nepriehľadná vonkajšia škrupina oka, resp. Nezúčastňuje sa prechodu svetla do oka.
V lícnej a zadnej časti rohovky sa lámu svetlo, ktoré prechádza nepremokavou priehľadnou tekutinou, ktorá vyplňuje prednú komoru až po dúhovku. Žiak, okrúhly otvor v dúhovke, umožňuje centrálne umiestneným lúčom pokračovať v ceste do oka. Viac periférnych lúčov sa oneskorí pigmentovou vrstvou dúhovky. Žiak teda nielen reguluje množstvo svetelného toku na sietnici, čo je dôležité pre prispôsobenie sa rôznym úrovňam osvetlenia, ale tiež eliminuje bočné, náhodné, skresľujúce lúče. Potom sa svetlo odreže objektívom. Objektív je tiež šošovkou, rovnako ako rohovka. Jeho zásadný rozdiel spočíva v tom, že u osôb mladších ako 40 rokov je šošovka schopná zmeniť optickú silu - fenomén nazývaný ubytovanie. Takto objektív vytvára presnejšie zaostrenie. Za šošovkou je sklovité telo, ktoré sa rozprestiera až k sietnici a naplní veľké množstvo očnej gule.
Rádio svetla, zamerané na optický systém oka, končí na sietnici. Sieťka slúži ako druh sférickej obrazovky, na ktorú sa premieta svet okolo. Zo školského kurzu fyziky vieme, že kolektívna šošovka poskytuje obrátený obraz o téme. Rohovka a šošovka sú dve zbiehajúce sa šošovky a obraz premietaný do sietnice je tiež obrátený. Inými slovami, obloha je premietnutá do dolnej časti sietnice, more na hornú polovicu a loď, na ktorú sa pozeráme, je zobrazená na makule. Makula, centrálna časť sietnice, je zodpovedná za vysokú zrakovú ostrosť. Ďalšie časti sietnice nám neumožňujú čítať alebo užívať prácu na počítači. Len v makule všetky podmienky pre vnímanie malých častí objektov.
V sietnici sú optické informácie vnímané svetlom citlivými nervovými bunkami, zakódovanými do sekvencie elektrických impulzov a prenášanými cez optický nerv do mozgu na konečné spracovanie a vedomé vnímanie.
Kapitola 1.1. Pomocné prístroje
Pomocné zariadenie zahŕňa: očné viečka, spojivku, slzné žľazy a slzné kanály.
Ever. Hlavná funkcia očných viečok - ochrana očnej gule. Počas pohybov blinky očných viečok je slzná tekutina rovnomerne rozložená po povrchu oka. (12, str. 16).
spojivka - Ide o tenkú priehľadnú tkaninu, ktorá pokrýva vonkajšie oko. Začína s limbusom, vonkajším okrajom rohovky, pokrýva viditeľnú časť bieleho pletiva, ako aj vnútorný povrch očných viečok. V hrúbke spojovky sú nádoby, ktoré ju kŕmia. Tieto nádoby je možné vidieť voľným okom. Keď zápal spojivky, konjunktivitídy, krvné cievy sa dilatujú a poskytujú obraz červeného podráždeného oka, ktoré väčšina mala možnosť vidieť vo vlastnom zrkadle. Hlavnou funkciou spojivky je sekrécia sliznice a kvapalná časť slznej tekutiny, ktorá zvlhčuje a maže oko. (12, str. 22).
Kapitola 1.2. očná buľva
Vláknová membrána
Vo vláknitej membráne oka sú dve časti: rohovka a skléra. Rohovka - trvá 1/5 vláknitého plášťa, sklera, resp. Zvyšok. (12, str. 37). Miesto, kde rohovka vstupuje do skléry, sa nazýva limbus a má tvar polkruhu až do šírky 1 mm.
rohovka - priehľadné konvexné okno pred okom - to je rohovka. Rohovka je silná refrakčná plocha, poskytujúca dve tretiny optickej sily oka. (12, str. 37). Pripomínajúc si tvar špendlíka vám umožňuje dobre vidieť svet okolo nás.
Keďže v rohovke nie sú žiadne cievy, je dokonale priehľadná. Neprítomnosť krvných ciev v rohovke určuje charakteristiky jej krvného zásobovania. Dôležitú úlohu pri poskytovaní živín rohovkou zohráva lymfatická vaskulárna sieť.
Rohovka má normálne lesklý a hladký povrch. To je do značnej miery dôsledkom práce slzného filmu, ktorý stále zvlhčuje povrch rohovky. Konštantné zmáčanie povrchu sa dosiahne blikajúcimi pohyby očných viečok, ktoré sa vykonávajú nevedomky. Existuje tzv. Blikajúci reflex, ktorý sa zapína, keď sa objavia mikroskopické zóny suchého povrchu rohovky s predĺženou neprítomnosťou blikajúcich pohybov.
Končatina - rozdeľovací pásik medzi rohovkou a sklerom šírky 1,0-1,5 mm. Končatina obsahuje mnoho ciev, ktoré sa podieľajú na výžive rohovky.
očné bielko - Je to silná vonkajšia kostra očnej bulvy. Jeho predný koniec je viditeľný cez priehľadnú spojovku ako "bielu časť oka". Šesť svalov je pripevnených k bielke, ktoré riadia smer pohľadu a súčasne otáčajú obe oči v oboch smeroch. (12, str. 42).
Sila skléry závisí od veku. Väčšina tenkých sklérov u detí. Viditeľne sa to prejavuje modrastým nádychom skléry detských očí, čo sa vysvetľuje translucenciou tmavého pigmentu z podložia cez tenké sklére. Vek sa stáva silnejším a silnejším. Riedenie bolestí je najčastejšie s krátkozrakosťou.
cievovka
K dispozícii sú 3 hlavné časti: dúhovka, ciliárne telo a samotný choroid. (12, str. 45)
Dúhovka je predná časť choroidu. Má formu disku s dierou v strede (žiak). Hlavnou funkciou je regulácia vstupu svetla do oka.
Ciliárne telo začína vo vzdialenosti 2 mm od limbusu a má šírku 5 až 6 mm a končí v zubovej línii. Funkcie: produkuje vnútroočnú tekutinu (ciliárne procesy a epitel) a zúčastňuje sa na ubytovanie (svalnatá časť s väzivom a šošovkou).
Samotná choroidia začína v zubovej čiare a vedie celú zadnú časť šelera. Je tvorená ciliárnymi artériami a slúži na posilnenie nervového epitelu.
Vnútorné puzdro oka
sietnice - najtenšia vnútorná škrupina oka, ktorá je citlivá na svetlo. Táto fotosenzitivita poskytuje takzvané fotoreceptory - milióny nervových buniek, ktoré prenášajú svetelný signál na elektrický. Ďalej iné nervové bunky sietnice spočiatku spracujú prijaté informácie a prenášajú ich vo forme elektrických impulzov pozdĺž ich vlákien do mozgu, kde sa uskutočňuje konečná analýza a syntéza vizuálnych informácií a ich vnímanie na úrovni vedomia. Zväzok nervových vlákien, ktorý prechádza z oka do mozgu, sa nazýva optický nerv. (12, s. 57).
Optický nerv prenáša informácie prijaté vo svetelných lúčoch a vnímané sietnicou vo forme elektrických impulzov do mozgu. Optický nerv slúži ako spojenie oka a centrálneho nervového systému.
Obsah očné gule
Očná dutina obsahuje svetelne vodivé a svetelné lúče: šošovku, sklovité telo a komorovú komoru, ktorá vyplňuje komory - predný, zadný a sklovitý. (12, str. 66).
žiak - je diera v strede dúhovky, ktorá umožňuje, aby lúče svetla prenikali do oka pre ich vnímanie sietnicou. Zmenou veľkosti žiaka redukciou špeciálnych svalových vlákien v dúhovke kontroluje oko stupeň osvetlenia sietnice. Ide o dôležitý adaptačný mechanizmus, pretože rozptýlenie fyzického osvetlenia medzi zamračenou jesennou nocou v lese a jasným slnečným popoludní v zasneženej oblasti sa meria miliónykrát.
šošovka je umiestnená priamo za dúhovkou a kvôli jej priehľadnosti voľným okom už nie je viditeľná. Hlavnou funkciou objektívu je dynamické zaostrenie obrazu na sietnici. Objektív je druhou (po rohovke) optickou výkonovou šošovkou oka, ktorá mení svoju refrakčnú schopnosť v závislosti od miery vzdialenosti predmetného predmetu od oka. (12, str. 76). V blízkosti objektu, šošovka posilňuje svoju silu a zďaleka oslabuje.
Vitreous humor - želatínová želatínová transparentná látka, ktorá vyplňuje obrovské očné štandardy medzi šošovkou a sietnicou. Trvá približne 2/3 objemu očnej gule a dáva jej tvar, turgor (elasticitu) a nestlačiteľnosť. 99 percent sklovitého tela pozostáva z vody, zvlášť spojenej so špeciálnymi molekulami, ktoré sú dlhými reťazcami opakujúcich sa jednotiek - molekúl cukru. (4, str. 71)
Telo sklovca má veľa užitočných funkcií, z ktorých najdôležitejšie je udržiavať sietnicu v normálnej polohe.
Kapitola 1.3. Optický systém oka
Z hľadiska fyzickej optiky by ľudské oko malo byť priradené tzv. Centrovaným optickým systémom. Sú charakterizované prítomnosťou dvoch alebo viacerých šošoviek, ktoré majú spoločnú hlavnú optickú os.
Optický systém oka obsahuje živé šošovky (rohovku a šošovky s membránou medzi nimi), komorovú tekutinu a sklovité telo. Presne povedané, mala by zahŕňať aj slznú tekutinu, ktorá zabezpečuje priehľadnosť rohovky. (4, s. 76). Hlavné refrakčné plochy v tomto systéme sú: predný povrch rohovky a obidva plochy šošovky. Úlohou ostatných médií je najmä zvládnuť svetlo.
Kapitola 2. Typy očné ametropie
Nasledujúce typy klinickej refrakcie možno pripísať ametropii: myopii, hyperopii, astigmatizmu.
Kapitola 2.1. Myopia (myopia)
Každá tretia osoba na Zemi trpí krátkozrakosťou alebo krátkozrakosťou. Krátkozraké ľudia ťažko vidia počet ciest verejnej dopravy, čítajú dopravné značky a odlišujú iné objekty od diaľky. Ale tí, ktorí sú krátkozraké, môžu dobre vidieť počas povolaní súvisiacich s víziou v blízkej vzdialenosti, ako je písanie a čítanie.
V prevažnej väčšine prípadov je myopia spojená s miernym predĺžením očného poľa v anteroposteriálnej osi. To vedie k tomu, že paralelné lúče svetla, ktoré padajú do oka, sú zhromaždené v jednom bode (zaostrené) pred sietnicou a nie priamo na jej povrchu.
Kapitola 2.2. Hyperopia (hyperopia)
Dľudovzdornosť alebo hypermetropia sa vyznačuje nedostatočnou optickou silou oka. Rádia svetla, tieto sprievodcovia vizuálnych informácií zo sveta okolo nás zriedka sa zbiehajú, keď sa blížia k povrchu oka. Zvyčajne sa odchyľujú od svojho zdroja v rôznych smeroch a v najlepšom prípade ide ako lúč paralelných lúčov. A aby sa získal jasný obraz objektu na sietnici, ktorá je základom normálneho videnia, optika oka - rohovka a šošovka - si vyžadujú silné lom svetla, aby sa všetci stali konvergentnými. Navyše sa zhromažďujú tak, že po 23 milimetroch svojej cesty do oka sa zhromaždili na jednom mieste na sietnici. Hyperopia sa často vyskytuje, ak je dĺžka oka menšia ako 23 milimetrov, a lúče svetla jednoducho nemajú čas sústrediť sa na sietnicu. Namiesto jediného jasného bodu sa do sietnice premieta rozmazaná svetelná škvrna. Často existuje kombinácia nedostatočného optického výkonu rohovky a šošovky s krátkou dĺžkou očí. Menej často sa ďalekosiahla pozornosť deje len kvôli slabosti optiky s normálnou dĺžkou očnej gule.
Dlhodobí ľudia zvyčajne nevidia dobre, ale ich videnie môže byť rozmazané aj pri pohľade na vzdialené objekty.
Oko ubytovanie - prispôsobenie oka jasnému zraku zmenou refrakčného výkonu jeho optických médií, predovšetkým objektívu.
Kapitola 2.3. astigmatizmus
astigmatizmus dostal svoje meno z latinského slova stigma, alebo obdobie. Existuje astigmatizmus rohovky a šošoviek, ale účinok rohovky na refrakciu oka je silnejší, pretože má viac refrakčnej sily. Rozdiel v sile refrakcie najsilnejších a najslabších poludníkov charakterizuje veľkosť astigmatizmu v dioptriách. Smer meridiánov charakterizuje os astigmatizmu vyjadrený v stupňoch. Astigmatizmus je zvyčajne stav vrodený alebo prijatý po poraneniach alebo operáciách na rohovke, ale pri niektorých ochoreniach, ako je keratokonus, to znamená, že je získaný.
Astigmatizmus sa koriguje pomocou špeciálnych cylindrických šošoviek (plus šošovky predstavujú pozdĺžny rez valca, mínus tie - dojem z vonkajšieho povrchu valca). Tieto šošovky umožňujú zmenu lomu len v jednom meridiáne, ktorý opravuje nedostatky optického systému oka. Korekcia astigmatizmu je možná s tvrdým kontaktom a mäkkými torickými šošovkami.
presbyopie
Presbyopia (alebo dlhodobá viditeľnosť) je fyziologický vekový proces spojený s kompresiou šošovky a stratou elasticity, ako aj oslabením ubytovania.
Kapitola 3. Fyzická optika. Príroda svetla
Po prvýkrát sa pokúšali vysvetliť povahu svetla filozofi starovekého sveta Pythagoras, Demokritus, Platón, Euclid, Aristoteles. Ich vyučovanie bolo založené na predpokladoch, hádach, záveroch a nemalo skutočný vedecký základ. Napriek tomu prispeli k formovaniu vedeckých názorov a položili základ pre ďalší vývoj teórie svetla.
Na konci 17. storočia anglický vedec Isaac Newton zdokonalil takzvanú korpuskulárnu teóriu, podľa ktorej sa verilo, že svetlo je prúd rýchlo emitujúcich častíc - krviniek, ktoré sa šíria zo zdroja vo všetkých smeroch. Rôzne farebné vizuálne vnímanie svetla závisí od tvaru a veľkosti častíc.
Súčasný z Newtonu, holandský vedec Christiaan Huygens vytvoril vlnovú teóriu svetla. Podľa tejto teórie je svetlo výsledkom mechanickej oscilácie svetelného tela a od nej sa šíria priečne svetelné vlny v špeciálnom elastickom médiu - étere, ktorý vyplňuje celý priestor.
V roku 1865 anglický fyzik James Clerk Maxwell vyvinul teóriu, že svetlo je elektromagnetické vlny určitej dĺžky, ktoré sú výsledkom oscilácií elektrických nábojov. Vlastnosti vyžarovania svetla závisia od dĺžky týchto vĺn. Ale elektromagnetická teória svetla nemohla úplne vysvetliť všetky optické javy.
Výskumné údaje o svetelných javoch naznačujú, že v niektorých prípadoch svetlo prejavuje vlastnosti materiálovej častice a v iných - vlastnosti vlny.
Žiadna z teórií vysvetľujúcich povahu svetla neposkytla vyčerpávajúcu odpoveď. To znamenalo, že takáto teória bola potrebná na vysvetlenie povahy svetla, ktorá by spájala jeho korpuskulárne a vlnové vlastnosti. Nová teória svetla sa nazvala kvantom. Vznikla a ďalej sa rozvíjala prostredníctvom práce M. Planca, A. Einsteina, N. Bohra, E. Fermata, L. D. Landaua a ďalších vedcov a bola nakoniec formulovaná na začiatku 20. storočia. Max Planck a Albert Einstein. Podľa kvantovej teórie je povahou svetla vlnová častica. Žiarenie, absorpcia a šírenie svetla sa neuskutočňuje nepretržite, ale vo forme určitých a neoddeliteľných častí energie - kvantov.
Následne boli kvantové svetlá nazývané fotóny. S vlastnosťami častice má fotón hmotu, energiu a hybnosť pohybu. Čím väčšia je frekvencia oscilácie žiarenia, tým väčšia je energia a hybnosť fotónu a tým výraznejšie jeho korpuskulárne vlastnosti.
Fotón existuje iba v pohybe a nemá odpočinok. Keď narazí na látku, môže byť absorbovaná časticou hmotou a potom samotný fotón zmizne a jeho energia a hybnosť sa prenáša na časticu, ktorá ju absorbovala. Einstein definoval svetlo ako prúd fotónov. (11, str. 22).
Kapitola 3.1. Optické žiarenie
Optické žiarenie sa nazýva elektromagnetické žiarenie, ktoré sa účinne skúma optickými metódami.
V elektronickom a rádiovom inžinierstve sú elektromagnetické kmity charakterizované frekvenciou a menej často vlnovou dĺžkou , v optike - vlnovou dĺžkou. Vzťah medzi vlnovou dĺžkou a kmitočtovou frekvenciou je daný výrazom = proti/ n
kde v je rýchlosť svetla v tomto optickom médiu; n je vlnová dĺžka žiarenia v danom optickom médiu.
Frekvencia oscilácií žiarenia zostáva konštantná v akomkoľvek optickom médiu, zatiaľ čo rýchlosť svetla a vlnová dĺžka menia ich hodnotu. Vlnová dĺžka optického žiarenia sa meria v mikrometroch (μm), nanometroch (nm) a angstromoch (A) s pomerom
1 m = 106 μm = 109 nm = 1010 A.
Rozsah optického žiarenia na stupnici elektromagnetických vĺn zaujíma malú plochu a je v rozmedzí od 103 nm do 750 mikrónov
Škála vlnovej dĺžky.
Optické žiarenie je rozdelené na štyri oblasti:
Rôntgenový lúč = 103-10 nm;
ultrafialové - l = 10 - 380 nm;
viditeľné - 380 = 770 nm;
infračervené - = 770 nm - 750 mikrónov.
Uvedené hranice regiónu a rozsahy vlnových dĺžok sú ľubovoľné a sú uvedené pre vákuum.
Viditeľná oblasť optického žiarenia je vnímaná ľudským okom a spôsobuje vizuálne vnemy. Röntgenové, ultrafialové a infračervené oblasti ľudského oka nie sú vnímané a sú neviditeľné.
Tabuľka 1
| Vnímanie farieb | Vlnová dĺžka, nm |
| nachový | 380-450 |
| modrý | 450-480 |
| modrý | 480-510 |
| zelená | 510-550 |
| Žltá zelená | 550-575 |
| žltý | 575-585 |
| oranžový | 585-620 |
| červená | 620-770 |
Optické žiarenie je monochromatické a ne-monochromatické.
Monochromatická je emisia jednej konkrétnej vlnovej dĺžky alebo vo veľmi úzkom rozsahu vlnových dĺžok. Jeho farebné vnímanie oko závisí od vlnovej dĺžky monochromatického žiarenia viditeľnej oblasti.
V tabuľke. 1 znázorňuje farbu vnímania viditeľného žiarenia ľudským okom v závislosti od vlnovej dĺžky.
Dané farebné vnímanie svetla rôznych vlnových dĺžok je približné a závisí od individuálnych vlastností oka.
Na získanie monochromatického žiarenia sa používajú samostatné typy optických kvantových generátorov a plynových výbojok.
Väčšina svetelných zdrojov vyžaruje ožarovanie zložitej kompozície pozostávajúcej zo série monochromatického žiarenia. Takéto žiarenie nie je nazývané monochromatické etické alebo komplexné. Kombinované pôsobenie monochromatického žiarenia v celom viditeľnom rozsahu sa nazýva celkové alebo integrované žiarenie. Celkové žiarenie je vnímané ako "biele" denné svetlo. Hlavným zdrojom celkového žiarenia je slnko, ktoré poskytuje žiarenie v rozsahu vlnovej dĺžky od 200 do 800 nm.
Kapitola 3.2. Optické prostredie
Optické médium je médium, ktoré je priehľadné optickému žiareniu alebo aspoň časti jeho rozsahu. Povaha šírenia žiarenia závisí od vlastností média, v ktorom sa šíri. Hlavné optické vlastnosti média sú izotropia, homogenita, priehľadnosť, rýchlosť šírenia optického žiarenia (rýchlosť svetla). (7, str. 317).
V izotropných médiách sú optické vlastnosti vo všetkých smeroch rovnaké. Prostredie, ktoré vykazujú rozdiel v optických vlastnostiach v závislosti od smeru šírenia optického žiarenia v ňom, sa nazývajú anizotropné.
V homogénnych médiách v celom objeme je zabezpečená stálosť optických vlastností a svetlo sa šíri v priamke. V nehomogénnych médiách je rovnosť narušená v oblastiach s rôznymi optickými vlastnosťami.
Transparentnosť média ovplyvňuje množstvo straty svetelnej energie, keď ožiarenie prechádza cez dané médium. Čím je transparentnosť prostredia nižšia, tým väčšia je strata svetelnej energie. Optické sklo je hlavným materiálom na výrobu optických súčiastok, takže z hľadiska jeho homogenity, izotropie a transparentnosti existujú zvýšené požiadavky.
Rýchlosť šírenia optického žiarenia v rôznych prostrediach nie je rovnaká. Dosiahne najvyššiu hodnotu vo vákuu a dosahuje 300 000 km / s.
Pri prechode z jedného optického média na druhého sa mení rýchlosť svetla. Znižuje sa alebo sa zvyšuje. Z tohto dôvodu na okraji optických médií mení svetelné lúče smer odchyľujúci sa od originálu, t.j. lomí.
Pomer rýchlosti optického žiarenia vo vákuu s jeho rýchlosťou v danom optickom médiu v sa nazýva absolútny index lomu alebo jednoducho index lomu n
n = c / proti
Index lomu pre optické sklo je jednou z hlavných charakteristík, pretože refrakčný účinok optických komponentov závisí od jeho hodnôt. Hodnoty n pre každú značku skla musia byť presne definované, pretože sa berú do úvahy pri navrhovaní a výpočtoch optických systémov. Index lomu optického skla sa meria na zariadení nazývanom refraktometer.
Nižšie sú indexy lomu jednotlivých médií:
Tabuľka 2. Indexy lomu jednotlivých médií
| Optické sklo | 1.45 – 2.00 |
| Crystal Quartz | 1.55 |
| Balzam (optické lepidlo) | 1.54 |
| diamant | 2.42 |
| ľad | 1.31 |
| voda | 1.33 |
| Vzduch | 1.0003 |
V praxi je index lomu vzduchu pri p = 700 mm Hg. Art. a t ° = 20 ° С sa považuje za jednotku. Indexy lomu média sú určené vzhľadom na vzduch a nazývajú sa relatívne.
Kapitola 3.1. Rozptýlenie svetla
Rýchlosť šírenia svetla v tom istom médiu závisí od vlnovej dĺžky žiarenia, preto hodnota indexu lomu n závisí od vlnovej dĺžky. Index lomu média je funkciou vlnovej dĺžky: n = f (). Závislosť indexu lomu optického média na vlnovej dĺžke svetelného žiarenia sa nazýva rozptyl svetla. (7, str. 388).
Ak index lomu média klesá s rastúcou vlnovou dĺžkou, potom sa táto disperzia nazýva normálna. Transparentné látky, vrátane optického skla, majú normálnu disperziu.
Vo viditeľnom optickom rozmedzí žiarenia pre. V fialovom svetle má médium najväčší index lomu av červenom svetle má najmenší index lomu.
V oblasti absorpčných pásov látky a ich blízkych je normálna disperzia narušená: index lomu klesá s klesajúcou vlnovou dĺžkou. V tomto prípade sa disperzia nazýva anomálny.
Disperzia svetla je príčinou rozkladu prirodzeného bieleho svetla na monochromatické zložky - spektrum - pri prechode cez refrakčný disperzný hranol (obrázok 3).
Prirodzené svetlo pozostávajúce z monochromatického žiarenia s vlnovými dĺžkami 1, 2, ..., 7 po prechode cez hranol 1 sa rozkladá na jeho komponenty, ktoré sa na obrazovke pozorujú vo forme farebných pruhov.
Spektrum bieleho svetla v zostupnom poradí podľa vlnových dĺžok pozostáva zo siedmich farieb, ktoré sa navzájom bezproblémovo zbiehajú: červená, oranžová, žltá, zelená, modrá, modrá a fialová.
Kapitola 3.4. rad
Spektrum je kolekcia monochromatického žiarenia, ktoré je súčasťou komplexného žiarenia. Rozsah elektromagnetických vĺn je ich spektrum, v ktorom sa žiarenie rozdeľuje postupne v závislosti od vlnovej dĺžky. (7, str. 406).
Tabuľka 3. Hlavné spektrálne čiary
elektromagnetickej vlnovej stupnice
| Označenie Fraunhofer Line | farba | vlnová dĺžka | Chemický prvok |
| A ' | tmavočervená | 766,5 | K - draslík |
| C | červená | 656,6 | H je vodík |
| červená | 643,8 | Cd - kadmium | |
| D | žltý | 589,3 | Na - sodík |
| d | žltý | 587,6 | On - hélium |
| e | zelená | 546,1 | Hg - ortuť |
| F | modrý | 486,1 | H je vodík |
| F ' | modrý | 480,0 | Cd - kadmium |
| hod | nachový | 404,7 | Hg - ortuť |
| H | tmavo fialová | 396,8 | Ca - vápnik |
Spektrum Slnka patrí k absorpčným spektrom, pretože časť žiarenia je absorbovaná prostredím slnečnej fotosféry a zemskej atmosféry. Absorpčné čiary v spektre Slnka sa nazývajú linky Fraunhofer, na počesť vedca Fraunhofera, ktorý ich študoval. Linky Fraunhofer v spektre Slnka sú na striktne definovaných miestach a sú označené veľkými a malými písmenami latinskej abecedy. V tabuľke. 3 znázorňuje hlavné spektrálne čiary.
Kapitola 3.5. Ľahké rušenie
Ľahké rušenie je fenomén, ktorý vzniká v dôsledku interakcie koherentných svetelných vĺn, ktorá spočíva v vzniku novej výslednej vlny. Toto vytvára priestorové rozloženie intenzity svetla vo forme striedajúcich sa maximov a minimá osvetlenia nazývaných interferenčný vzor: V monochromatickom svetle sa interferenčný vzor všeobecne pozoruje vo forme tmavých a svetlých pásov alebo kruhov a v komplexnom bielom svetle - vo forme farebných pásov alebo krúžkov.
Koherentné svetelné vlny sú tie, ktoré majú rovnakú frekvenciu a konštantný fázový rozdiel počas obdobia dostatočného na pozorovanie.
Keď interagujú koherentné vlny, amplitúdy výslednej vlny svetla závisia od rozdielu dráhy týchto vĺn (obrázok 4). Rozdiel v priebehu dvoch vĺn je rozdiel v optických dráhach týchto vĺn od súvislého svetelného zdroja až po ich interakciu.
Amplitúda bude maximálna, ak sa rovná rovnomernému počtu polovičných vĺn (obrázok 4, a),
tj = ± 2k / 0/2 (k = 0, 1, 2, ...),
potom sa amplitúda A výslednej vlny III rovná súčtu amplitúd prvých (I) a druhých (II) rušivých vĺn A1 + A2, čo zodpovedá maximálnej intenzite svetla.
Ak je nepárny počet polovičných vĺn,
tj = ± (2k + 1) 0 / 2 (k = 0, 1, 2, ...)
potom amplitúda výslednej vlny bude minimálna A = A1-A2 (obrázok 4).
Existujú dva typy interferenčných vzorov: 1) pás s rovnakým sklonom; 2) pruhy rovnakej hrúbky.
Pásy s rovnakým sklonom vznikajú, keď žiarenie prechádza rovinnou rovnobežnou doskou s premennou hodnotou uhla dopadu a konštantnou hrúbkou dosky d. Rozdiel v dráhe interferenčných lúčov v tomto prípade bude závisieť od uhla dopadu. Pásy s rovnakým sklonom sú lokalizované v nekonečnom množstve a preto je možné ich pozorovať cez ďalekohľad alebo na obrazovke v ohniskovej rovine šošovky. Na obr. 5, dve rovnobežné koherentné lúč z primárneho zväzku vytvoreného odrazom od prvého a druhého povrchu dosky, majú dráhový rozdiel, ktorý závisí od uhla dopadu .. Tieto lúče idúce šošovky OB na obrazovke v ohnisku F, kde zasahovať. Pretože z rozšíreného svetelného zdroja lúče padajúce na dosku v rovnakom uhle tvoria kužeľ, interferenčný vzor vo forme krúžkov bude viditeľný na obrazovke.
Ak je interferenčný vzor pozorovaný v monochromatickom svetle, na obrazovke sú viditeľné striedavé a tmavé krúžky; ak je v bielom svetle viditeľný systém farebných zvonení.
Pásy s rovnakou hrúbkou sa vytvárajú, keď optické žiarenie prechádza rovinou rovnobežnou doskou so rovnakým uhlom výskytu svetelných lúčov a variabilnou hrúbkou d tejto dosky. Rozdiel v trase v tomto prípade bude závisieť od hrúbky dosky. Na povrchu dosky vzniká rušivý vzor vo forme striedavých pásov usporiadaných rovnobežne s okrajom klínu. Pásy s rovnakou hrúbkou sú lokalizované na povrchu dosky a môžu byť zobrazené voľným okom, lupou, mikroskopom alebo na obrazovke pomocou projekčného zariadenia.
Zásah svetla vo forme pásov rovnakej hrúbky sa pozoruje vo filmoch a tenkých sklenených platniach. Svetelné lúče, ktoré sa odrážajú od horného a spodného povrchu fólie, zasahujú. Tam, kde sa rozdiel v dráhe rušivých lúčov rovná rovnomernému počtu polovičných vĺn, dochádza k maximám a kde rozdiel v dráhe sa rovná nepárnemu počtu polovičných vĺn - minimá.
Pri osvetlení biele svetlo je interferenčný vzor viacbarevný pás. To vysvetľuje dúhové farby olejových a olejových škvŕn na vode, farbu nádychu počas kalení kovov atď.
Fenomén rušenia tenkých vrstiev sa nazýva farby tenkých vrstiev.
Kapitola 3.6. Svetelná difrakcia
S prechodom svetla cez otvory a prekážky malého rozmeru, úzkych štrbín, ako aj okolo okrajov akýchkoľvek telies, dochádza k narušeniu rovnosti jeho šírenia. (7, str. 329).
Fenomén odchýlky svetla od rovnosti jej šírenia, ktorý sa prejavuje pri zaokrúhľovaní okrajov prekážok, sa nazýva difrakcia svetla. Ak k tomu dôjde, skreslenie prednej strany svetelnej vlny. Svetelné lúče, ktoré menia priamy smer, sa nazývajú difraktované.
Počiatočné teoretické zdôvodnenie difrakcie svetla bolo princípom Huygens. Podľa tohto princípu sa každý bod vesmíru, ktorý šírenie vlny dosiahne v súčasnosti, stáva zdrojom základných sférických vĺn. Obálka elementárnych vĺn vytvára vlnovú plochu v ďalšom čase. To vedie k nevyhnutnej odchýlke od vlnovej vlny od rovnomerného šírenia, keď narazí na prekážku.
Huygens považoval difrakciu len z hľadiska geometrickej optiky. Fresnel doplnil Huygensovu zásadu s pojmami súdržnosti elementárnej vôle a ich zásahom. Huygensov princíp s prídavkami Fresnel sa nazýva Huygens-Fresnelov princíp. Základná teória difrakcie svetla je založená na tomto princípe.
Huygensov-Fresnelov princíp odhaľuje zákony šírenia vlnoplochy a rozloženie intenzity v difrakčnom vzore. Maximálna intenzita (svetlo) sa pozoruje na tých miestach, kde sa interagujúce elementárne vlny vzájomne zosilňujú, minima intenzity (tma alebo útlm svetla) - kde sa vzájomne pôsobiace elementárne vlny navzájom rušia.
V dôsledku interferencie membránových lúčov vzniká charakteristický difrakčný obraz: difrakčný obraz bodu, ktorý je pozorovaný v bielom svetle, je obklopený farebnými pruhmi alebo krúžkami. V závislosti od tvaru vlnovej dĺžky sa rozlišuje difrakcia pozorovaná v zbiehajúcich sa svetelných lúčoch so sférickou vlnovou prednou časťou - Fresnelova difrakcia a difrakcia pozorovaná v paralelných lúčoch svetelných lúčov s prednou plochou vlnou - Fraunhoferovou difrakciou.
Pri prechode monochromatického svetla z bodového zdroja cez malý okrúhly otvor (obrázok 6) je v dôsledku interferencie difrakčných lúčov na obrazovke za otvorom pozorovaný difrakčný vzor vo forme striedajúcich sa tmavých a ľahkých koncentrických kruhov. V strede difrakčného vzoru môže byť v závislosti od veľkosti obrazovky tmavá alebo svetlá škvrna. Ak je otvor v plátne podobný štrbine (obrázok 7), v rovine pozorovania sa získajú striedajúce sa svetlé a tmavé pásy. Jas od pásov klesá od stredu k okrajom. Keď je obrazovka osvetlená bielym svetlom, difraktogram je dúhový.
Difrakcia obmedzuje rozlíšenie optických systémov. V skutočných optických systémoch je obraz bodky v monochromatickom svetle kruhom s centrálnym jasným jadrom obklopeným jasnými krúžkami a v bielom svetle je to kruh so svetlým jadrom obklopeným kruhmi v dúhových farbách. Keďže objekt je zbierkou bodov, jeho obraz bude tiež pozostávať z zodpovedajúcich difrakčných obrázkov bodov. Ak sú dva body blízko sebe, môžu sa ich difrakčné obrazy prekrývať a zlúčiť.
Schopnosť optického systému oddelene zobrazovať dve miesta v tesnej vzdialenosti objektu sa nazýva rozlíšenie. Najmenšia lineárna alebo uhlová vzdialenosť medzi dvomi bodmi, pri ktorých sa pozorujú oddelene, sa nazýva limit lineárneho rozlíšenia rN alebo hranica ôrového rozlíšenia .
Použitie fenoménu difrakcie je založené na pôsobení spektrálnych prístrojov, difrakčnej mriežky atď.
Difrakčná mriežka je optická zložka, ktorá je hlavným dispergačným prvkom spektrálnych prístrojov. Difrakčné mriežky sú rozdelené na transparentné a reflexné. Transparentné difrakčné mriežky pracujú v prenesenom svetle, reflexné - v odrazených.
Kapitola 3.7. Polarizácia svetla
Optické žiarenie je elektromagnetické vlny s určitou dĺžkou, ktoré sú priečne.
Vektory elektrických a magnetických polí E a H, ktoré sú navzájom kolmé, sú kolmé na smer šírenia vlny. (7, str. 367).
Orientačné prirodzené monochromatické žiarenie je tvorené množstvom elektromagnetických vĺn, v ktorých vektory E a H kmitajú v najrozmanitejších smeroch v rovine kolmej na šírenie svetla (obrázok 8).
Proces získavania emisií smerového svetla svetelných vĺn, ktoré majú oscilácie v striktne definovanej rovine, sa nazýva polarizácia svetla.
Svetlo môže byť úplne polarizované a čiastočne polarizované. Čiastočne polarizovaný sa nazýva svetlo, v ktorom prevažne jeden smer oscilácie, zatiaľ čo iné sú čiastočné.
Rovina kolmá na rovinu vektora E sa nazýva rovina polarizácie. Pri opise stavu polarizácie stačí použiť len vektor E.
Polarizácia svetla sa vyskytuje, keď svetlo prechádza určitými látkami, keď sa odráža a prelína na rozhraniach média. Vyskytuje sa len v opticky anizotropných médiách, ako je napríklad turmalín, islandská šupka atď.
Ako príklad zvážte priechod svetla cez dve platne turmalínu. Každá z platní je individuálne transparentná voči svetlu. Ak prechádza cez dosky inštalované jeden po druhom, intenzita prenášaného svetla sa bude meniť v závislosti od relatívnej polohy optických osí kryštálov. Keď sa jedna doska otáča, najvyššia intenzita prechádzajúceho svetla sa pozoruje, keď sú optické osi kryštálov paralelné. Potom sa jeho intenzita znižuje a v polohe, keď sú optické osi kolmé, svetlo neprechádza. V dôsledku toho turmalínová doska naturalizuje polarizáciu a prechádza iba žiarením, ktorého oscilácie vektora E sa vyskytujú iba v rovine rovnobežnej s osou kryštálu a neprenosujú žiarenie kmitmi v rovine kolmej na ňu.
Zariadenie určené na výrobu polarizovaného svetla sa nazýva polarizátor. Zariadenie, ktorým sa určuje polarizácia svetla, sa nazýva analyzátor.
Na získanie polarizovaného svetla sa široko používajú špeciálne filmy s kryštálmi herapatitu uloženými na ich povrchu, ktorých osi sú striktne orientované. (Herapatit je zlúčenina jódu s chinínom.) Takéto polarizujúce filmy sa nazývajú polaroidy.
Keď sa svetlo odráža od lešteného povrchu skla alebo iného dielektrika, ako aj pri jeho lomovaní, je čiastočne polarizované na rozhraniach medzi médiami. Stupeň polarizácie svetla závisí od uhla dopadu a indexu lomu látky n. Pri určitých hodnotách uhla dopadu dochádza k úplnej polarizácii odrazeného svetla. Táto závislosť je vyjadrená Brewsterovým zákonom. tg = n a uhol sa nazýva uhol plnej polarizácie alebo Brewsterovho uhla.
Takže najjednoduchším polarizátorom je leštený povrch sklenenej dosky. Svetlo odrazené od lešteného povrchu je čiastočne polarizované v rovine dopadu (obrázok 9).
Pri lomení je polarizácia svetla len asi 15-17%. Aby bola dosiahnutá plná polarizácia svetla, rovinné paralelné dosky sú spojené v stohu 8-10 kusov. Svetlo lámané na rozhraní optických médií je lineárne polarizované v rovine výskytu lúčov a je orientované kolmo na rovinu oscilácie odrazených lúčov (obrázok 10).
Princíp činnosti rôznych optických zariadení, tzv. Polarizácia, je založený na fenoméne polarizácie.
Polarizačný zariadenia používané na výskum kryštál a magnetické štruktúry pevnej látky, kryštalickú štruktúru, elastické pnutie v štruktúrach s diagnózou plazmy, v technike pre jemné nastavenie intenzity lúča, vytvoriť filtre a modulátory žiarenia, ako zložky optickej komunikácie, stanovenie koncentrácie roztokov a na iné účely.
Kapitola 4. Informácie z geometrickej optiky
Geometrická optika je úsek optiky, v ktorom sú z hľadiska geometrie zohľadnené zákony šírenia svetla v transparentných médiách. (11, str.9)
Priestor umiestnený vzhľadom k optickému systému na ľavej strane tvorí priestor objektov a umiestnený na pravej strane - priestor obrázkov. Každý bod, každý segment, lúč v priestore objektov zodpovedá bodu, segmentu, lúču v priestore obrázkov. Takéto body, segmenty, lúče sa nazývajú konjugáty. Konjugované body, segmenty, lúče a uhly v priestore objektov a obrazov sú označené rovnakými písmenami a číslami, ale v priestore obrázkov sú doplnené znamienkom "mŕtvice".
Geometrická optika je založená na konceptoch - svetelný bod, svetelný lúč, svetelný lúč.
Svetelný bod alebo bodový zdroj svetla je bežným zdrojom žiarenia svetla, ktoré nemá rozmery ani objem.
Svetelný lúč je bežná priamka prechádzajúca zo zdroja svetla v akomkoľvek smere a bez prierezu rozmerov.
Svetelný lúč je kolekcia svetelných lúčov, ktoré majú usporiadaný smer šírenia. Svetelné lúče sú rozdielne, konvergujúce a paralelné (pozri obrázok 11). Všetky svetelné lúče, ktoré majú jeden spoločný priesečník svetelných lúčov, sa nazývajú homokentrické lúče. Priesečník svetelných lúčov paralelného lúča je nekonečný.
V dôsledku toho sú svetelný bod, svetelný lúč a svetelný lúč koncepty, ktoré v skutočnosti neexistujú, ale sú matematickým modelom používaným pri konštrukciách a výpočtoch.
Princíp reverzibility sa uplatňuje v geometrickej optike: dráha svetelného lúča prechádzajúca optickým systémom v jednom smere sa opakuje pomocou lúča prechádzajúceho opačným smerom.
V geometrickej optike je smer šírenia svetla zľava doprava považovaný za pozitívny. Na posúdenie veľkosti segmentov a uhlov sa prijali pravidlá značiek.
Lineárne segmenty umiestnené pozdĺž optickej osi sa považujú za pozitívne, ak sa ich smer vzhľadom na pôvodný bod zhoduje s pozitívnym smerom svetla; polomer zakrivenia optických častí, ak sú stredy zakrivenia vpravo od plôch ohraničujúcich médium; segmenty kolmé na optickú os, ak sú umiestnené nad optickou osou; uhol, ak je vytvorený otáčaním lúča okolo jeho vrcholu v smere hodinových ručičiek. Lineárne segmenty, polomer zakrivenia, segmenty kolmé na optickú os, uhly budú negatívne, ak ich smer je opačný k pozitívnemu.
Na výkrese sú záporné hodnoty segmentov a uhlov označené znamienkom mínus pred ich abecednou alebo číselnou hodnotou.
Hrúbka optických častí a vzduchové medzery medzi refraktormi sú vždy považované za pozitívne.
Zákony geometrickej optiky
Geometrická optika je založená na štyroch základných zákonoch.
1 Zákon priamočiarého šírenia svetla.
2. Zákon nezávislosti šírenia svetelných lúčov.
3. Zákon o odrazu svetla.
4. Zákon lomu svetla.
Zákon priamočiarého šírenia svetla stanovuje, že svetlo v opticky homogénnom prostredí sa šíri striktne priamo, v priamke spájajúcej dva body. Činnosť tohto zákona vysvetľuje tvorbu tieňov a polumbru, slnečného a lunárneho zatmenia. Zákon priamočiareho šírenia svetla je porušený v prípade heterogénnosti optického média, ako aj v prípade difrakcie. (11, str. 11)
Zákon o nezávislosti šírenia svetelných lúčov stanovuje, že ak sú v optickom médiu lúčmi svetla prichádzajúce z rôznych smerov, neovplyvňujú sa navzájom a šíria sa, ako keby ostatné neexistovali.
Keď svetelné lúče padnú na akýkoľvek povrch, ktorý je rozhraním medzi médiami, časť svetelných lúčov sa odráža od tohto povrchu a opäť sa vráti do pôvodného média.
Podmienečne vyberáme jeden elementárny svetelný lúč, nazveme to dopadajúci lúč, lúč po - odrazenom lúči (obrázok 12). Zníženie normálu na bod poklesu má dva uhly. Uhol zovretý dopadajúcim lúčom a normálou k odrazovou plochou v mieste dopadu, sa nazýva uhol dopadu je, uhol, ktorý zviera odrazeného lúča a normálne, nazýva uhol odrazu e "namerané uhly od normálu, a, v súlade s pravidlom Marks, uhol dopadu má zápornú hodnotu .. - e a uhol odrazu je pozitívny e. "
Zákon odrazu svetaopredelyaet vzoru relatívnych polôh udalosti a odrazené lúče - lúč incidentu je normálne v mieste dopadu na odrazovej ploche a odrazeného lúča v jednej rovine a vytvorené nimi uhly dopadu a odrazu sa rovnakú veľkosť, ale s opačným znamienkom:
Ak zmeníte incident a odrazený lúč, zopakujú svoju cestu opačným smerom. To znamená, že sú reverzibilné. (11, str. 10)
Účinok zrkadiel je založený na zákaze svetla.
Keď svetelný lúč prechádza z jedného optického média na druhé, ktorý sa líši v indexe lomu, zmení svoj smer na hranici tohto média a láme (obr.13, a, b).
Ak sa tomu normálne na médium skrze bod dopadu svetelného plochy lúča, medzi normálnou a udalosti, rovnako ako normálne a v odrazeným lúčom sú vytvorené rohy, v tomto poradí sa nazýva uhol dopadu e a uhol lomu, tj. "Podľa pravidla označenie, uhol dopadu a uhol odrazu sú negatívne hodnôt.
Pri prechode svetelného lúča z média s nižším indexom lomu na médium s veľkým indexom lomu, t.j. keď n2\u003e n1 (obrázok 13, a), svetelný zväzok je odchýlený od normálneho a | e |\u003e | e "|.
Keď svetelný lúč prejde z média s veľkým indexom lomu na médium s nižším indexom lomu, t.j. keď 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).
lom svetla zákon vyjadruje závislosť relatívnej polohe incidentu a lomený lúč: Lúč incidente normálne k povrchu v mieste dopadu a lomený lúč leží v rovnakej rovine, súčin indexu lomu prvého média zo sínusu uhla dopadu sa rovná súčinu indexu lomu druhého media sínusu uhla lomu:
n1sin e = n2sin e ".
Transformáciou výrazu získame:
Sin e / sin e "= n2 / n1
Pomer sínusu uhla dopadu na sínus uhla lomu je konštantná hodnota týchto dvoch médií a pomer n2 / n1 sa nazýva relatívny index lomu týchto médií.
Ak zamieňate incident a lúče lúčov, opakujú svoju cestu opačným smerom, t. J. sú reverzibilné.
Celkový vnútorný reflex
Pri prechode svetelného lúča z jedného optického prostredia do druhej s nižším indexom lomu (n2 n 1) sa odstráni z lomený lúč a normálne | e, |\u003e | e |. S nárastom absolútnej hodnoty e zväčšuje uhol dopadu a uhol lomu e "(Obr. 14). Pri nejakej hodnote uhla dopadu em, keď sa uhol lomu stane 90 °, lúč už nebude vystupovať do iného média a šíri sa pozdĺž povrchu rozhrania. Ďalšie zvýšenie uhla dopadu spôsobí, že svetelný lúč sa odrazí od povrchu rozhrania podľa zákona o reflexii, tento fenomén sa nazýva úplná vnútorná reflexia (11, s.
Maximálny maximálny uhol dopadu em, ktorý zodpovedá uhle lomu e "rovnajúcemu sa 90 ° a od ktorého sa objavuje fenomén úplného vnútorného odrazu, sa nazýva hraničný uhol celkovej vnútornej reflexie.
Keďže e "= 90 °, hodnota uhla em sa určí z výrazu
Sin em = n2 / n1
Takže svetelné lúče prechádzajúce z optického média s veľkým indexom lomu na médium s nižším indexom lomu na rozhraní týchto médií v uhloch výskytu nad em sú podrobené celému vnútornému odrazu.
Obmedzujúci uhol celkového vnútorného odrazu je: pre optické sklo 42 - 36 °; pre vodu 48 °; pre diamant 24-30 °.
Fenomén celkovej vnútornej reflexie je široko používaný v niektorých typoch optických komponentov, napríklad osvetlenie mriežky, pôsobenie svetlovodov a množstvo reflexných hranolov (obrázok 15).
Lúče svetla zo zdroja prechádzajú cez koniec sklenenej mriežky (obr. 15, a), pričom sa opakovane odrážajú od svojich plôch, zasiahli zdvih a vyšli von. Pri nočných pozorovaniach sú viditeľné svetelné ťahy na tmavom pozadí.
Vo svetelnom vedení je svetlo nasmerované dovnútra cez priehľadný koniec vlákna vedúceho svetlo (obrázok 15, b) a vystupuje cez druhý koniec, pričom sa opakovane odráža od jeho stien, pretože škrupina má index lomu nl väčší ako index lomu ll jadra.
V hranoloch Dove a AR-900 (obrázky 15, c, d) sú svetelné lúče dopadajúce na odrazovú plochu v uhloch veľké, odrážajú sa na nasledujúcej ploche a preto nie je žiaden zrkadlový povlak na tvárach.
Úplné vnútorné odhalenie vysvetľuje brilantné kvapky rosy, svetelné fontány, lesk diamantov a množstvo ďalších javov.
Typy optických častí
Optické časti sa nazývajú, ktorých pôsobenie je založené na použití svetelnej energie. Sú navrhnuté tak, aby vytvárali svetelné lúče, vytvárali optické obrazy. Hlavné typy optických častí sú: šošovky, hranoly, svetelné filtre, siete, zrkadlá, svetelné vodidlá atď.
Optické časti sú obmedzené na tri typy povrchov: výkonné, pomocné, voľné.
Výkonné povrchy prenášajú, odrážajú alebo menia smer svetelných lúčov. Môžu byť sférické, nie sférické a ploché.
Hlavným materiálom na výrobu optických dielov je optické sklo, v menšom rozsahu technické sklo, optické kryštály, sitalls, transparentné plasty atď.
Optické súčasti zahrnuté do zariadenia tvoria svoj optický systém.
Okuliarové šošovky
Objektív je optická časť vyrobená z materiálu, ktorý je transparentný voči svetlu a ohraničený dvoma výkonnými refrakčnými povrchmi otočných telies.
Výkonné povrchy šošoviek môžu mať sférický a neferálny tvar. Vo väčšine prípadov majú tieto plochy spoločnú os symetrie.
Najbežnejšie sú šošovky so sférickým tvarom povrchu:
Činnosťou šošoviek sú rozdelené na pozitívne a negatívne (obrázok 16). Pozitívne šošovky zhromažďujú svetelné lúče a nazývajú sa zberom (obrázok 16, a) a negatívne lúče rozptýlia svetelné lúče a nazývajú sa rozptylom (obrázok 16, b). Pri pozitívnych šošovkách je hrúbka pozdĺž osi väčšia ako hrúbka pozdĺž okraja a naopak s negatívnymi šošovkami je hrúbka pozdĺž okraja väčšia ako hrúbka pozdĺž osi.
Šošovky s cylindrickými a toroidnými ovládacími povrchmi majú dve vzájomne kolmé roviny súmernosti. Cylindrické šošovky sa používajú napríklad pri výrobe anamorfných prídavných zariadení, torické šošovky sa používajú pri výrobe okuliarov, ktoré korigujú astigmatizmus očí a na iné účely.
Kapitola 5. Metódy na korekciu ametropie
5.1. Kontaktné šošovky,
Kontaktné šošovky sú nepochybne najpozoruhodnejším zariadením na korekciu videnia. Kontaktné šošovky majú množstvo nesporných výhod oproti okuliarom. Správne vybrané kontaktné šošovky vytvárajú na sietnici väčší a kvalitnejší obraz, čím zvyšujú ostrosť zraku, rozširujú zorné pole a obnovujú binokulárne videnie. Okrem toho používanie kontaktných šošoviek znižuje účinky únavy zraku a zvyšuje vizuálny výkon. To všetko má samozrejme pozitívny vplyv na celkový stav tela, zvyšuje vitalitu, rozširuje oblasť záujmov a schopností človeka. Podľa pacientov kontaktné šošovky poskytujú nielen odlišnú, lepšiu kvalitu videnia, ale aj lepšiu kvalitu života v porovnaní s okuliarmi. Bohužiaľ, s mnohými výhodami kontaktné šošovky nemajú menej nevýhod. Dokonca aj najpokročilejšie kontaktné šošovky zostávajú cudzie pre oči a môžu spôsobiť veľké množstvo komplikácií.
Pri správnom výbere a používaní kontaktných šošoviek poskytujeme oveľa lepšie ako okuliare, kvalita korekcie videnia. Dobré šošovky vám umožňujú úplne obnoviť ostrosť zraku bez deformácie a aberácie, ktoré nemôžu poskytnúť najlepšie okuliarové šošovky. Oslobodzujú sa od obmedzení vyplývajúcich z nosenia okuliarov, dávajú pocit slobody, umožňujú vám viesť aktívny životný štýl. Majú veľa špeciálnych zdravotných indikácií, ako sú - krátkozrakosť a hyperopia vysokých stupňov, keď šošovky umožňujú dosiahnuť výrazne vyššie ukazovatele zrakovej ostrosti a kvality ako okuliare. Neznášanlivosť alebo nespokojnosť s výsledkami korekcie videnia okuliarov. Nesprávne zvolené kontaktné šošovky alebo nesprávna manipulácia so šošovkami môžu spôsobiť zranenie očí. Veľmi jemný postup na výmenu kontaktných šošoviek. To môže byť ohromujúce nielen pre deti alebo starých ľudí, ale aj pre mnohých dospelých.
Je možné prideliť nový moderný smer - orthokeratológia. Individuálne vyrobené kontaktné šošovky (reverzná geometria), ktoré sa obliekajú len v noci, ich odstráňte ráno. Pacient vidí dobre bez okuliarov a kontaktných šošoviek najmenej jeden deň.
5.2. Korekcia videnia pred očami
Ak chcete opraviť hyperopiu, môžete použiť konvexné (pozitívne) šošovky s krátkozrakosťou - konkávne (negatívne). Šošovky pohybujú zadné ohnisko oka do sietnice a obraz ostrosti. Ametropia sa líši nielen v type (krátkozrakosť, hyperopia), ale aj v stupni. Stupeň ametropie je určený refrakčnou silou šošovky, ktorá koriguje videnie. Korekcia tiež vyžaduje astigmatizmus oka. Okuliare môžu opraviť len správny astigmatizmus oka - to sa stáva, keď refraktívne povrchy optických médií (rohovky a šošovky) nie sú sférické, ale majú torický tvar. Astigmatizmus sa koriguje špeciálnymi šošovkami (toric). Presbyopia je korigovaná pozitívnymi šošovkami.
V súčasnom čase existujú bifokálne, trifokálne šošovky. Nevýhodou týchto šošoviek je prítomnosť neviditeľnej zóny na stredných vzdialenostiach. Moderný pokrok v technológii vytvárania okuliarových šošoviek (pomocou sofistikovaných výpočtov počítača na každom mieste na povrchu objektívu vytvára presnú refrakčnú silu) umožňuje vytvoriť multifokálne alebo progresívne šošovky. Tieto šošovky umožňujú osobe vidieť dostatočne jasne, a to aj v prípade absencie vlastného ubytovania.
5.3. Chirurgická korekcia
Refrakčná chirurgia je chirurgická úprava refrakčného optického systému oka. Všetky operácie môžu byť rozdelené do dvoch skupín, a to bez otvorenia očnej buľvy (krok zmenou stred zakrivenie pôsobením na okraji rohovky a stredu zakrivenie sa meniace operácie tým, že postihuje optickú zónu), a s otvorom oka (dodatočné implantované vnútroočné šošovky do oka). Intervencie: radiálne keratotómie (použitie radiálne rezy na rohovke v silnej poludníka, v modernej medicíne sa používa zriedka, pretože komplikácií) Refrakčné keratoplastika (operácia meniace sa stred zakrivenie v dôsledku vplyvu na okraji rohovky), fotorefrakčnej keraektamiya KGF (negatívny bod - dlho po prevádzkové obdobie) a Lasik (operácie, ktoré menia zakrivenie stredu kvôli nárazu na optickú zónu).
Najmodernejšou operáciou je Lasik (laser in situ keratomileuciss). Pri lokálnej anestézii sa odstráni povrchová chlopňa rohovky. Excimerový laser (vlnová dĺžka 193 nm) produkuje abláciu rohovkového lôžka, po ktorom sa vykoná repozícia chlopne.
ZÁVER
Optický systém ľudského oka pozostáva z rôznych prvkov, ktoré odrážajú svetelné lúče po prechode cez rôzne prostredie, ktoré sa odchyľujú od cesty a od mechanizmov zodpovedných za správne zaostrovanie obrazov na sietnici: ak tieto mechanizmy prestanú správne fungovať, objavia sa problémy s videním.
Pre jasné vnímanie subjektu je potrebné, aby bol jeho obraz vytvorený na sietnici, inak osoba nevidí objekt jasne. Optický systém oka pozostáva predovšetkým z rohovky a šošoviek, ktoré sú svojou povahou prispôsobené na rozjímanie vzdialených objektov. S cieľom preskúmať predmet, ktorý je vzdialený od vzdialenosti viac ako päť metrov od oka, musí mať šošovka plochý tvar - potom sa lúče svetla prichádzajúce z ďalekých objektov dostanú do ohniska a na sietnici sa objaví jasný obraz. Pri prezeraní objektov umiestnených bližšie, ak sa tvar objektívu nezmení, obraz na sietnici bude rozmazaný. To sa nestane, pretože oko má mechanizmus umiestnenia šošovky, ktorého podstatou je to, že keď sa človek pozerá na blízky predmet, kontrastný sval zmrváva a šošovka zmení svoj tvar, stane sa konvexným - svetelné lúče vychádzajúce z objektového zamerania sa na sietnicu.
Myopia je defekt refrakcie zraku (lomu), vďaka ktorému sú lúčmi svetla vychádzajúcimi z objektov umiestnených ďaleko zaostrené pred sietnicou a v dôsledku toho ich človek vidí nejasne. Je to preto, lebo oko má väčší priemer ako v normálnom stave. Myopia sa dá ľahko korigovať použitím konkávnych optických šošoviek alebo nosením okuliarov s takýmito šošovkami - zväčšujú ohnisko oka, takže obraz vzdialených predmetov padá presne na sietnicu. Aj dnes sa na korekciu zraku môžu uchýliť k chirurgickým metódam: s pomocou laseru, na zmenu zakrivenia rohovky a tým aj schopnosť lámania lúčov lámat '.
Dažďová dierka je defekt viditeľného lomu, pretože lúče svetla vychádzajúce z objektov, ktoré sa nachádzajú blízko, sa zaostávajú za sietnicou a v dôsledku toho ich človek vidí nejasne. Je to preto, že ľudská očná lopta má menší priemer ako v normálnom stave. Hyperopia sa dá ľahko korigovať použitím zakrivených optických šošoviek alebo nosením okuliarov s takýmito šošovkami - znižujú zameranie oka tak, aby obraz blízkych objektov padol presne na sietnicu.
Astigmatizmus je zhoršenie zraku, ku ktorému dochádza v dôsledku porušenia zakrivenia rohovky a vyvolávania vzhľadu
skreslený obraz objektov na sietnici. Zdravá rohovka má pologuľovitý tvar a zakrivenie všetkých jej poludníkov je takmer rovnaké: svetelné lúče prechádzajúce cez rohovku sú zhromaždené v jednej rovine a umožňujú vám získať jasný obraz a tvar objektu. V astigmatizmu, keď sa zakrivenie rohovky nie je jednotná pozdĺž meridiánoch a axiálne symetria je prerušené, svetelné lúče prenikajú cez rohovku, sa predpokladá, v rôznych rovinách na sietnici - to je dôvod, že človek vidí veci skreslený. Astigmatizmus sa koriguje použitím cylindrických šošoviek, ktoré odkláňajú svetelné lúče na požadovanú os, zatiaľ čo iné ich neovplyvňujú.
Stav oka a schopnosť vidieť sa môže z rôznych dôvodov zhoršiť. Zrakové postihnutie a ochorenia očnej gule môžu mať rôzne stupne závažnosti a následkov; niektoré z nich sú bežné, iné sú veľmi zriedkavé, ale všetci majú jednu vec; kvôli ochoreniam očnej gule sa zhoršuje vízia a získava menej informácií od vonkajšieho sveta.
Toto porušenie je strata rovnobežnosti očných osí, vďaka čomu sú oči smerované k jednému objektu, to znamená, že jedna očná os sa neustále odchyľuje od druhej. Problém spočíva v paralýze alebo nedostatku koordinácie vonkajších svalov oka, ktoré sú zodpovedné za jej pohyby a umožňujú mozgu prijímať doplnkové obrazy z oboch očí. Účinky strabizmu závisia od veku, v ktorom sa objavil u ľudí. Keď sa strabizmus objaví v dospelosti, vzniká v dôsledku toho dvojité videnie, pretože v každom oku sa vytvorí iný obraz a mozog ich nemôže zlúčiť do jedného obrazu. Keď sa strabizmus objaví v detstve, dvojité videnie sa kvôli nemu nevyvíja, pretože mechanizmus umožňujúci mozgu spojiť obrazy dvoch očí sa ešte nevytvoril, vzniká počas prvých rokov života: ak mozog dostane dve úplne odlišné obrazy, "vylučuje" z obrázkov a interpretuje signál prichádzajúce len z jedného oka. Spočiatku majú dve oči schopnosť vnímať okolitý svet, ale v priebehu času, ak sa stín nie je ošetrený, deviantné oko stráca svoju schopnosť vnímať okolité predmety, čiže vôbec.
Mobilita každého oka závisí od šiestich oculomotorových svalov v očnej gule. Aby sa obe očné gule mohli pohybovať rovnakým smerom, mali by mať svaly očí vynikajúcu koordináciu. Napríklad pri laterálnych pohyboch očí je potrebné, aby vnútorné bočné rektusové svaly utiahli, vonkajšie sa uvoľnili a potom naopak.
Na vyriešenie problému strabizmu je potrebné "trénovať" slabé očné svaly, takéto liečenie, nazývané ortotopické, v mnohých prípadoch umožňuje dosiahnuť rovnobežnosť dvoch očných osí.
Ide o vrodenú poruchu farebného videnia, ktorá sa vyznačuje neschopnosťou rozlíšiť určité farby. Farebne citlivé fotoreceptory - kužele - sú rozdelené do troch typov, z ktorých každý je schopný rozlíšiť iba jednu primárnu farbu: červenú, zelenú alebo modrú. U zdravého človeka simultánna a čiastočná stimulácia troch typov kužeľov umožňuje rozlíšiť široké spektrum farieb. S farebnou slepotou človek úplne chýba jeden z druhov kužeľov, a preto nedokáže rozlíšiť farby, na ktoré sú chýbajúce kužele citlivé. Často farebná slepota nerozlišuje medzi červenou a zelenou. Identifikovať táto odchýlka používané karty s farebnými bodkami na ne: bodky rovnakej farby bude písmená alebo čísla - ľudia s normálnym zrakom môže rozlišovať medzi symbolmi na kartách, zatiaľ čo oni zostanú neodhalené po farboslepý, pretože pletú farby a je chybne interpretovať.
Katarakta je zakalenie šošovky s následnou stratou transparentnosti, ktorá je vlastná šošovke zdravého oka; jeho prejavy - zníženie ostrosti zraku v dôsledku výskytu a rozširovania zatemnenej oblasti. Akékoľvek poškodenie zložiek šošovky môže spôsobiť tvorbu tmavého priestoru, ktorý sa môže objaviť v centrálnej časti (jadrová katarakta) šošovky alebo v periférnej (kortikálnej katarakte), ktorá ovplyvní zrak. Niekedy je katarakta vrodená, ale vo väčšine prípadov ide o chorobu súvisiacu s vekom, ktorá sa vyvíja v dôsledku transformácií, ku ktorým dochádza s objektívom v priebehu rokov; Hlavným dôvodom je strata vodného obsahu šošovkou a konsolidácia tkanív. Jedinou liečbou je chirurgia.
Optický systém oka je veľmi zložitá štruktúra, ktorá pozostáva z mnohých rôznych prvkov. Tento systém je určený na rozptýlenie lomov a zaostrenie svetelného lúča. Cieľom je vytvoriť kvalitný obraz. Je to optický systém oka, ktorý vám umožňuje získať informácie o tom, čo je okolo očí. A vidíme to v rôznych farebných a trojrozmerných obrazoch.
Zvláštnosťou je, že tento systém sa prispôsobuje jasu osvetlenia vďaka prirodzenému prispôsobeniu očnej gule. Poskytuje príležitosť urobiť celé vnímanie každého oka samostatne do jedného. Táto vlastnosť oka sa nazýva binokulárna. A to je prirodzený reflex optického systému oka.
____________________________
Je tu aj ďalšia funkcia - stereoskopická. Keď obdržíme obraz s každým okom, potom začína dochádzať k zdvojnásobeniu objektov, čo je spôsobené tým, že nervové prvky jedného a druhého oka sú odlišné a odlišné. Vďaka tomu je možné posúdiť reliéf objektu a jeho vzdialenosť od osoby. V procese videnia majú dve oči rôzne úlohy.
Prvok vizuálneho systému, ktorý viac plní funkciu vo vytváraní obrazu, je hlavným okom a druhý je získaný otrokom. Táto vlastnosť optického systému oka sa dá veľmi ľahko skontrolovať. Pozrite sa na objekt alebo obrázok cez štrbinu alebo nejaký druh otvoru, najprv s jedným okom, potom s druhým. Pre vedúce oko nedôjde k žiadnym zmenám a obraz zostane nehybný a pre nasledovníka bude mierny posun.
Optický systém oka potrebuje veľkú pozornosť, ak sa začnú problémy so zrakom, je lepšie okamžite navštíviť lekára a prevencia chorôb vám umožní dlhodobo udržiavať víziu a zdravie.
Optický systém oka zahŕňa:
Plášť je priehľadná farba, ktorá je súčasťou prístroja na refrakciu svetla a je rohovkou oka. Má veľké množstvo nervových vlákien, ktoré zabezpečujú jeho citlivosť.
Rohovka pozostáva z:
Podľa funkcií rohovky je šošovka oka, ktorá v správnom smere vytvára zameranie a smer v rôznych smeroch lúčov svetla.
Objektív oka nemá žiadne nervové zakončenia, lymfatické tkanivo a krvné cievy. Je podobná lentikulárnej povahe šošoviek, ktoré majú iný polomer, zadnú a prednú plochu, zakrivenie. Linka, ktorá spája tieto dva povrchy, sa nazýva os objektívu. Vrchná časť šošovky je pokrytá priehľadnou kapsulou. Vďaka vrstvenej štruktúre sa podobá cibule.
Objektív zohráva veľmi dôležitú funkciu v optickom systéme oka, pretože pomáha prejsť svetelný tok do sietnice. Tiež sa podieľa na lomu svetelného toku.
Jednou z funkcií, ktoré sa vykonávajú, je to, že sa uľahčuje akomodačný mechanizmus. Hraje úlohu oddielu, ktorý rozdeľuje oko na dve časti. Zároveň chráni jemnejšie časti očnej gule pred penetráciou mikroorganizmov do sklovitého tela.
Tenká vrstva tkaniva nervovej povahy sa nazýva sietnica. Jeho štruktúra pomáha spracovávať informácie a prekladať do signálov, ktoré sú k dispozícii mozgu. Sieťka pozostáva z desiatich rôznych vrstiev, ale iba dve ovplyvňujú činnosť vizuálneho prístroja. Ide o vrstvu nervových buniek a epitelu.
Funkcia sietnice konvertuje energiu svetelného toku na elektromagnetický impulz. Poskytovanie centrálneho a periférneho videnia.
Dve skupiny svalov očí sú rozdelené:
Svaly očnej gule sú rozdelené na šikmé a rovno. Pohyby vpravo-vľavo a hore sa vykonávajú rektusovými svalmi, šikmé svaly sa otáčajú okolo optickej osi oka. Norma sa považuje za rovnomerné napätie v šikmých aj rektálnych svaloch a optické osi očí sú paralelné.
Často sa stáva, že očné svaly pravidelne ublížia. Hlavným dôvodom môže byť nadmerná práca. Často, ak osoba nosí kontaktné šošovky, môžu poškriabať povrch očí. Tiež svaly očí môžu ublížiť, ak dôjde k nadmernému pohybu tvárových svalov. Rôzne infekčné ochorenia môžu tiež spôsobiť bolesť. Dobrý spôsob, ako posilniť svaly oka, je tréning. Mal by obsahovať cvičenia pre dolné aj horné očné svaly.
Je tiež potrebné venovať pozornosť kruhovému svalu oka. Bliká, má funkciu odtrhávacieho čerpadla a tiež chráni očné telo.
Je rozdelená na tri časti:
Optický systém očnej bulvy pozostáva z niekoľkých útvarov, ktoré sa podieľajú na lomu svetlých vĺn. Je to nevyhnutné, aby lúče prichádzajúce z objektu boli jasne zaostrené na rovine. V dôsledku toho je možné získať jasný a ostrý obraz.
Štruktúra optického systému oka zahŕňa nasledujúce prvky:
V tomto prípade všetky štrukturálne komponenty oka majú svoje vlastné charakteristiky:
Hlavné funkcie poskytované optickým systémom oka sú uvedené nižšie:
Výsledkom je, že človek môže vnímať objekty v objeme, jasne a farebne, to znamená, že signály o realistickom snímku sú prijímané mozgovými štruktúrami. Súčasne je oko schopné vnímať tmavé a svetlé, rovnako ako farebné indikátory, to znamená, že má funkciu svetla a farebného vnemu.
Nasledujúce charakteristiky sú vlastné optickému systému pre ľudské oko:
1. Binokularita - schopnosť vnímať trojrozmerný obraz s oboma očami, zatiaľ čo sa objekty nerozdelia. Vyskytuje sa na úrovni reflexu, jedno oko pôsobí ako vodca, druhé - otrok.
2. Stereoskopia umožňuje osobe určiť približnú vzdialenosť od objektu a vyhodnotiť reliéf a obrysy.
3. Zraková ostrosť je určená schopnosťou rozlíšiť dva body, ktoré sú v určitej vzdialenosti od seba.
Všetky tieto podmienky môžu byť sprevádzané nasledujúcimi príznakmi:
Pri hodnotení operácie optického systému ako celku je potrebné jasne určiť, ktorý z očí je vedúci a ktorý z nasledovníkov.
To sa dá jednoducho určiť jednoduchým testom. Súčasne je potrebné dieru na tmavom okne sledovať striedavo s pravým a ľavým okom. V takom prípade, ak je oko vedúce, potom sa obrázok nehýbe. Ak je oko poháňané, obrázok sa posunie.
Na diagnostiku ochorení musíte vykonať niekoľko techník:
šošovka rozdeľuje vnútorný povrch oka do dve kamery : predná komora naplnená vodnatou vlhkosťou a zadná komora naplnená sklovitým telom. Objektív je bikonvexná elastická šošovka, ktorá je pripojená k svalom ciliárneho tela. Ciliárne teleso poskytuje zmenu tvaru šošovky.
Kontrakcia alebo uvoľnenie vlákien ciliárneho tela vedie k uvoľneniu alebo napätiu zinkových väzov, ktoré sú zodpovedné za zmenu zakrivenia šošovky.
Oko stavovcov sa často porovnáva s kamerou, pretože systém šošoviek (rohovka a šošovka) poskytuje obrátený a zmenšený obraz objektu na povrchu sietnice (Hermann Helmholtz).
Množstvo svetla prechádzajúce cez šošovku je nastaviteľné variabilná clona (žiak), a objektív je schopný zaostriť na bližšie a vzdialenejšie objekty.
Optický systém - dioptrická aparatúra je komplexný, nepresne centrovaný systém šošoviek, ktorý vrhá obrátený, silne znížený obraz okolitého sveta na sietnicu (mozog "otočí obrátený obraz a je vnímaný ako priamy) Optický systém oka tvorí - rohovku, komorovú vodu, šošovky a sklovité telo.
Keď lúče prechádzajú cez oko, sú lámané na štyroch rozhraniach:
4. Medzi objektívom a sklovitým telom.
Refrakčné médiá majú rôzne indexy lomu.
(Zložitosť optického systému oka komplikuje presné posúdenie priebehu lúčov v ňom a posúdenie obrazu na sietnici, a preto používajú zjednodušený model - "redukované oko", v ktorom sú všetky refraktívne médiá kombinované do jedného sférického povrchu a majú rovnaký index lomu.
Väčšina lomu dochádza pri prechode zo vzduchu na rohovku - tento povrch pôsobí ako silný objektív 42 D, ako aj na povrchu šošovky.
Refrakčný výkon šošovky sa meria jeho ohniskovou vzdialenosťou (f) , Toto je vzdialenosť za objektívom, v ktorom sa paralelné lúče svetla zbiehajú v jednom bode.
Uzlový bod- bod v optickom systéme oka, ktorým lúče idú bez lomu.
Refrakčný výkon ľubovoľného optického systému je vyjadrený v dioptriách.
Dioptér - rovnajúcemu sa refrakčnému zaostreniu objektívu s ohniskovou vzdialenosťou 100 cm alebo 1 meter
Optická sila oka sa vypočíta ako inverzná ohnisková vzdialenosť:
kde f- zadná ohnisková vzdialenosť oka (vyjadrená v metroch)
V normálnom oku je celkový refrakčný výkon dioptrického zariadenia 59 D pri pohľade na vzdialené objekty a 70,5 D - na prezeranie súvisiacich tém.
Aby ste získali jasný obraz objektu v určitej vzdialenosti, musí byť optický systém znovu zameraný. Pre to existujú dva jednoduché spôsoby -
a) posun objektívu vzhľadom na sietnicu, ako v kamere (v žabke); - (William Betz - Americká oftalmológka - teória je spojená s priečnymi a pozdĺžnymi svalmi (19. storočie)
b) alebo zvýšenie jeho refrakčného výkonu (u ľudí) - (Herman Helmholtz).
Prispôsobenie oka jasnému zraku objektov na rôznych vzdialenostiach sa nazýva ubytovanie.
Ubytovanie sa uskutočňuje zmenou zakrivenia povrchov šošoviek roztiahnutím alebo uvoľnením ciliárneho telesa.
Zvýšenie refrakcie šošoviek na umiestnenie v najbližšom bode sa dosiahne zvýšením zakrivenia jeho povrchu, t.j. stane sa viac zaoblená a v ďalekom mieste plochá. Obraz na sietnici je skutočne zmenšený a obrátený.
Počas ubytovania dochádza k zmenám zakrivenia šošovky, t.j. jeho refrakčný výkon.
Zmeny zakrivenia objektívu sú zabezpečené jeho elasticitu a zinné väzy ktoré sú pripojené k ciliárnemu telu. V ciliariálnom tele je hladké svalové vlákna.
Pri redukcii dochádza k oslabeniu zinkového väzivu (vždy sa natiahne a roztiahne kapsulu stlačením a sploštením šošovky). Šošovka vďaka svojej elasticite má konvexnejší tvar, ak sa uvoľňuje ciliárny sval (ciliárne telo). Zvinové väzivá sú natiahnuté a šošovka sa vyrovná.
Týmto spôsobom , ciliárne svaly sú usadzujúce svaly. Sú inervované parasympatickými nervovými vláknami. okulomotorický nerv. Ak kvapkáte atropín (parasympatický systém je vypnutý) narušené blízko videniaako sa to stane relaxácia ciliárneho tela a napätie väzov kordov - šošovka sa splošťuje. Parasympatické látky - pilokarpín a ezerín spôsobujú kontrakciu svalových svalov a uvoľnenie zinových väzov.
Objektív má konvexný tvar.
V oku s normálnou refrakciou sa ostrý obraz vzdialeného objektu na sietnici vytvorí len vtedy, ak je vzdialenosť medzi predným povrchom rohovky a sietnicou 24, 4 mm (v priemere 25-30 cm
Najlepšia vzdialenosť videnia - je vzdialenosť, pri ktorej normálne oko zaznamenáva najmenšie napätie pri prezeraní detailov objektu.
Pre bežné oko mladého muža najvzdialenejší bod jasného videnia leží v nekonečno.
Približný bod jasného videnia je 10 cm od oka. (nie je možné jasne vidieť, že lúče idú paralelne).
S vekom, v dôsledku odchýlky tvaru oka alebo refrakčnej sily dioptrického zariadenia, sa elasticita šošovky znižuje.
V starobe je blízky bod posunutý (presbyopia alebopresbyopie ), takvo veku 25 rokov blízky bod je už vzdialený24 cm a60 rokov ide do nekonečna . Objektív sa stáva menej pružný s vekom a keď sú zinné väzy oslabené, jeho výbežok sa buď nezmení, alebo sa mení len mierne. Preto sa najbližší bod jasného videnia pohybuje od očí. Korekcia tohto nedostatku v dôsledku bikonvexných šošoviek. Existujú dve ďalšie anomálie refrakcie lúčov (refrakcia) v oku.
1. Myopia alebo myopia(zaostrenie pred sietnicou v sklovci).
2. Pozornosť alebo hyperopia(zaostrenie sa pohybuje za sietnicou).
Základným princípom všetkých chýb je to refrakcia sily a dĺžky očnej gule nie sú v súlade s ostatnými.
S myopiou - očná guľa je príliš dlhá a refrakčná sila je normálna. Lúče konvergujú pred sietnicou v tele sklovca a na sietnici sa objaví kruh vzdialenosti. Pre krátkozrakosť, vzdialený bod jasného videnia nie je v nekonečnom, ale v konečnej vzdialenosti. Úprava - potrebné znížte lámavý výkon oka pomocou konkávnych šošoviek s negatívnymi dioptérmi.
S hyperopiou a presbyopia (senilný), tj , hyperopia, očná guľa je príliš krátka, a preto sú paralelné lúče vzdialených objektov zhromažďované za sietnicou, a vytvára rozmazaný obraz objektu. Tento nedostatok lomu môže byť kompenzovaný akomodačným úsilím, t.j. zvýšenie konvexity šošovky. Korekcia s pozitívnymi dioptérmi, t.j. bikonvexné šošovky.
astigmatizmus - (odkazuje sa na anomálie lomu) spojené s nerovnomernosť lomu lomu v rôznych smeroch (napr. na vertikálnom a horizontálnom meridiáne). Všetci ľudia sú do istej miery astigmatici. Dôvodom je nedokonalosť štruktúry oka nie prísna sféricita rohovky (použite valcové sklo).
