Optiskt system i ögat

Det mänskliga ögat är ett komplext optiskt system som består av hornhinnan, främre kammarens fuktighet, linsen och glasögon. Brytningsförmågan hos ögat är beroende av värdet av krökningsradien för den främre ytan av hornhinnan, främre och bakre ytorna av linsen, avståndet mellan hornhinnan och brytningsindex för linsen, kammarvattnet och glaskroppen. Den optiska effekten av hornhinnan bakre ytan tar inte med i beräkningen, eftersom brytningsindex för hornhinnevävnaden främre kammaren och fukt är desamma (såsom är känt, är endast möjlig brytning av strålar vid gränsytan med olika brytningsindex).

Vi kan konventionellt anta att ögonens refraktionsytor är sfäriska och deras optiska axlar sammanfaller, det vill säga ögat är ett centrerat system. I verkligheten finns det emellertid många fel i ögatets optiska system. Sålunda är hornhinnan sfäriska endast i den centrala zonen, är mindre än den inre graden av brytning i två inbördes vinkelräta plan varierar brytningsindex för de yttre skikten av linsen. Dessutom varierar de optiska egenskaperna i olika ögon väsentligt, och det är inte lätt att bestämma dem. Allt detta gör det svårt att beräkna ögonens optiska konstanter.

För att bedöma brytkraften för något optiskt system, använd den konventionella enheten - dioptre (förkortad - dptr). Linsens kraft med huvudbrännvidden på 1 m accepteras för 1 dpt. Diopter (D) är den ömsesidiga av brännviddsavståndet (F):

D = 1 / F

Följaktligen, en lins med en brännvidd på 0,5 m har ett brytningsförmåga av 2,0 dioptrier, 2 m. -. 0,5 D och så den brytningsförmåga av konvex (insamling) linserna indikeras med beteckningen "plus" konkav (spridning) - logga " minus ", och linserna själva kallas positiva respektive negativa.

Det finns en enkel teknik genom vilken man kan skilja en positiv lins från en negativ lins. För att göra detta bör linsen placeras några centimeter från ögat och flytta det, till exempel i horisontell riktning. När du tittar på ett objekt genom en positiv lins, kommer bilden att blandas i motsatt riktning mot linsens rörelse och genom den negativa linsen tvärtom i samma riktning.

För beräkningar relaterade till det optiska systemet i ögat föreslås förenklade system av detta system baserat på de genomsnittliga värdena för de optiska konstanterna som erhållits vid mätning av ett stort antal ögon.

Den mest framgångsrika är det schematiskt reducerade ögat, som föreslagits av VK Verbitsky 1928. Dess huvudsakliga egenskaper: huvudplanet berör hörnens topp, krökningsradie av den sista 6,82 mm; längden på den främre och bakre axeln är 23,4 mm; krökningsradie av näthinnan är 10,2 mm; brytningsindex för det intraokulära mediet är 1,4; den totala brytningskraften är 58,82 D.

Liksom andra optiska system kännetecknas ögat av olika aberrationer (från latinsk aberratio-avvikelse) - defekter i ögons optiska system, vilket leder till en minskning av bildkvaliteten på objektet på näthinnan. På grund av sfärisk avvikelse samlas strålarna som kommer från punktkällan för ljus inte vid den punkten, utan i någon zon på ögatets optiska axel. Som ett resultat bildas en cirkel av ljusspridning på näthinnan. Djupet för denna zon för det "normala" mänskliga ögat varierar från 0,5 till 1,0 Dpt.

Som ett resultat av kromatisk aberration skär strålarna i kortvågsområdet av spektrumet (blågrönt) i ögat på ett mindre avstånd från hornhinnan än strålningen i den långvågiga delen av spektrumet (rött). Intervallet mellan foci av dessa strålar i ögat kan nå 1,0 Dpt.

Praktiskt taget alla ögon har ytterligare en avvikelse på grund av bristen på en ideal sfäricitet av brytningsytorna på hornhinnan och linsen. Asfalten hos hornhinnan kan till exempel elimineras med hjälp av en hypotetisk platta som, när den appliceras på hornhinnan, gör ögat till ett idealiskt sfäriskt system. Frånvaron av sfäricitet leder till en ojämn fördelning av ljus på näthinnan: ljuspunkten bildar en komplex bild på näthinnan, på vilken områden med maximal belysning kan tilldelas. Under de senaste åren studeras påverkan av denna avvikelse på den maximala synskärpan, även i "normala" ögon i syfte att korrigera det och uppnå den så kallade supersynen (till exempel med hjälp av en laser).

[1], [2], [3], [4], [5]

Bildandet av ögatets optiska system

Övervägande kropp av olika djur i en miljöaspekt, som anger den adaptiva natur brytnings m. E. Bildandet av ett sådant optiskt system som ett öga, vilket ger denna typ av djur optimal visuell orientering i enlighet med särdragen i dess liv och miljö. Uppenbarligen ingen tillfällighet, men är historiskt och rade miljö det faktum att en person är märkt främst refraktion nära emmetropi, bäst att ge en tydlig vision och långt och nära föremål, i enlighet med den mångfald av verksamheten.

Observerats i de flesta vuxna regelbunden approximation av refraktion till emmetropi återspeglas i en hög omvänd korrelation mellan de anatomiska och optiska komponenterna i ögat under loppet av dess tillväxt tenderar att en kombination av optisk apparat större brytningsförmåga med en kortare främre-bakre axeln, och omvänt, en lägre brytningsförmåga med en längre axel. Följaktligen tillväxten i ögat - är en reglerad process. Genom att öka öga bör förstås inte lätt att öka dess storlek och riktas bildningen av ögongloben som ett komplext optiskt system under inverkan av de miljöförhållanden och genetiska faktorer med dess specifika och individuell egenskap.

Av de två komponenterna - anatomisk och optisk, vars kombination bestämmer ögons brytning, är anatomisk (i synnerhet storleken på anteroposterioraxeln) mycket mer "mobil". Genom det, huvudsakligen och / reglerar kroppens inflytande på ögonbildningens bildbildning.

Det har fastställts att i det nyfödda ögat har de som regel en svag brytning. När barn utvecklas ökar brekningen: graden av hypermetropi minskar, den svaga hypermetropien passerar in i emmetropia och till och med i myopi, och de emmetropiska ögonen blir i vissa fall kortsiktiga.

I den första tre mål barn liv inträffar intensiv ögon tillväxt och öka korneal refraktion och längd anteroposterior axel som är 5-7 år når 22 mm, m. E. Cirka 95% av storleken på en vuxen mänskliga ögat. Ögons tillväxt ökar upp till 14-15 år. Vid denna ålder når längden på ögonaxeln 23 mm och brytningskraften i hornhinnan är 43,0 Dpt.

När ögat växer minskar variabiliteten av sin kliniska brytning: den intensifierar långsamt, dvs skiftar mot emmetropi.

Under de första åren av ett barns liv är hyperopi den övervägande typen av brytning. När åldern ökar minskar förekomsten av hyperopi och emmetropisk brytning och närsynthet ökar. Incidensen av myopi är särskilt markant ökad, från 11 till 14 år och når cirka 30% vid åldern 19-25 år. Andelen framsynthet och emmetropia vid denna ålder är cirka 30 respektive 40%.

Även om de kvantitativa indikatorerna på förekomsten av vissa typer av ögonbrytning hos barn, som ges av olika författare, varierar signifikant ökar ovanstående generella mönster av förändringar i ögonbrytning med ålder.

För närvarande görs försök för att fastställa medelåldern för ögonbrytning hos barn och använd denna indikator för att lösa praktiska problem. Men som analys av statistiska data visar, är skillnader i refraktionsstyrkan hos barn av samma ålder så betydelsefulla att sådana normer endast kan vara villkorliga.

[6], [7], [8]