Човечкото око како оптички систем. Како функционираат нашите очи

Видот и слухот се многу подобро развиени кај луѓето отколку сетилото за мирис. Клетките чувствителни на светлина и клетките кои детектираат звуци се собрани во нас, како кај сите високо развиени животни, во посебни органи - очите и ушите.

Како камера, нашето око има „прозорец за објектив“ (рожница), дијафрагма (ирис), „прилагодлива леќа“ (леќа) и слој чувствителен на светлина (мрежницата, која лежи длабоко во окото). Ретиналните клетки испраќаат сигнали долж оптичкиот нерв до церебралниот кортекс.

Во човечкото око има два вида на светлосензитивни клетки: шипки и конуси. Прачките прават разлика помеѓу темно и светло. Конусите ја перципираат бојата. Клетките од двата типа се наоѓаат на мрежницата - тенок внатрешен слој преполн со крвни садови очното јаболко. Општо земено, очното јаболко се состои од неколку густи слоеви на сврзно ткиво кои му ја даваат својата форма.

Благодарение на леќата, сè што гледаме се рефлектира наопаку на мрежницата. Меѓутоа, мозокот ја коригира искривената слика. Во принцип, тој лесно се прилагодува на сè. Ако некој реши да стои на глава со недели, наскоро наместо слики наопаку, тој повторно ќе почне да гледа нормални, „настанати на нозе“ слики.

1. Оптички нерв; 2. Мускули; 3. Фронтална коска; 4. Рожница; 5. Мускули

Предниот дел на очното јаболко - рожницата - е проѕирен, како стакло: ја пренесува светлината во окото. Светлината потоа е заробена од „дијафрагмата“ на окото - ирисот - и се собира во зрак. Пигментните клетки во ирисот им даваат на очите одредена боја.Ако има многу пигмент, очите се обоени Кафеава боја, ако има малку или нема ништо - во зеленикаво-сиви и сини тонови. Светлината потоа влегува во зеницата, дупка во ирисот опкружена со два мали мускули. При силна светлина, едниот мускул ја стега зеницата, другиот ја шири ако е темно. Откако ја поминаа зеницата, светлосните зраци паѓаат директно на леќата - еластичен орган кој постојано се обидува да добие форма на топка. Прстенот на мускулите го попречува: тие постојано се протегаат и ја намалуваат конвексноста на леќата. Значи, леќата лесно ја менува својата закривеност. Затоа, светлосните зраци паѓаат токму на слојот на мрежницата испрекинат со прачки и конуси, а ние јасно ги гледаме предметите. Кога ги гледаме предметите што се блиску до нас, леќата станува конвексна и посилно ги прекршува зраците, а кога предметите се далеку од нас, таа станува порамна и послаба ги прекршува зраците. Со возраста, леќата ја губи еластичноста. За некако да го поправиме проблемот, мораме да и помогнеме на нашата природна леќа - кристалната леќа - и да користиме очила.

Како камера, окото е опремено со „прозорец за објектив“, „дијафрагма“, „прилагодлив објектив“ и „фотосензитивен слој“, кој наликува на фотографски филм. Само овој слој е дел од самото око, неговата мрежница. А сепак човек гледа повеќе од камера.На крајот на краиштата, тој гледа на светот со две очи. И левото и десното око ги гледаат предметите поинаку. Нашиот мозок ги споредува двете примени слики и ја проценува формата на она што го гледаме.Затоа луѓето имаат просторна визија. Но, на пример, очите на пилешкото се поставени на страните на главата и не е обдарено со тридимензионална визија.

Миопија и далекувидост

Скоро секое трето лице страда од оштетување на видот. Најчести се миопијата и далекувидноста, но може многу добро да се коригираат со наочари или Леќи. Миопија се јавува како резултат на патологија на очите. Миопичен човекможе јасно да се види одблиску, но кога се гледа во далечина сликата станува многу матна. Далековидоста е последица на нормалното стареење на окото. Почнувајќи од 40-годишна возраст, гледаме одблизу сè помалку јасно, бидејќи со текот на годините леќата ја губи својата флексибилност.

Окото е сложен и многу деликатен механизам. Неговиот робот сè уште не е целосно проучен од биолозите. Иако науката постојано се обидува да создаде нешто слично на човечкото око. Понекогаш навистина успева. Сега многу луѓе имаат одреден уред кој по функција, работа и структура е сличен на човечкото око - камера и видео камера. Кои се сличностите меѓу овие уреди и нашето око? Сега ќе дознаеме.

Обликот на човечкото око наликува на неправилна топка со дијаметар од 2,5 см и научно се нарекува очно јаболко. Кога гледаме нешто, светлината влегува во нашето око. Оваа светлина не е ништо повеќе од рефлексии на она што го гледаме. Светлината пристигнува во форма на сигнали до назадочното јаболко - мрежницата. Ретината се состои од многу слоеви, но нејзините главни делови се прачки и конуси.

На мрежницата се обработуваат информациите што ги видовме и преку неа се пренесува сигналот до мозокот. За да може мрежницата да се фокусира на потребниот предмет, окото има таканаречена леќа. Се наоѓа во предниот дел на очното јаболко и е природен по структура и форма. биконвексна леќа. Објективот ги фокусира информациите прецизно на бараниот објект. Општо земено, леќата е еден од најкомплексните и „паметните“ делови на окото. Тој го совлада сместувањето - ова е способност да ја промени својата положба, големина и моќ на прекршување за подобро фокусирање. Објективот ја менува својата закривеност во зависност од ситуацијата - ако треба да ги видиме објектите во близина, леќата ја зголемува својата закривеност, посилно ја прекршува светлината и станува конвексна. Ова помага да се разгледаат сите детали до најмалите детали.

Ако ги погледнеме предметите што се оддалечени, леќата станува рамна и ја намалува нејзината моќ на прекршување. Сето тоа може да го направи благодарение на цилијарниот мускул. Но, се разбира, самата леќа не може да се справи - се помага стаклестото тело.
Оваа супстанца зафаќа 2/3 од очното јаболко и се состои од ткиво слично на желе. Покрај прекршувањето на светлината, стаклестото тело му обезбедува на окото форма и некомпресибилност. Светлината влегува во леќата преку зеницата. Може да се види во огледалото - ова е најцрниот круг во централниот дел на нашите очи. Зеницата може да го промени својот дијаметар и соодветно да ја контролира количината на влезната светлина. Во тоа му помагаат мускулите на ирисот. Го гледаме како круг околу зеницата, а како што знаеме, овој дел од окото може да има различни бои, тоа го одредуваат пигментните клетки на ирисот.

Значи, зеницата ја менува својата големина во зависност од количината на светлина насочена кон неа. Ако ги гледате очите во огледало, можете да видите многу интересни работи. Ако нашето око гледа на силна светлина, зеницата се стеснува и на тој начин не дозволува силната светлина да влезе. големи количиникачи на мрежницата.

Ако наоколу е темно, зеницата се шири. Така, овој црн круг го спречува нашиот вид да биде уништен. Склерата се наоѓа пред окото - тоа е протеинска обвивка, 0,3-1 mm во дијаметар. Овој слој на очното јаболко се состои од протеински влакна и колагенски клетки. Склерата го штити окото и врши потпорна функција. Неговата боја е бела со одредена млечна нијанса, само во централниот дел се претвора во рожницата - проѕирен филм.

Рожницата се наоѓа над зеницата и ирисот и е местото каде што светлината се прекршува на самиот почеток. Под tunica albuginea се наоѓа хориоидот, каде што се наоѓаат зеницата и ирисот. Тука течат тенки крвни капилари, преку кои окото ги прима потребните материи од крвта.

Зад васкуларен слојпостои цилијарно тело во кое е сместен цилијарниот мускул, што значи дека во него се јавува светло свиткување. Помеѓу сите овие школки има празни места; тие се исполнети со проѕирна течност што ја прекршува светлината која го заситува окото.

Надворешните делови на окото се очните капаци - долните и горните. Тие содржат солзни жлезди, со помош на кои очното јаболко се навлажнува и се заштитува од остатоци. Под очните капаци има мускули. Има само 3 пара и сите се вклучени во движењето на очите - некои го движат окото од лево кон десно, други нагоре и надолу, други го ротираат по оската. Овие мускули го продолжуваат окото напред кога некој гледа во нешто блиску и го заокружува кога гледа далеку.

Сè е многу хармонично и апсолутно сите делови на окото се вклучени во процесот на фокусирање. Ако нешто не е во ред со оптичкиот апарат, се развиваат болести како што се миопија и далекувидост. Со овие болести на видот, светлината што влегува во окото не паѓа на мрежницата, туку на пределот пред или зад неа. Со такви промени во оптичкиот систем на окото, блиските или далечните предмети стануваат матни.

Миопијата се карактеризира со истегнување на склерата во правец напред-назад, а очното јаболко добива форма на елипса. Преку ова, оската се издолжува, а светлината е фокусирана не на мрежницата, туку пред неа. Лицето со оваа болест носи очила за леќи за да го намали прекршувањето на светлината со знак минус, бидејќи сите далечни предмети воопшто не се јасни. Со далекувидноста, напротив, сите информации паѓаат зад мрежницата, а самото јаболко се скратува по должина. За далековидоста добро помагаат само очилата со знак плус.

Значи, откако ги испитавме сите главни делови на окото и разбирајќи како тие работат, можеме да извлечеме некои заклучоци - светлосен зрак низ рожницатанавлегува во мрежницата, минувајќи низ стаклестото тело и леќата, и стигнува до конусите и прачките, кои ги обработуваат информациите.

Она што е интересно е дека сликата што ја погодува мрежницата воопшто не е иста како она што го гледате. Тоа е намалено во големина и превртено. Зошто правилно го гледаме светот? Нашиот мозок прави сè, кога добива информации, ги анализира и ги прави потребните корекции и промени. Но, почнуваме да гледаме сè, бидејќи е потребно само за 3 недели.

Бебињата до оваа возраст гледаат сè наопаку, дури тогаш мозокот почнува сè да превртува наопаку по потреба. Патем, имаше многу дела на оваа тема и беа спроведени многу експерименти. Така, на пример, ако некој стави наочари кои свртуваат сè наоколу, тогаш тој на почетокот е целосно изгубен во вселената, но наскоро мозокот нормално ги согледува промените и развива нови координативни вештини. Откако ги извади таквите очила, лицето повторно не може да разбере што се случило и повторно ја преуредува својата визуелна координација и повторно гледа сè правилно. Ваквите можности на нашите визуелен апарати визуелниот центар на мозокот уште еднаш ја докажуваат флексибилноста и сложеноста на структурата на сите системи на човечкото тело.

Очите се едно од главните човечки алатки за примање информации за светот околу нас. Од 80 до 90 проценти од сензациите луѓето ги добиваат преку видот.

Со помош на очите, човекот ја препознава формата и бојата на предметите и може да го следи нивното движење во вселената. Без поглед внатре модерен светживотот е доста тежок: голем дел од дојдовните информации се наменети за визуелна перцепција. Структурата на човечкото око овозможува да биде еден од најнапредните оптички инструменти.

Што гледаме?

Функцијата на видот кај луѓето ја вршат не само очите - спарен орган, кој се наоѓа во очните дупки на черепот. Дел визуелен анализаторго вклучува и оптичкиот нерв и целиот системпомошни системи: очните капаци, солзните жлезди и мускулите на очното јаболко.

Патем, вторите со право се сметаат за еден од најбрзо дејствувачките мускули во човечкото тело. Дури и ако погледот е фокусиран на една точка, во една секунда овие мускули им овозможуваат на очите да направат повеќе од сто синхрони движења.

Зад окото, во орбиталната празнина, постои еден вид „тампон“ на масно ткиво, а затворените делови на очното јаболко се заштитени со конјунктивата - мукозната мембрана на окото, навлезена од крвните садови.

Очното јаболко на сите луѓе е приближно со иста големина. Од моментот на раѓање приближно се удвојува.

Како гледаме?

Човечкото око е комплекс оптички систем, кој се состои од неколку леќи и посебен сензор кој ја перцепира сликата.

Прво, светлосните зраци влегуваат во зеницата, која се наоѓа зад рожницата на окото, што ја претставува првата леќа на системот.

Зеницата е аналогна на дијафрагмата во камерата. Се наоѓа во центарот на ирисот и е способен да се собира и да се шири, регулирајќи го интензитетот на светлосниот флукс што влегува во окото.

Зеницата е способна да ги пренесе само оние светлосни зраци кои се наоѓаат директно пред неа, а пигментот на ирисот ги блокира страничните зраци кои можат да предизвикаат изобличување на сликата.

Леќи

Светлосните зраци кои минуваат низ зеницата се прекршуваат од леќата, втората леќа на окото. Обликот на леќата може да се промени со помош на специјален мускул.

За да се фокусирате на поблиски предмети, мускулите се напнати и леќата станува поконвексна. Кога е потребно фокусирање на далечни објекти, мускулите се опуштаат и леќата станува рамна. Овој процес се нарекува сместување.

Кога е нарушен поради слабост на мускулите на леќата, се развива миопија(неможност да се разликуваат далечни објекти) и далекувидост(тешкотии да разликуваат тесно распоредени предмети)

Зад леќата е стаклестото тело. Ја зафаќа речиси целата очна празнина до мрежницата и ја обезбедува еластичноста на очното јаболко.

Уред за прием - мрежница

По фокусирањето од леќата, зраците на светлината паѓаат на мрежницата - еден вид вдлабнат екран на кој се проектира превртена слика на она што се гледа.

Надворешниот слој на мрежницата се состои од два вида специјални клетки: прачки кои ја перципираат светлината и конуси кои откриваат бои. Со помош хемиски процесииритацијата на овие клетки од светлината е кодирана во нервен импулс, кој се пренесува до мозокот.

Најчувствителниот дел од мрежницата, кој ни овозможува да разликуваме бои и фини детали на предметите, е жолта дамкаили макулата, сместена во нејзиниот центар.

Постои и слепа точка на мрежницата - област целосно лишена од прачки и конуси. Овде оптичкиот нерв излегува од мрежницата, кој ја пренесува кодираната слика до мозокот, каде што конечно се обработува и интерпретира.

Болести на очите

Има многу очни болести. Некои од нив се предизвикани од нарушувања во самото око, останатите влијаат на очите кога заеднички болестии последиците погрешна сликаживот: за време на дијабетес мелитус, проблеми со функциите на жлездите внатрешна секреција, хипертензија, консумирање алкохол и така натаму.

Очите се едно од главните човечки алатки за примање информации за светот околу нас. Овој спарен орган е сложен систем од две леќи и уред за примање - мрежницата.

Оштетувањето на видот е една од последиците на нездравиот начин на живот.

Човечкото око често се наведува како пример за неверојатен природен инженеринг - но судејќи по фактот дека тоа е една од 40-те варијанти на уреди кои се појавиле во процесот на еволуција различни организми, треба да го ублажиме нашиот антропоцентризам и да признаеме дека структурата на човечкото око не е нешто совршено.

Најдобро е да ја започнете приказната за окото со фотон. Квант од електромагнетно зрачење полека лета директно во окото на доверчив минувач, кој кривогледува од неочекуваниот сјај од нечиј часовник.

Првиот дел од оптичкиот систем на окото е рожницата. Го менува правецот на светлината. Ова е можно поради таквото својство на светлината како прекршување, кое е исто така одговорно за виножитото. Брзината на светлината е константна во вакуум - 300.000.000 m/s. Но, кога се движите од еден медиум во друг (во овој случај, од воздух до око), светлината ја менува својата брзина и насока на движење. Воздухот има индекс на рефракција од 1,000293, а рожницата има индекс на рефракција од 1,376. Ова значи дека светлосниот зрак во рожницата се забавува за фактор 1,376 и се отклонува поблиску до центарот на окото.

Омилен начин да се разделат партизаните е да им свети светла светилка во лицето. Ова боли од две причини. Силна светлина- ова е моќно електромагнетно зрачење: трилиони фотони ја напаѓаат мрежницата, а нејзините нервни завршетоци се принудени да пренесат луда количина на сигнали до мозокот. Од прекумерно оптоварување, нервите, како жици, изгоруваат. Ова ги принудува мускулите на ирисот да се контрахираат колку што можат посилно, очајно обидувајќи се да ја затворат зеницата и да ја заштитат мрежницата.

И лета до зеницата. Сè е едноставно со него - тоа е дупка во ирисот. Користејќи ги кружните и радијалните мускули, ирисот може соодветно да ја стегне и прошири зеницата, регулирајќи ја количината на светлина што влегува во окото, како дијафрагмата во камерата. Дијаметарот на човечката зеница може да варира од 1 до 8 mm во зависност од осветлувањето.

Полетувајќи низ зеницата, фотонот удира во леќата - втората леќа одговорна за неговата траекторија. Леќата ја прекршува светлината послабо од рожницата, но е подвижна. Објективот виси на цилијарните мускули, кои ја менуваат неговата кривина, со што ни овозможуваат да се фокусираме на предмети на различни растојанија од нас.

Оштетувањето на видот е поврзано со фокусот. Најчести се миопија и далекувидост. Во двата случаи, сликата не е фокусирана на мрежницата, како што треба, туку пред неа (миопија) или зад неа (далековидост). Ова се должи на окото, кое ја менува формата од тркалезно во овално, а потоа мрежницата се оддалечува од леќата или се приближува до неа.

По леќата, фотонот лета низ стаклестото тело (проѕирно желе - 2/3 од волуменот на целото око, 99% е вода) директно до мрежницата. Овде се откриваат фотоните и пораките за пристигнување се испраќаат по нервите до мозокот.

Ретината е обложена со фоторецепторни клетки: кога нема светлина, тие произведуваат специјални супстанции - невротрансмитери, но штом фотон ги погоди, фоторецепторните клетки престануваат да ги произведуваат - и ова е сигнал до мозокот. Постојат два вида на овие клетки: шипки, кои се почувствителни на светлина и конуси, кои се подобри во откривањето на движењето. Имаме околу сто милиони шипки и уште 6-7 милиони конуси, вкупно повеќе од сто милиони елементи осетливи на светлина - тоа се повеќе од 100 мегапиксели, за кои ниту еден „Хасел“ никогаш не би можел да сонува.

Слепата точка е точка на пробив каде што воопшто нема клетки чувствителни на светлина. Тој е доста голем - 1-2 mm во дијаметар. За среќа, имаме бинокуларен види има мозок кој комбинира две слики со дамки во една нормална.

Во моментот на пренос на сигналот до човечко окоИма проблем со логиката. Подводниот жител на октопод, на кој не му треба особено вид, е многу поконзистентен во оваа смисла. Кај октоподите, фотон најпрво удира во слојот од конуси и прачки на мрежницата, веднаш зад кој чека слој од неврони и го пренесува сигналот до мозокот. Кај луѓето, светлината прво ги пробива слоевите на неврони - и дури потоа ги погодува фоторецепторите. Поради ова, постои прва точка во окото - слепа точка.

Втората точка е жолта, ова е централната област на мрежницата директно спроти зеницата, веднаш погоре оптичкиот нерв. Окото најдобро гледа на ова место: концентрацијата на клетки чувствителни на светлина овде е значително зголемена, така што нашиот вид во центарот на видното поле е многу поостар од периферниот.

Сликата на мрежницата е превртена. Мозокот знае правилно да ја протолкува сликата и ја враќа првобитната слика од превртената. Децата гледаат сè наопаку првите неколку дена додека нивниот мозок го инсталира својот фотошоп. Ако ставиме очила што ја менуваат сликата (ова првпат беше направено во далечната 1896 година), тогаш по неколку дена нашиот мозок ќе научи правилно да ја толкува таквата превртена слика.