16565 1
Akis galima palyginti su vaizdams perduoti skirtu techniniu įrenginiu – foto ar kino kamera, televizijos sistemos perdavimo įrenginiu.
Anatomiškai žmogaus akies obuolys yra beveik taisyklinga sfera, kurios skersmuo yra apie 25 mm. Jis susideda iš trijų membranų – išorinės skaidulinės, vidurinės kraujagyslės ir vidinės (tinklainės), kurios supa akies branduolį. Tai apima vandeninį humorą, lęšį ir stiklakūnį.
Savo ruožtu pluoštinė membrana susideda iš nepermatomos dalies – skleros, dengiančios didžiąją akies obuolio dalį, ir priekinės skaidrios dalies – ragenos. Ragena šiek tiek pakyla virš akies obuolio sferos lygio, nes jos kreivio spindulys yra mažesnis (apie 8 mm) nei skleros spindulys (apie 12 mm).
Gyslainė yra padalinta į tris dalis: didžiausią plotą, pati gyslainė, iš vidaus tiesianti maždaug 2/3 skleros. Priekyje jis pereina į storesnį ciliarinį (ciliarinį) kūną ir dar toliau į priekį, skleros perėjimo į rageną, į rainelę, lygyje. Tai reiškia gulėjimą intraokulinis skystis apvali membrana su skylute centre – vyzdys. Rainelė turi du raumenis, iš kurių vienas plečiasi, o kitas sutraukia vyzdį. Vidinis apvalkalas Akies obuolys – tinklainė – plonos plėvelės pavidalu iškloja visą gyslainę nuo užpakalinio akies poliaus iki ciliarinio kūno. Tai membrana, ant kurios susidaro vaizdas ir paverčiamas nerviniu signalu.
Ląstelės, kuriose šviesa paverčiama nerviniu impulsu, vadinamos fotoreceptoriais. Jie būna dviejų tipų: strypai, jautrūs silpnai šviesai ir sužadinami esant silpnam apšvietimui; Kūgiai, jautrūs aukšto lygio apšvietimo pokyčiams, turi didelę skiriamąją gebą ir gebėjimą suvokti spalvą.
Strypai yra paskirstyti visoje tinklainės periferijoje. Jo centrinėje dalyje, kuri užima užpakalinį akies obuolio polių, yra kūgiai. Jie užpildo specialią tinklainės zoną – maždaug 3x2 mm dydžio ovalą. Ši zona vadinama geltona dėmė. Jo centre yra 0,3 mm skersmens sekcija, kuri ypač jautri apšvietimo pokyčiams – centrinė duobė.
Fovea suteikia galimybę atskirti mažas matomų objektų detales, t.y. regėjimo aštrumą. Regėjimo aštrumas matuojamas po kablelio 0,1; 0,2...1,0; 1,1; 1,2 ir tt Norma, atitinkanti regėjimo aštrumą 1,0, laikoma tokiu skiriamuoju akies gebėjimu, kad du taškai yra matomi kaip atskiri, jei kampas tarp spindulių, patenkančių iš jų į akį, yra lygus 1".
Šiuo atveju spinduliai iš dviejų taškų krenta tiksliai ant dviejų kūgių, tarp kurių yra kitas kūgis (nesužadintas). Regėjimo aštrumas gali būti daug didesnis, ir tai priklauso nuo sąlygų, kuriomis jis tiriamas. Tačiau dviejų negretimų kūgių hipotezė neprarado savo jėgos.
Jei kampas tarp minimaliai skiriamų taškų yra 2", regėjimo aštrumas yra 0,5, jei 10", tada 0,1 ir tt Kitaip tariant, regėjimo aštrumas yra lygus maksimalaus atskyrimo kampo, išreikšto minutėmis, atvirkštinei vertei. Regėjimo aštrumas yra pagrindinė akies funkcija, į kurią atsižvelgiama renkantis akinius.
Akies obuolio vidus užpildytas skaidriomis akies terpėmis: segmentas tarp ragenos ir rainelės (priekinė kamera) užpildyta vandeniniu humoru. Tiesiai už rainelės yra elastinė. tankus lęšinis darinys – lęšiukas. Jis yra pakabintas nuo ciliarinio kūno tankiu pluoštinių sruogų tinklu, vadinamu ciliariniu raiščiu. Dauguma Akies obuolys, esantis už lęšiuko, yra užpildytas želatinine mase – stiklakūniu.
Ragena, vandeninis skystis, lęšiukas ir stiklakūnis yra šviesą laužiančios terpės. Kartu jie sudaro akies optinę sistemą.
Sėkmingiausias vidutinio normalaus optinės sistemos aprašymas žmogaus akis priklauso švedų optikui Gullstrand.
F1 - priekis Pagrindinis tikslas; F2 - galinis pagrindinis fokusas; f1 - priekinis židinio nuotolis; f2 - nugaros židinio nuotolis; H1 ir H2 — priekinė ir užpakalinė pagrindinės plokštumos; fvp yra priekinis viršūninis (t. y. matuojamas nuo ragenos viršūnės) židinio nuotolis; fvz – užpakalinės viršūnės židinio nuotolis
Siūloma daugiau paprastos grandinės akies optinė sistema, kurioje yra tik vienas laužiamasis paviršius – priekinis ragenos paviršius – ir viena terpė – vidutinė akies medžiaga. Sumažėjusios akies rodiklius apskaičiavo sovietų gydytojas oftalmologas V.K. Verbitskis. Pagrindinės jo charakteristikos: pagrindinė plokštuma liečia ragenos viršūnę, ragenos kreivio spindulys yra 6,82 mm, anteroposteriorinės ašies ilgis yra 23,4 mm, akies terpės lūžio rodiklis yra 1,4, bendra lūžio galia akis yra 58,82 dioptrijos.
Visos šios savybės būdingos vidurinei akiai. Tiesą sakant, jie labai skiriasi. Taigi, ragenos lūžio galia svyruoja nuo 38-46 dioptrijų, lęšiuko - 15-23 dioptrijų, bendra akies lūžio galia - 52-71 dioptrija, akies ašies ilgis - 19-30 mm.
Kaip jau minėta, akis gali būti lyginama su vaizdų perdavimo įrenginiu, pavyzdžiui, televizijos siunčiančia kamera – vidikonu.
Kaip ir techninėse optinėse kamerose, akyje yra įtaisytas objektyvo nukreipimo į objektą – okulomotorinis aparatas – ir skirtingais atstumais esančių objektų vaizdų ryškumo reguliavimo – akomodacijos aparatas.
Oculomotorinis aparatas apima išorinius akies raumenis – po 6 kiekvienos akies raumenis: vidinį, išorinį, viršutinį ir apatinį tiesiosios žarnos, viršutinį ir apatinį įstrižinį. Dėl jų koordinuoto darbo akis nuolat daro ieškomus judesius ir, kai regėjimo lauke atsiranda naujas objektas, kuris patraukia dėmesį, daro posūkį (šuolį) taip, kad šio objekto vaizdas krenta ant centrinės duobės.
Sumažėjusios akys- randama formų, vedančių parazitinį arba požeminį gyvenimo būdą, gyvenančių urvuose ir dideliame gylyje, kur šviesa neprasiskverbia, ir apskritai panašiomis sąlygomis. Kartais, pavyzdžiui, su daugybe glaudžiai susijusių rūšių. jūrų vėžiagyvių Cymonomus, galima atsekti laipsnišką akių mažėjimą, priklausomai nuo šios rūšies buveinių gylio. Iš stuburinių R. akis mums atstovauja ciklostomos žuvys ir kai kurios urvinės žuvys, kurios veda pusiau parazitinį gyvenimo būdą. Tarp nėgio lervos - Ammocoetes - ciklostomų akis guli po oda ir neturi sklerozės ir ragenos, todėl akį judantys raumenys yra pritvirtinti prie prastai išsivysčiusio gyslainės. Lęšis, išlaikantis embriono ertmę suaugusio žiobrio viduje, užpildo didžiulę užpakalinės kameros dalį, o priešais yra pusmėnulio kūnas, kuris laikomas vietiniu Descemetinės membranos (membrana Descemetii) sustorėjimu, išklojančiu užpakalinę dalį. ragenos paviršius visiškai išsivysčiusioje akyje. Suaugusio žiobrio oda virš akies tampa skaidri ir gyvūnas pradeda matyti. Myxine, kuris dažnai prasiskverbia į Vidaus organai savininko, nebėra nei lęšiuko, nei rainelės, nei akių raumenų, o gyslainės plyšys išlieka visą gyvenimą, todėl akį iš esmės vaizduoja viena pirminė pūslelė. Urvinėse formose susidaro pagrindinės akies dalys, t. y. ir pirminė pūslelė, ir antrinė, t. y. lęšiukas, ir abu šie užuomazgos įvairiu laipsniu supaprastėja. įvairių formų. Tarp teleostų Amblyopsis, kuriame degeneracija vyksta toliau nei kitose, lęšiukas visiškai išnyksta, stiklakūnis nesivysto, taip pat pirminė pūslelė, visiškai praradusi ryšį su smegenimis, išsaugoma tik kaip rudimentinis organas be ertmės viduje ir su uždaru vyzdžiu. Išsivysčiusi sklerozė ir kai kurie raumenys. Kitoms formoms gali trūkti sklerozės ir raumenų, tačiau kitos dalys išlieka. Apskritai šiuo atžvilgiu pastebima didelė įvairovė (Eigenmann, 1899 ir 1902). Tarp varliagyvių, vedančių požeminį gyvenimo būdą, bekojis Grymnophiona ir kai kurios urvų formos pasižymi skirtingu akių sumažinimo laipsniu. Protėjo akys labai supaprastina ir mato Typhlomolge (Eigenmann, 1900) dar labiau. Jų akis yra po oda ir yra pirminė pūslelė su nedideliu kiekiu jungiamasis audinys, vaizduojantis stiklakūnį, ir su jungiamojo audinio membrana aplink, vaizduojančia kraujagyslių ir baltymų membraną. Nėra rainelės, lęšiuko, akių raumenų. Tinklainės sluoksniai taip pat yra sumažinti ir, atsižvelgiant į supaprastinimo laipsnį, yra reikšmingi individualūs skirtumai. Tarp roplių kai kurios gyvatės (Typhlopidae) turi požeminį gyvenimo būdą; tarp žinduolių kurmio akis guli po oda, o ne duobėje, yra mažo dydžio, taip pat turi keletą nedidelių, nors ir sumažėjusių, savo struktūros bruožų. Vienos rūšies (Talpa coeca) akių vokai susilieję, kitos (T. europaea) toks susiliejimas pasitaiko tik retkarčiais. Taip pat labai mažos graužikų žiurkių kurmių (Spalax) akys (o kai kurių rūšių vokai taip pat susilieję). Tą patį pastebi ir Madagaskaro kurmis Chrysochloris, banginių šeimos gyvūnas Platanista ir kt. Nors ryšys tarp akių mažinimo ir gyvenimo būdo labai aiškus, tačiau būtų per skubota daryti išvadą, kad pastarasis yra tiesioginė priežastis. sumažinimo. Kalbėdamas apie urvinius gyvūnus, Hamannas (1896) daro išvadą, kad jų akys išnyko visai ne todėl, kad jie gyvena tamsoje, o tik priklausomai nuo šios būklės akys galėjo išnykti nepakenkiant rūšiai. Netgi gali būti, kad kai kuriais pavidalais akys išnyko net tada, kai jos gyveno žemės paviršiuje. Lygiai tą patį samprotavimą galima pritaikyti giliavandenėms formoms. Jų akys sumažėjo ne todėl, kad jie gyvena tokiame gylyje, kur šviesos spinduliai neprasiskverbia, o tik priklausomai nuo šios būklės. Sumažėjimo priežastis, kaip ir urvų formose, tikriausiai slypi kūne. Matyt, atsiradus sąlygoms, kurioms esant akys pasirodo perteklinės, jos nepatenka į atrankos, kuri palaiko organą tam tikru lygmeniu, įtakos ir pradeda veikti panmiksijos (kv.) principas, t.y. abejingas kirtimas ir patirtis. formų, linkusių į normalią ar net progresuojančią organo būseną, ir tos, kurios linkusios regresuoti organą, o rezultatas – organo susilpnėjimas, lydimas stiprių individualių jo išsivystymo laipsnio svyravimų.
tema:
„Sumažėjusi akis. Lūžio ir optinė galia. Židinio nuotolio nustatymas"
Užbaigė: Kilmyamyatov Denis
Saranskas 2013 m
Sumažėjusi akis
Yra keletas sumažintos akies schemų.
Pateikiame duomenis iš sumažintos akies pagal Verbitsky, kurie yra artimiausi duomenims iš akies pagal Gulstrandą. Sumažėjusioje akyje yra tik vienas lūžio paviršius – ragena, o visa akis užpildyta vienalyte terpe, kurios lūžio rodiklis Nr. Štai kodėl abu mazginiai taškai sulimpa į vieną, sutampa su ragenos kreivio centru. Pagrindinės plokštumos taip pat susilieja į vieną, o vienas pagrindinis taškas sutampa su ragenos viršūne.
Vaizdo kūrimas sumažintai akiai
Vaizdo kūrimas sumažintoje akyje
supaprastinta tuo, kad tašką B" gauname tiesiog nubrėžę tiesę per taškus B ir N. Dėl y" gauname formules, panašias į (10) ir (11) formules; tačiau atkarpai l" dabar galima suteikti tam tikrą reikšmę. Iš 2 lentelės aišku, kad vertė, apskaičiuota virš l" = 16,6 mm, yra arti sumažintoje akyje priekinio židinio nuotolio f, paimto su priešingu ženklu. Yra tam tikras skirtumas (0,4 mm), bet, kaip dabar matysime, tai nėra atsitiktinis. Pagal geometrinės optikos dėsnius taško A paraksialinis vaizdas sistemos ašyje turėtų būti suformuotas taške, esančiame f" atstumu nuo antrojo pagrindinio taško. Sumažintoje akyje antrasis pagrindinis taškas sutampa su pirma ir guli ragenos viršūnėje. Atstumas f" turi būti skaičiuojamas nuo jo. Bet f" = 23,8 mm, o visas akies ilgis yra 23,4. Tai reiškia, kad taško A paraksialinis vaizdas yra už tinklainės, tik 0,4 mm toliau už tinklainę. Galima manyti, kad konstrukcijoje buvo padaryta kokia nors klaida. Tačiau esmė ta, kad savo samprotavimuose du kartus pabrėžėme, kad kalbame apie paraksialinius spindulius, t. y. spindulius, einančius arti sistemos ašies. Tik jie, eidami lygiagrečiai sistemos ašiai, susilieja ties sistemos ašimi. pagrindinis židinys.Spinduliai, kurie sklinda toliau nuo ašies, dėl sferinės aberacijos suartėja arčiau nei židinys.Todėl ryškiausias vaizdas gaunamas ne židinio plokštumoje, o kiek arčiau - geriausio fokusavimo plokštumoje, netoli kurio taško A guli yra tinklainėje“.
Taigi skirtumas tarp l ir |f| yra paklaidos ribose, kurią leidžiame pakeičiant plataus pluošto optiką paraksialiniu aproksimavimu. Todėl (10) ir (11) formules galima pakeisti formulėmis
y" = αf (12)
βy = -f/l (13)
Kai objektas artėja prie akies, t. y. kai absoliuti l reikšmė žymiai sumažėja, (12) ir (13) formulės nebegali būti taikomos. Vaizdo išlaikymas tinklainėje įmanomas tik padidinus optinę galią, arba, kaip dar vadinama, akies refrakciją F. Tikroje akyje tai pasiekiama padidinus lęšio paviršių kreivumą. Pažymime akomodatyvų priedą prie akies refrakcijos
▲F = l/|l| (14)
Formaliai ▲F = 0 tik |l| = ∞. Tiesą sakant, nakvynės galima nepaisyti jau |l| ≥ 5 m, t. y. neatsižvelgiama į akies refrakcijos priskyrimą 0,2 dioptrijos. Sumažėjusioje akyje į akomodaciją atsižvelgiama formaliu metodu: pagal Verbitsky, kiekvienai papildomos refrakcijos dioptrijai akies terpės lūžio rodiklis turi būti padidintas 0,004, o ragenos kreivio spindulys turi būti sumažintas. 0,04 mm. Tarkime, l = - 25 cm, t.y. |l| = 0,25 m, o ▲F = 4 dioptrijos. Kuriame
n"r = 1,40 + 4 0,004 = 1,416;
r" = 6,8 - 4 0,04 = 6,64 mm.
Kadangi redukuotoje akyje yra tik vienas laužiamasis paviršius, galime naudoti šiuo atveju gautą formulę
kur atstumai nuo ragenos viršaus iki objekto ir jo atvaizdo atitinkamai pažymėti l ir l"r.
Pakeitus F = 4 dioptrijų dydžių reikšmes į (16) ir (18) formules, gauname f"= 22,60 mm ir l"r = 24,1 mm. Įveskime reikšmę ▲l, kurios pokytis apibūdina vaizdo poslinkį akomodacijos metu: ▲l = l"r - lr, čia lr yra akies ilgis pagal Verbitskį. Kai ▲F = 4 dioptrijos ▲l = 0,7 mm, o tai yra pastebimai didesnis nei esant poilsio vietai, kai ▲l = 0,4 mm, t. y. vaizdas pasislenka 0,3 mm. Taigi, Verbitsky pasiūlytas metodas, skirtas atsižvelgti į akomodaciją, yra labai sudėtingas. Skaičiavimo tikslumas Atsižvelgti į akomodaciją galime manyti paprastesnį metodą, kuris, be to, suteikia žymiai mažesnį pokytį ▲l: padidinus akomodaciją viena dioptrija, ragenos spindulį sumažinti 0,1 mm ir išlaikyti lūžio rodiklį. indekso konstanta ir lygi 1,40, t.y. formulėse (15) - (18) apsvarstykite n"r = nr = 1,40. Šio skirtumo ▲l apskaičiavimo naudojant (16) ir (18) formules rezultatas pateiktas lentelėje. 3.
Sumažėjusios akies apgyvendinimas
Matyti, kad ▲l kinta tik 0,1 mm, o ne 0,3 mm, kaip apskaičiavo Verbitsky.
Akies aberacijos
Kaip ir bet kuri optinė sistema, akis turi būdingų nukrypimų. Vieną iš jų jau minėjome – sferinę aberaciją. Dabar turėtume šiek tiek daugiau pasakyti apie akių nukrypimus.
Bet kurios sistemos aberacijos, suteikiantys vaizdą, vadinami iškraipymais, kurie lemia tai, kad vaizdas pasirodo ne visai panašus į geometrinę objekto projekciją į plokštumą (ar kitos formos paviršių) ir kad pavaizduotas kiekvienas objekto taškas. ne kaip taškas, o kaip dėmė su gana sudėtingu ryškumo pasiskirstymu jame.
Sistemos ašyje yra stebimi sferinė ir chromatinė aberacija. Sferinės aberacijos diagrama parodyta pav.
Sferinės aberacijos diagrama
Kuo toliau nuo ašies eina jam lygiagretus spindulys, tuo arčiau objektyvo jis kerta ašį. Tolimiausi nuo ašies spinduliai praeis iš jos atstumu h = D/2, kur D yra į objektyvą patenkančio pluošto skersmuo, ir susilies taške Ah, esančiame ▲f" atstumu nuo taško A – paraksialinių spindulių židinys. Atkarpa ▲f" vadinama išilgine sferine aberacija, išreikšta ilgio vienetais.
Tačiau dažniausiai išilginis sferinė aberacija išreikštas dioptriais ir apskaičiuotas pagal formulę
Čia segmentų ilgis turi būti paimtas metrais. Jei ▲f" ≪ f", formulę galima supaprastinti:
Lūžio rodiklis nr priklauso nuo šviesos bangos ilgio. Todėl, jei balta šviesa patenka ant objektyvo, spinduliai skirtingos spalvos rinksis skirtingose vietose: violetinės rinksis arčiausiai objektyvo. Bet kurioje vietoje vietoj balto taško gausite dėmę, be to, ne baltą, o spalvotą. Vėlgi, galite atlikti skaičiavimą, panašų į skaičiavimą naudojant formulę (19), ir gauti chromatinės aberacijos vertę Axp.
Bet kuriame taške, kuris nėra sistemos ašyje, reikia atsižvelgti į kitas aberacijas. Meridionalinėje plokštumoje esantys spinduliai surenkami į tiesią atkarpą tokiu pat atstumu nuo lęšio, o sagitalinėje plokštumoje esantys spinduliai (ir plokštuma, einanti per pluošto ašį ir statmena dienovidinio plokštumai) surenkama į segmentą. skirtingu atstumu nuo objektyvo, statmenai pirmajam segmentui . Bet kurioje vietoje taško vaizdas gaunamas neryškios asimetrinės dėmės pavidalu. Ši aberacija vadinama įstrižų sijų astigmatizmas.
Kai kuriuose paviršiuose šis susiliejimas yra mažiausiai, ir čia turėtų būti ekranas, kad vaizdas būtų aiškiausias. Paprastai toks paviršius nėra lygus, o tai daugeliu atvejų yra labai nepatogu, pavyzdžiui, fotografuojant, kai kadro paviršius turi būti lygus. Geriausio fokusavimo paviršiaus nuokrypis nuo plokštumos vadinamas lauko kreivumu.
Taip pat yra aberacijų, kurios iškreipia viso vaizdo formą. Svarbiausias iš jų yra iškraipymas- padidinimo pokytis atsižvelgiant į atstumą nuo sistemos optinės ašies.
Kokios yra akies aberacijos?? Ivanovo teigimu, esant 4 mm vyzdžiui, akies sferinė aberacija yra Asf = 1 dioptrija. Chromatinė aberacija turi tą pačią reikšmę. Ar tai daug ar mažai? Kadangi akies refrakcija yra apie 60 dioptrijų, santykinė klaida akies refrakcija nesiekia dviejų procentų.
Tiksliau, aberacijos įvertinamos pagal jų įtakos akies skiriamajai gebai arba, kaip paprastai vadinama, regėjimo aštrumui. Regėjimo aštrumas V yra atvirkščiai proporcingas kampinės skiriamosios gebos ribai:
V = l/δ; (21)
δ paprastai išreiškiamas minutėmis. V yra bematis dydis.
Gydytojai paprastai laiko norma V = 1. Iš tikrųjų V priklauso nuo daugelio sąlygų, pirmiausia nuo fono ryškumo l.
Vyzdžio skersmuo taip pat priklauso nuo įvairių veiksnių, net nuo žmogaus emocijų. Bet vis tiek iš esmės vyzdžio dr skersmuo priklauso nuo ryškumo. Vidutiniškai ši priklausomybė išreiškiama formule
kur th yra hiperbolinė liestinė; dr - gaunamas milimetrais.
Apie regėjimo aštrumą plačiau pakalbėsime vėliau. Dabar tiesiog sakykime, kad esant šviesumui L = 20 cd/m2 dr = 3,7 mm ir δ = 0,64". Jei pereisime prie difrakcijos formulės (3) ir apskaičiuosime δ, kai d = 0,37 cm, tada, perskaičiuojant radianus per minutę (l " = 2,91 10-4), gauname beveik tokią pačią reikšmę δ = 0,63. Taigi iš tikrųjų regėjimo aštrumą riboja ne aberacijos, o difrakcija. Būtent toks reikalavimas keliamas šiuolaikiniams, gerai pakoreguotiems lęšiams: jų skiriamoji geba, bent jau matymo lauko centre, turi būti difrakcinė. Tolesnis aberacijų taisymas nebepadeda padidinti skiriamosios gebos.
Chromatinė aberacija, maždaug lygus sferinei, atrodo pavojingesnis: suteikia ne šiaip išsibarsčiusią, bet spalvotą dėmę. Tačiau į Kasdienybė niekada nepastebime spalvotų kraštinių aplink matomus objektus. Juos galima aptikti tik specialiai sukurtų eksperimentų metu. Chromatinę aberaciją galima nesunkiai ištaisyti pastačius lęšį prieš akį su priešingo ženklo chromatine aberacija. Eksperimentai su tokio tipo lęšiais buvo atlikti ne kartą. Tačiau jų naudojimas praktiškai nepakeitė nei akies regėjimo aštrumo, nei objektų išvaizdos matymo lauke. Akies sferinę aberaciją buvo bandoma koreguoti lęšiais. Ir šiuo atveju regėjimo aštrumo pagerėjimo nepastebėta.
Pažymėtina, kad apskaičiuojant spindulių kelią schematinėje akyje pagal Gullstrandą, gauname sferinę aberaciją, kuri viršija stebimą tikroje akyje. Tai paaiškinama tuo, kad Gulstrandas ragenos kreivio spindulį laikė pastoviu, tačiau iš tikrųjų ragenos periferinėje zonoje kreivio spindulys yra didesnis nei centrinėje. Padidinus spindulį, sumažėja lūžio galia, t.y., padidinti židinio nuotolį [žr. (16) formulė] ir, atitinkamai, kraštutinių spindulių židinį priartinti prie paraksialinių spindulių židinio. Pastaruoju metu technologijose pradėti naudoti lęšiai su asferiniais paviršiais, nors jų tiksli gamyba yra kupina didelių sunkumų.
Taigi, optinė sistema akys koreguojamos pakankamai gerai, kad būtų galima visapusiškai išnaudoti visas šviesos banginės prigimties teikiamas galimybes.
Refrakcija akyje
Akis yra įprastos fotokameros optinis atitikmuo. Jame yra lęšių sistema, diafragmos sistema (vyzdys) ir tinklainė, ant kurios fiksuojamas vaizdas.
Akies lęšiuko sistema sudaryta iš keturių refrakcijos terpių: ragenos, vandeninės kameros, lęšiuko ir stiklinio korpuso. Jų lūžio rodikliai labai nesiskiria. Οʜᴎ yra 1,38 ragenai, 1,33 vandens kamerai, 1,40 lęšiui ir 1,34 stiklakūnis(2 pav.).
Ryžiai. 2. Akis kaip lūžio terpių sistema (skaičiai yra lūžio rodikliai)
Šviesa lūžta šiuose keturiuose laužiamuosiuose paviršiuose: 1) tarp oro ir ragenos priekinio paviršiaus; 2) tarp nugaros paviršius ragena ir vandens kamera; 3) tarp vandens kameros ir priekinio lęšio paviršiaus; 4) tarp užpakalinio lęšiuko paviršiaus ir stiklakūnio kūno.
Stipriausia refrakcija atsiranda ragenos priekiniame paviršiuje. Ragena turi mažą kreivio spindulį, o ragenos lūžio rodiklis labiausiai skiriasi nuo oro lūžio rodiklio.
Lęšio lūžio galia yra mažesnė nei ragenos. Tai sudaro maždaug trečdalį visos akies lęšių sistemos lūžio galios. Šio skirtumo priežastis yra ta, kad lęšį supantys skysčiai turi lūžio rodiklius, kurie labai nesiskiria nuo lęšio lūžio rodiklio. Jei lęšiukas pašalinamas iš akies, jį supa oras, jo lūžio rodiklis yra beveik šešis kartus didesnis nei akies.
Objektyvas puikiai veikia svarbi funkcija. Jo kreivumą galima keisti, o tai užtikrina puikų fokusavimą į objektus, esančius skirtingais atstumais nuo akies.
Sumažinta akis yra supaprastintas tikrosios akies modelis. Tai schematiškai vaizduoja įprastos žmogaus akies optinę sistemą. Sumažėjusią akį vaizduoja vienas lęšis (viena refrakcijos terpė). Sumažintoje akyje visi tikrosios akies laužiamieji paviršiai sumuojami algebriškai ir sudaro vieną laužiamąjį paviršių.
Sumažinta akis leidžia atlikti paprastus skaičiavimus. Bendra terpės laužiamoji galia yra beveik 59 dioptrijos, kai objektyvas pritaikytas tolimų objektų matymui. Centrinis sumažintos akies taškas yra 17 milimetrų prieš tinklainę. Spindulys iš bet kurio objekto taško patenka į sumažintą akį ir praeina per centrinį tašką be lūžio. Kaip stiklinis lęšis formuoja vaizdą ant popieriaus lapo, akies lęšių sistema formuoja vaizdą tinklainėje. Tai sumažintas, tikras, apverstas objekto vaizdas. Smegenys formuoja objekto suvokimą vertikalioje padėtyje ir tikrojo dydžio.
Akies struktūra yra optiškai lygiavertė įprastas fotoaparatas. Jame yra objektyvo sistema, kintamos diafragmos sistema (vyzdys) ir tinklainė, atitinkanti fotojuostos.
Nuosavas indeksas oro refrakcija yra 1, ragenos - 1,38, vandeninio humoro - 1,33, lęšiuko (vidutiniškai) - 1,4 ir stiklakūnio - 1,34.
Sumažėjusi akis. Jei algebriškai sudėsime visus akies laužiamuosius paviršius ir laikysime juos vienu lęšiu, akies optika gali būti supaprastinta ir schematiškai pavaizduota kaip sumažinta akis (tai naudinga norint supaprastinti skaičiavimus). Manoma, kad sumažintoje akyje yra vienas laužiamasis paviršius, jo centrinis taškas yra 17 mm atstumu prieš tinklainę, o bendra laužiamoji galia yra 59 dioptrijos, jei lęšiukas prisitaiko prie žvilgsnio toli. .
Maždaug 2/3 iš 59 dioptrijų bendra akies lūžio galia patenka ant priekinio ragenos paviršiaus (ne į akies lęšiuką). Taip yra todėl, kad ragenos lūžio rodiklis labai skiriasi nuo oro, o lęšio lūžio rodiklis labai nesiskiria nuo vandeninio ir stiklakūnio humoro rodiklių.
Generolas akies lęšio lūžio galia, kai jis normaliai yra akyje ir iš visų pusių apsuptas skysčio, yra tik 20 dioptrijų, t.y. ji sudaro maždaug 1/3 visos akies lūžio galios. Tačiau lęšio reikšmė ta, kad veikiant nerviniam reguliavimui jo kreivumas gali žymiai padidėti, suteikdamas akomodaciją, kas bus aptarta vėliau šiame skyriuje.
Vaizdo formavimas tinklainėje. Kaip stiklinis lęšis fokusuoja vaizdą ant popieriaus lapo, optinė akies sistema sufokusuoja vaizdą į tinklainę. Nors objekto vaizdas tinklainėje yra apverstas, mūsų protas objektą suvokia teisingai, nes smegenys yra „išmokytos“ žiūrėti į apverstą vaizdą kaip įprastą.
Vaikams lęšio lūžio galia akys gali padidėti nuo 20 dioptrijų iki 34 dioptrijų, t.y. apgyvendinimas yra maždaug 14 dioptrijų. Tai atsiranda dėl lęšio formos pasikeitimo iš vidutiniškai išgaubto lęšio į labai išgaubtą. Apgyvendinimo mechanizmas yra toks.
Jauname žmoguje objektyvas susideda iš patvarios elastinės kapsulės, užpildytos klampiu baltymu, bet skaidraus skysčio. Jei kapsulė nėra ištempta, lęšis yra beveik sferinės formos. Tačiau aplink lęšį yra apie 70 kabamųjų raiščių, išsidėsčiusių radialiai, traukiančių lęšio kraštus link išorinės akies obuolio orbitos. Šie raiščiai yra pritvirtinti prie priekinės sienos gyslainė o akies tinklainė ir yra nuolat ištempti. Raiščių įtempimas lemia tai, kad kada normaliomis sąlygomis objektyvas išlieka palyginti plokščias.
Tačiau vietoje raiščių tvirtinimas prie akies obuolys Yra ciliarinis raumuo, kuriame yra du atskiri lygiųjų raumenų skaidulų rinkiniai - dienovidiniai ir žiediniai. Meridiano skaidulos eina nuo kabamųjų raiščių periferinių galų iki ragenos ir skleros jungties. Susitraukus šioms raumenų skaiduloms, periferinės lęšiuko raiščių dalys jų prisitvirtinimo vietoje pasislenka medialine kryptimi, į ragenos kraštus, o jų įtempimo laipsnis mažėja ir lęšiukas išsilaisvina nuo traukos.
Apvalūs pluoštai yra aplink raiščių prisitvirtinimo vietą, o jiems susitraukus atliekamas į sfinkterį panašus veiksmas, sumažinantis apskritimo, kurio perimetrą tvirtinami raiščiai, skersmenį; tai taip pat veda prie raiščių įtempimo ir lęšio kapsulės atpalaidavimo.
Taigi, bet kurio rinkinio sumažinimas ciliarinio raumens lygiųjų raumenų skaidulos sumažina raiščių įtampą, taigi ir lęšiuko kapsulę, kurios forma dėl natūralaus elastingumo artėja prie sferinės.
Apgyvendinimas reguliuojamas parasimpatinių nervų. Ciliarinis raumuo beveik visiškai reguliuojamas signalais iš parasimpatinių nervų, perduodamų į akį išilgai III poros. kaukolės nervas iš jo branduolio smegenų kamiene. Šių nervų stimuliacija veda prie abiejų ciliarinių raumenų skaidulų rinkinių susitraukimo, o tai sumažina raiščių įtampą, dėl to lęšiukas tampa storesnis ir padidėja jo laužiamoji galia. Tai leidžia akiai sufokusuoti arčiau esančius objektus, nei esant mažesnei laužiamajai galiai. Todėl norint nuolat aiškiai sufokusuoti objektą, kai jis artėja prie akies, į ciliarinį raumenį patenkančių parasimpatinių impulsų skaičius turi palaipsniui didėti.
