У повсякденному житті ми з вами часто використовуємо пристрій, який за своєю будовою дуже схоже на око і працює за таким же принципом. Це фотоапарат. Як і багато в чому іншому, винайшовши фотографію, людина просто імітував те, що вже існує в природі! Зараз ви переконаєтеся в цьому.
Око людини за формою - неправильний куля діаметром приблизно 2,5 см. Цей шар називають очним яблуком. В око надходить світло, яке відбивається від оточуючих нас предметів. Апарат, який сприймає цей світ, знаходиться на задній стінці очного яблука (зсередини) і називається СІТКІВКОЮ. Він складається з декількох шарів світлочутливих клітин, які обробляють надходить до них інформацію і відправляють її в мозок по зоровому нерву.
Будова очі
Але для того, щоб промені світла, що надходять до очей зі всіх боків, сфокусувалися на такій невеликій площі, яку займає сітківка, вони повинні зазнати заломлення і сфокусуватися саме на сітківці. Для цього в очному яблуці є природна двоопуклої лінзи - КРИШТАЛИК. Він знаходиться в передній частині очного яблука.
Кришталик здатний змінювати свою кривизну. Зрозуміло, він робить це не сам, а з допомогою спеціальної циліарного м'яза. Щоб налаштуватися на бачення близько розташованих об'єктів, кришталик збільшує кривизну, стає більш опуклим і сильніше заломлює світло. Для бачення віддалених предметів кришталик стає більш плоским.
Властивість кришталика змінювати свою заломлюючу силу, а разом з цим і фокусну точку всього ока, називається АКОМОДАЦІЄЮ.
Принцип акомодації
В ламанні світла бере участь також речовина, якою заповнена велика частина (2/3 об'єму) очного яблука - склоподібне тіло. Воно складається з прозорого желеподібного речовини, яка не тільки бере участь в ламанні світла, але також забезпечує форму ока та його нестисливість.
Світло потрапляє на кришталик не по всій передній поверхні ока, а через маленький отвір - зіниця (ми бачимо його як чорний кружок в центрі ока). Розмір зіниці, а значить, кількість світла, що надходить, регулюється спеціальними м'язами. Ці м'язи знаходяться в райдужній оболонці, навколишнього зіниця (РАЙДУЖЦІ). Райдужка, крім м'язів, містить пігментні клітини, які визначають колір наших очей.
Райдужна оболонка
Поспостерігайте за своїми очима в дзеркало, і ви побачите, що якщо на око направити яскраве світло, то зіниця звужується, а в темряві він, навпаки, стає великим - розширюється. Так очної апарат захищає сітківку від згубної дії яскравого світла.
Зовні очне яблуко покрите міцною білковою оболонкою товщиною 0,3-1 мм - СКЛЕРИ. Вона складається з волокон, утворених білком колагеном, і виконує захисну і опорну функцію. Склера має білий колір з молочним відливом, за винятком передньої стінки, яка прозора. Її називають РОГІВКОЮ. В рогівці відбувається первинне заломлення променів світла
Під білковою оболонкою знаходиться СУДИННА ОБОЛОНКА, яка багата кровоносними капілярами і забезпечує клітини очі харчуванням. Саме в ній знаходиться райдужка із зіницею. По периферії райдужка переходить в ЦИЛІАРНЕ, або РІСНИЧНЕ, ТІЛО. У його товщі розташована циліарний м'яз, яка, як ви пам'ятаєте, змінює кривизну кришталика і служить для акомодації.
Між рогівкою і райдужкою, а також між райдужкою і кришталиком знаходяться простору - камери ока, заповнені прозорою, светопреломляющей рідиною, яка живить рогівку і кришталик.
Захист ока забезпечують також повіки - верхнє та нижнє - і вії. У товщі повік знаходяться слізні залози. Рідина, яку вони виділяють, постійно зволожує слизову оболонку ока.
Під повіками знаходиться 3 пари м'язів, які забезпечують рухливість очного яблука. Одна пара повертає очей вліво і вправо, інша - вгору і вниз, а третя обертає його відносно оптичної осі.
М'язи забезпечують не тільки повороти очного яблука, але і зміна його форми. Справа в тому, що око в цілому теж бере участь у фокусуванні зображення. Якщо фокус знаходиться за межами сітківки очей трохи витягується, щоб бачити зблизька. І навпаки, округлюється, коли людина розглядає далекі предмети.
Якщо в оптичній системі є зміни, то в таких очах з'являються короткозорість або далекозорість. У людей, що страждають цими захворюваннями, фокус потрапляє не на сітківку, а перед нею або за нею, і тому вони бачать всі предмети розмитими.
Короткозорість і далекозорість
При короткозорості в оці відбувається розтягування щільної оболонки очного яблука (склери) в передньо-задньому напрямку. Очей замість кулястої набуває форму еліпсоїда. З-за такого подовження поздовжньої осі ока зображення предметів фокусуються не на сітківці, а перед нею, і людина прагне все наблизити до очей або користується окулярами з розсіюючими ("мінусовими") лінзами для зменшення заломлюючої сили кришталика.
Далекозорість розвивається, якщо очне яблуко вкорочено в поздовжньому напрямку. Світлові промені при цьому стані збираються за сітківкою. Для того щоб такий очей добре бачив, що перед ним потрібно помістити збирають - "плюсові" окуляри.
Корекція короткозорості і далекозорості (Б)
Підсумовуємо все, що було сказано вище. Світ входить в око через рогівку, проходить послідовно крізь рідину передньої камери, кришталик і склоподібне тіло, і зрештою потрапляє на сітківку, що складається з світлочутливих клітин
А тепер повернемося до пристрою фотоапарата. Роль светопреломляющей системи (кришталика) у фотоапараті відіграє система лінз. Діафрагма регулює розмір світлового пучка, який надходить в об'єктив, грає роль зіниці. А "сітківка" фотоапарата - це фотоплівка (у аналогових фотоапаратах) або світлочутлива матриця (у цифрових фотоапаратах). Проте важлива відмінність сітківки від світлочутливої матриці фотоапарата полягає в тому, що в її клітинах відбувається не тільки сприйняття світла, але і початковий аналіз зорової інформації і виділення найбільш важливих елементів зорових образів, наприклад напрямку і швидкості руху об'єкта, його розмірів.
 |
Робота ока
|
 |
Принцип роботи фотоапарата |
До речі...
На сітківці ока і світлочутливої матриці фотоапарата формується зменшене перевернуте зображення зовнішнього світу - результат дії законів оптики. Але ви бачимо світ не перевернутим, тому що в зоровому центрі мозку відбувається аналіз отриманої інформації з урахуванням цієї поправки".
А ось новонароджені бачать світ перевернутим приблизно до трьох тижнів. До трьох тижнів мозок навчається перевертати побачене.
Відомий такий цікавий експеримент, автор якого - Джордж М. Стрэттон з Калифорийского університету. Якщо людині одягти окуляри, які перевертають зоровий світ догори ногами, то в перші дні у нього відбувається досконала дезорієнтація в просторі. Але вже через тиждень людина звикає до "переверненому" світу навколо нього, і навіть все менше усвідомлює, що навколишній світ перевернуть; у нього формуються нові зорово-рухові координації. Якщо після цього зняти окуляри-перевертні, то у людини знову відбувається порушення орієнтації в просторі, який незабаром проходить. Цей експеримент демонструє гнучкість роботи зорового апарату і мозку в цілому.
