Як влаштовані очі і як вони працють

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 зімітував то, 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 інформацію, що надходить до них інформацію і відправляють її в мозок по зоровому нерву.

Будова очей

Але для того, щоб промені світла, що надходять в око з усіх боків, сфокусувалися на такій невеликій площі, яку займає сітківка, вони повинні зазнати переломлення 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 переломлює світло. Для бачення віддалених предметів кришталик стає більш плоским.

Властивість кришталика змінювати свою здатність заломлення силу, а разом з цим і фокусну точку всього очі, називається акомодацією.

  Принцип акомодації 

В ламанні світла бере участь також речовина, яким заповнена велика частина (2/3 обсягу) очного яблука – склоподібне тіло. Воно складається з прозорого желеобразного речовини, яка не тільки бере участь в ламанні світла, але також забезпечує форму очі і його нестисливі.

Світло надходить на кришталик не по всій передній поверхні ока, а через маленький отвір – зіниця (ми бачимо його як чорний кружок в центрі очі). Розмір зіниці, а значить, кількість надходить світла, регулюється спеціальними м’язами. Ці м’язи знаходяться в райдужній оболонці, навколишнього зіницю (райдужка). 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 покрито міцної білкової оболонки 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 рогівки. У 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 цилиарном, або ресничном, ТІЛО. У його товщі розташована циліарного 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 очі, заповнені прозорою, светопреломляющей рідиною, яка живить рогівку і кришталик.

Захист очі забезпечують також повіки – верхнє і нижнє – і вії. У товщі століття знаходяться слізні залози. Рідина, яку вони виділяють, постійно зволожує слизову оболонку ока.

Під століттями 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 щодо оптичної осі.

М’язи забезпечують не тільки повороти очного яблука, а й 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, округляється, коли людина розглядає далекі предмети.

Якщо в оптичній системі є зміни, то в таких галузях з’являються короткозорість або далекозорість. У людей, які 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 розтягнення щільної оболонки очного яблука (склери) в передньо-задньому напрямку. Око замість кулястої набуває форму еліпсоїда. Через такого подовження поздовжньої осі ока зображення предметів фокусуються не на самій 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 укорочено в поздовжньому напрямку. Світлові промені при цьому стані збираються за сітківкою. Для того щоб такий очей добре бачив, перед ним потрібно помістити збирають – “плюсові” окуляри.

Корекція короткозорості (А) і далекозорості (Б) 

Підсумовуємо все, що було сказано вище. Світло входить в око через рогівку, проходить послідовно крізь рідину передньої камери, кришталик і склоподібне тіло, і в кінцевому підсумку потрапляє на сітківку, що складається з світлочутливих клітин

А тепер повернемося до пристрою фотоапарата. Роль светопреломляющей системи (кришталика) в фотоапараті відіграє система лінз. Діафрагма, яка регулює розмір світлового пучка, який надходить в об’єктив, грає роль зіниці. А & quot; сітківка & quot; фотоапарата – це фотоплівка (в аналогових фотоапаратах) або світлочутлива матриця (в цифрових фотоапаратах). Однак важлива відмінність сітківки від світлочутливої ​​матриці фотоапарата полягає в тому, що в її клітинах відбувається не тільки сприйняття світла, а й початковий аналіз зорової інформації і виділення найбільш важливих елементів зорових образів, наприклад напрямку і швидкості руху об’єкта, його розмірів.

Принцип роботи фотоапарата

На сітківці ока і світлочутливої ​​матриці фотоапарата формується зменшене перевернуте зображення зовнішнього світу – результат дії законів оптики. Але ви бачимо світ не перекинути, тому що в зоровому центрі мозку відбувається аналіз отриманої інформації з урахуванням цієї & quot; поправки & quot;.

А ось новонароджені бачать світ перевернутим приблизно до трьох тижнів. До трьох тижнях мозок навчається перевертати побачене.

Відомий такий цікавий експеримент, автор якого – Джордж М. Стреттон з Каліфорійского університету. Якщо людині надіти 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 & quot; перевернутого & quot; світу навколо нього, і навіть все менше усвідомлює, що навколишній світ перевернутий; у нього формуються нові зорово-рухові координації. Якщо після цього зняти окуляри-перевертні, то у людини знову відбувається порушення орієнтації в просторі, яке незабаром проходить. Цей експеримент демонструє гнучкість роботи зорового апарату і мозку в цілому.