Глаз человека установлен на рассматривание дальних предметов: параллельные лучи, идущие от сильно удаленной светящейся точки, сходятся на сетчатке, и, следовательно, на ней находится фокус. Поэтому расстояние OFот сетчатки до узловой точки О является для глаза фокусным расстоянием. Если принять его равным17 мм, то преломляющая сила глаза будет равна:
Аккомодация. Аккомодацией называют способность глаза видеть предметы на разном от него расстоянии. При аккомодации меняется кривизна хрусталика за счет сокращения ресничной мышцы (рис. 62). Она приближается к хрусталику, ослабевает натяжение цинновой связки, которая прикрепляется к его капсуле. Капсула расслабляется, и хрусталик, переставая испытывать ее давление, становится более выпуклым. Это сопровождается увеличением преломляющей силы и перемещением точки схождения лучей, идущих от ближнего предмета на сетчатку. Наименьшее расстояние ~ предмета до глаза, на котором этот предмет еще ясно видим,
Рис. 62. Механизмы аккомодации:
А — состойние покоя; Б — аккомодация: / — роговица; 2 — радужная оболочка; 3 — хрусталик; 4 — цииновы связки; 5 — ресничная мышца расслаблена; ё — ресничная мышца сокращена.
определяет положение ближней точки ясного видения, а наибольшее расстояние — дальней точки ясного видения. При расположении предмета в ближней точке аккомодация максимальна, в дальней — аккомодация отсутствует.
Разность преломляющих
сил глаза при максимальной аккомодации и при ее покое называют силой аккомодации. Величина аккомодации различна у разных людей. Она колеблется в зависимости от возраста. Максимальное ее значение составляет 14Д так что преломляющая сила глаза может возрасти до 73D: к 59Dв покое прибавляется 14D, соответствующих силе аккомодации.
Рефракция. Преломляющие свойства нормального глаза называют рефракцией. Глаз без всяких нарушений рефракции, соединяющий параллельные лучи в фокусе на сетчатке, называют эммтропическим (рис. 63,Л). Если параллельно идущие лучи сходятся за сетчаткой, то глаз с таким отклонением от обычной рефракции называют гиперметропическим, или дальнозорким (рис. 63, Б). В этом случае плохо видимы близко расположенные предметы. Если же лучи сходятся перед сетчаткой, то глаз называют миопическим, близоруким (рис. 63, В). При таком нарушении рефракция плохо видимы далеко расположенные предметы.
Причина близорукости и дальнозоркости заключается в не-1 стандартной величине глазного яблока и в необычной преломляющей силе.
Большая величина переднезаднего диаметра глазного яблока, или большая преломляющая сила, сопровождается близорукостью малый диаметр, или малая преломляющая сила,— дальнозоркостью. При близорукости необходимы очки вогнутыми стеклами, которые рассеивают лучи; при дальнозоркости — с двояко выпуклыми.
Рис. 63. Схема рефракции:
А — нормальный глаз; Б — дальнозоркий глаз; В — близорукий глаз.
К отклонению рефракции относится также астигматизм. Он связан с тем, что преломляющие поверхности имеют разную кривизну в разных меридианах. Поэтому лучи, попадающие на них, неодинаково преломляются и сходятся не в одной точке. Этот недостаток в очень слабой степени присущ всякому глазу. Если посмотреть на рисунок 64, где одинаковые по толщине линии расположены горизонтально и вертикально, то одни из них кажутся более тонкими, другие — более толстыми. В тех случаях, когда эта аномалия рефракции сильно выражена, требуется подбор специальных цилиндрических стекол.
К особенностям преломляющих свойств любого глаза относится явление сферической аберрации.
Оно заключается в том, что лучи, проходящие через периферические участки хрусталика, преломляются сильнее, чем лучи, идущие через центральные его части (рис. 65). Поэтому центральные и периферические лучи сходятся не в одной точке. Однако эта особенность преломления не мешает ясному видению предмета, так как радужная оболочка не пропускает лучи и тем самым устраняются те из них, которые проходят через периферию хрусталика.
Неодинаковое преломление лучей разной длины волны называют хроматической аберрацией.
Острота зрения. Глаз человека воспринимает две точки пространства как раздельные даже при очень маленьком расстоянии между ними. Такую способность глаза называют остротой зрения. Острота зрения определяется наименьшим углом зрения, а следовательно, наименьшим расстоянием между рассматриваемыми точками, при котором они видны еще как раздельные. Для нормального глаза острота зрения определяется углом в 1'. Ему соответствует расстояние между изображениями точек на сетчатке в 5 мкм. Поскольку размер палочки колеблется от 2 до 5 мкм, принято
Рис. 64. Чертеж для выявления астигматизма.
Рис. 65. Схема, поясняющая явление сферической аберрации.
Лучи, падающие на периферию хрусталика и на его центральные участки, сходятся в разных точках А и Б.
считать, что для видения двух точек раздельными необходимо, чтобы между двумя возбужденными точками было не менее одной невозбужденной.
Практически для определения остроты зрения пользуются таблицами, в которых имеется несколько рядов цифр, букв или фигур, разных в каждом ряду по величине. Для получения относительной величины, характеризующей остроту зрения, следует расстояние, с которого испытуемый может без ошибок узнавать буквы или фигуры, разделить на расстояние, указанное возле данного ряда. Для нормального глаза острота зрения составляет единицу.
Бинокулярное зрение. При бинокулярном зрении предмет виден одиночным лишь в том случае, если его изображение возникает на идентичных участках обеих сетчаток. Идентичными точками сетчатки двух глаз называют области центральных ямок и все точки, расположенные от нее на одинаковом расстоянии и в одном и том же направлении (рис. 66). Остальные, несовпадающие точки сетчаток называют неидентичными. При попадании лучей на неидентичные точки изображение предмета оказывается раздвоенным.
Чтобы лучи от предмета попали на идентичные точки, необходимо сведение осей зрения на предмете. Сведение осей зрения на предмете называют конвергенцией. Конвергенция осуществляется путем вращения глазных яблок, которое происходит при сокращении шести наружных глазных мышц (рис. 67). Все мышцы, кроме нижней косой, прикрепляются к фиброзному кольцу, расположенному вокруг отверстия, из которого выходит зрительный нерв. Наружная прямая поворачивает глазное яблоко наружу, внутренняя — внутрь, верхняя прямая — вверх и одновременно наружу, нижняя прямая — вниз и внутрь. Верхняя косая мышца поворачивает глазное яблоко вниз и наружу, нижняя косая — вверх и наружу.
Рис. 66. Ход лучей при бинокулярном зрении:
А — фиксирование взором ближнего предмета; Б — фиксирование взором дальнего предмета; 1,4 -идентичные точки сетчатки; 2.3 — неидентичные (диспаратные) точки.
Рис. 67. Расположение глазных мышц:
I— верхняя прямая; 2 — верхняя косая; 3 — внутренняя прямая; 4 — нижняя прямая; 5 — нижняя
косая; 6 — наружная прямая.
Предметы, расположенные близко и далеко, нельзя одновременно отчетливо видеть. Если свести оси зрения на ближнем предмете, то дальний предмет будет при этом раздваиваться (рис. 66).
Зрение двумя глазами значительно облегчает восприятие пространства и глубины расположения предмета. Оценка расстояния до предмета может быть произведена и одним глазом. При рассматривании ближних предметов напрягается ресничная мышца; чем ближе предмет, тем сильнее ее напряжение. Степень напряжения мышцы дает представление о расстоянии до предмета. Способствует оценке расстояний также и то, что близкие предметы дают большее изображение на сетчатке, чем далекие. Однако наиболее точная оценка расстояния до тех или иных предметов пространства осуществляется при зрении двумя глазами. Чем ближе расположен предмет, тем сильнее должны быть повернуты глазные яблоки для сведения на нем осей зрения. Степень сокращения соответствующих мышц дает представление об удаленности предмета от глаза.
Зрение двумя глазами способствует определению формы предмета, его объема. При рассматривании предмета одна часть лучей, идущих от него, попадает на идентичные участки сетчаток, а другая — на неидентичные, но смещенные относительно друг друга на очень небольшое расстояние. Поэтому при рассматривании предмета поочередно то одним, то другим глазом мы видим его неодинаково: часть деталей видима и одним и другим глазом, часть только правым или только левым. Это дает представление об объемности предмета.