A. Глаз
Глаз как оптическая система
Глаз человека — это почти шарообразное тело, которое называют глазным яблоком. Внешняя твердая оболочка 1 (рис. 16.51), называемая склерой, защищает внутренность глаза от механических повреждений. На передней поверхности склера переходит в тонкую прозрачную роговицу 2; остальная ее часть непрозрачна, имеет белый цвет и называется белком. С внутренней стороны к склере прилегает сосудистая оболочка, состоящая из кровеносных сосудов, питающих глаз. Эта оболочка в передней части переходит в радужную оболочку 3, окрашенную у разных людей в различный цвет. Радужная оболочка имеет в середине отверстие, называемое зрачком 5, диаметр которого может изменяться рефлекторно (без участия сознания) в зависимости от количества падающего света: при ярком освещении зрачок уменьшается, при слабом — увеличивается. На внутренней поверхности сосудистой оболочки расположена сетчатая оболочка 9 (сетчатка), представляющая собой разветвления зрительного нерва 10 с нервными окончаниями в виде палочек и колбочек, которые являются светочувствительными элементами.
Между роговицей и радужной оболочкой находится водянистая жидкость 4. За зрачком расположен хрусталик 6 — прозрачное упругое тело, имеющее форму двояковыпуклой линзы. Циллиарная мышца 7 может изменять форму хрусталика, а значит, и его оптическую силу. Остальную часть глаза до задней стенки (глазного дна) занимает прозрачное полужидкое стекловидное тело 8.
Свет, падающий в глаз, преломляется на передней поверхности глаза, в роговице, хрусталике и стекловидном теле (т.е. в оптической системе глаза), и на сетчатке образуется действительное, уменьшенное, перевернутое изображение рассматриваемых предметов (рис. 16.52). Раздражение окончаний зрительного нерва на сетчатке передается в мозг, корректируется им, и в результате предмет воспринимается человеком прямым.
Размер изображения на сетчатке зависит от размеров предмета и расстояния от него до оптического центра O глаза, т.е. зависит от угла \(\varphi\), под которым рассматривается предмет. Этот угол называют углом зрения. С приближением к нам предмета угол зрения возрастает, и изображение на сетчатке тоже увеличивается. Установлено, что если угол зрения между двумя раздельными точками рассматриваемого предмета \(\varphi>1',\) изображение этих точек на сетчатке глаза попадает на разные нервные окончания, и мы эти точки видим раздельными. Если же \(\varphi<1',\) то изображения двух разных точек предмета попадают на одно нервное окончание, и мы их видим слившимися.
С оптической точки зрения глаз напоминает фотоаппарат (см. § 16.16). Роль объектива выполняет хрусталик, диафрагмой является зрачок, крышкой объектива служат веки. Подобно совершенным современным фотоаппаратам, глаз автоматически наводится на резкость — изменением кривизны хрусталика (аккомодация), автоматически диафрагмируется — сужением зрачка. Глаз дает цветное изображение, "запоминает" зрительные образы.
Мышца, фиксирующая хрусталик, может изменить его кривизну. Изменение кривизны хрусталика определяет способность глаза к аккомодации. Аккомодацией называется изменение оптической силы глаза.
Способность глаза к аккомодации обеспечивает возможность получения на сетчатке резких изображений предметов, находящихся на различных расстояниях. Нормальный глаз при расслабленной циллиарной мышце дает на сетчатке отчетливое изображение удаленных предметов. С помощью мышечного усилия, увеличивающего кривизну хрусталика, глаз осуществляет наводку на нужное расстояние. Но аккомодация глаза имеет предел. Наименьшее расстояние (расстояние наилучшего зрения) d0, на котором можно рассматривать детали без большого напряжения, у нормального глаза равно 25 см.
Литература
Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — С. 484-486.
