Какое изображение получается на сетчатке глаза человека

Предел углового разрешения глаза составляет около 1´. Предел углового разрешения зависит от многих факторов, таких как контраст объекта, интенсивность освещения, диаметр зрачка и длина волны. Предел разрешения также увеличивается при удалении изображения от центральной ямки и наличии зрительных нарушений.

Построение глаза

Точкой входа зрительного нерва является макула. Чуть выше находится желтая макула – область наиболее четкого зрения. Линия, проходящая через центр макулы и центр хрусталика, называется осью зрения. Помимо кровеносных сосудов, радужка содержит большое количество пигментных клеток; в зависимости от их содержания и глубины, радужка различается по цвету. Когда в радужке нет цветного вещества, она кажется красной от крови, содержащейся в кровеносных сосудах, которые ее пронизывают. В этом случае глаза плохо защищены от света и иногда страдают от фотофобии (альбинизм), но в темноте глаза с темным цветом имеют преимущество в остроте зрения.

Когда нарушено восприятие одного цвета, может быть нарушено цветовое зрение. Известны три разновидности частичной цветовой аномалии: “красно-слепая”, “фиолетово-слепая” и “зелено-слепая”. Впервые нарушение цветового зрения было обнаружено у известного английского химика Дж. Дальтона: он не воспринимал красный цвет. Этот дефект зрения стал известен как дальтонизм. Цветовая слепота вызвана изменением мужской хромосомы и встречается у 5-8% мужчин и только у 0,4% женщин. Одиночные волокна зрительного нерва расположены в большей части макулы. За пределами макулы одно волокно зрительного нерва всегда поддерживает целые группы колбочек или палочек. По этой причине только в фовеа и макуле глаз может различать мелкие детали, в других областях сетчатки целые группы элементов, занимающие относительно большую площадь, и при этом он передает свое раздражение по одиночному нервному волокну, и воспринимаемый сознанием образ становится грубым, лишенным деталей. Любое отклонение изображения от фовеа влечет за собой снижение резкости изображения, а когда изображение сходит с макулы, различение мелких деталей объекта полностью исчезает. Периферическая часть сетчатки в основном используется для пространственной ориентации.

На сетчатке есть особое место, расположенное не на оптической оси, а немного в стороне от нее, около височной части головы, называемое макулой из-за своего цвета. Эта часть сетчатки имеет небольшое центральное углубление в центре – центральную фовеа. Сетчатка становится тоньше в макуле по направлению к фовеа, почти все ее промежуточные слои исчезают, и остаются практически только палочки и колбочки с их нервными окончаниями. В самой фовеа нет палочек, поэтому все дно выстлано исключительно колбочками. Диаметр макулы составляет около 1 мм, а соответствующее поле зрения глаза – 6-8°. Диаметр центральной ямки составляет 0,4 мм, а поле зрения – 1°.
Для коррекции близорукости изображение бесконечно удаленной точки должно быть построено в точке, которую глаз видит без напряжения, – дальней точке. Для коррекции близорукости используют отрицательные очки (рис. 2.7 б), которые строят перед глазом изображение бесконечно удаленной точки.

Строение глаза

Совокупное действие излучения на сетчатку воспринимается как белый свет; излучение, содержащее одну определенную длину волны (монохроматическое), воспринимается как цветное. Потоки излучения одинакового размера, но соответствующие разным длинам волн, вызывают неодинаковую стимуляцию сетчатки и поэтому производят впечатления, отличающиеся не только по длине волны (цвету), но и по интенсивности. Наиболее сильное воздействие на глаз оказывает желто-зеленый свет с длиной волны 550-570 нм. Адаптация к темноте происходит, когда мы переходим от более высокой яркости к более низкой. Если глаз изначально сталкивался с высокой яркостью, колбочки работали, в то время как палочки были ослеплены, родопсин выцветший черный пигмент проникал в сетчатку, блокируя колбочки от света. Если внезапно яркость видимых поверхностей сильно уменьшится, зрачок сначала откроется шире, впуская в глаз больше света. Затем черный пигмент начнет покидать сетчатку, родопсин будет восстанавливаться, и только когда его будет достаточно, она начнет функционировать с помощью палочек.

Преломление света в глазу происходит в основном на его внешней поверхности – роговице, или корнеа, а также на поверхности хрусталика. Радужная оболочка определяет диаметр зрачка, который может изменяться под действием непроизвольных мышечных усилий от 1 до 8 мм. Астигматизм чаще всего бывает врожденным, но может стать результатом хирургического вмешательства или травмы глаза. Помимо дефектов зрительного восприятия, астигматизм обычно сопровождается быстрой утомляемостью глаз, снижением зрения и головными болями.

При астигматизме в одном глазу сочетаются эффекты близорукости, дальнозоркости и нормального зрения. Например, может быть так, что для вертикального сегмента фокусное расстояние равно нормальному фокусному расстоянию, а для горизонтального сегмента оно больше нормального фокусного расстояния. Тогда глаз будет близоруким в горизонтальном участке и не сможет четко видеть горизонтальные линии на бесконечности, но будет четко различать вертикальные линии. На близком расстоянии, благодаря аккомодации, глаз отлично различает вертикальные линии, но горизонтальные линии размыты.
Помимо родопсина и йодопсина, в фундусе имеется еще один черный пигмент, роль которого заключается в защите фотосенсорного аппарата от чрезмерного светового раздражения. В отсутствие светового раздражения зерна этого пигмента располагаются на задней поверхности сетчатки. Однако под воздействием света зерна начинают двигаться в направлении падающего света. Они проникают в слои сетчатки и поглощают большую часть световой энергии, что не позволяет свету в значительной степени раздражать палочки и колбочки.

Строение глаза

При гиперметропии легкой степени зрение вдаль и вблизи хорошее, но человек может жаловаться на быструю утомляемость и головные боли при работе. При умеренной дальнозоркости зрение на дальние расстояния хорошее, но зрение вблизи ухудшается. При высокой дальнозоркости ухудшается зрение как вдаль, так и вблизи, поскольку глаз исчерпал все свои возможности сфокусироваться на изображении на сетчатке, даже для более удаленных объектов. Близорукость может быть врожденной, но чаще всего она возникает в детском и подростковом возрасте, и близорукость увеличивается по мере увеличения длины глазного яблока. Истинной близорукости обычно предшествует так называемая ложная близорукость – спазм аккомодации. В этом случае, когда зрачок расширяется, а мышцы ресниц расслабляются, зрение приходит в норму.

Световая адаптация – это процесс приспособления глаза при переходе от низкой яркости к высокой. В этом случае наблюдается обратный ряд явлений: раздражение палочек, вызванное быстрым распадом родопсина, чрезвычайно сильно, они “слепнут”, и даже колбочки, еще не защищенные зернами черного пигмента, раздражаются слишком сильно. Только после достаточно длительной адаптации глаза к новым условиям, неприятное ощущение ослепления проходит, и глаз получает полное развитие всех зрительных функций. Легкая адаптация занимает 8-10 минут. Например, поток оранжевых лучей () мощностью 1 Вт вызывает световое впечатление той же интенсивности, что и поток зеленых лучей () мощностью 0,5 Вт. Таким образом, относительный коэффициент спектральной чувствительности для оранжевых лучей составляет . Если мы хотим получить одинаковое зрительное впечатление для 760 нм и 555 нм, лучистый поток должен быть в 20 000 раз сильнее.

В основе восприятия цвета лежат сложные физико-химические процессы, происходящие в зрительных рецепторах. Существует три типа “колбочек”, которые проявляют наибольшую чувствительность к трем основным цветам видимого спектра: