|
|
|
|
Дефекты зрения
У человека с хорошим зрением глаз в ненапряженном состоянии собирает параллельные лучи в точке, лежащей на сетчатке глаза. При нарушении зрения изображения удаленных предметов в случае ненапряженного глаза могут оказаться либо перед сетчаткой - близорукость, либо за сетчаткой - дальнозоркость (рис. 4.2.1).
|
2 |
|
Рисунок 4.2.1. Изображение удаленного предмета в глазе: a – нормальный глаз; b – близорукий глаз; с – дальнозоркий глаз. |
Расстояние наилучшего зрения у близорукого глаза меньше, а у дальнозоркого больше, чем у нормального глаза. Для исправления дефекта зрения служат очки. Для дальнозоркого глаза необходимы очки с положительной оптической силой (собирающие линзы), для близорукого – с отрицательной оптической силой (рассеивающие линзы).
Для наблюдения удаленных предметов оптическая сила линз должна быть такой, чтобы параллельные пучки фокусировались на сетчатке глаза. Глаз должен видеть через очки мнимое прямое изображение удаленного предмета, находящееся в дальней точке аккомодации данного глаза. Если, например, дальняя точка аккомодации близорукого глаза находится на расстоянии 80 см, то применяя формулу тонкой линзы получим:
d = 7, f = –0,8 м, следовательно, 
дптр.
Следует отметить, что у дальнозоркого глаза дальняя точка аккомодации мнимая, то есть ненапряженный глаз фокусирует на сетчатке сходящийся пучок лучей. Потому при рассмотрении удаленных предметов очки для дальнозоркого глаза должны превращать параллельный пучок лучей в сходящийся, то есть обладать положительной оптической силой.
Очки для «ближнего зрения» (например, для чтения) должны создавать мнимое изображение предмета, находящегося на расстоянии d0 = 25 см (то есть на расстоянии наилучшего зрения нормального глаза), на расстоянии наилучшего зрения данного глаза. Пусть, например, близорукий глаз имеет расстояние наилучшего зрения 16 см. По формуле тонкой линзы получим: 
f = –0,16 м, следовательно, 
дптр. Вследствие сужения области аккомодации у многих людей очки для ближнего зрения должны обладать большей (по модулю) оптической силой по сравнению с очками для рассматривания удаленных предметов.
Рис. 4.2.2 иллюстрирует коррекцию дальнозоркого и близорукого глаза с помощью очков.
|
3 |
|
Рисунок 4.2.2. Подбор очков для чтения для дальнозоркого (a) и близорукого (b) глаза. |
Предмет A располагается на расстоянии d = d0 = 25 см наилучшего зрения нормального глаза. Мнимое изображение A' располагается на расстоянии f, равном расстоянию наилучшего зрения данного глаза.
Кратковременная парктическая работа
Задание: исправьте дефекты зрения, подобрав соответствующие линзы.
Другие дефекты глаза.
Все недостатки, присущие оптическим системам, характерны и для глаза. Например, дифракция ограничивает разрешающую способность глаза (остроту зрения): нельзя увидеть раздельно две точки, если они расположены под углом, меньшим 1'.
Хроматическая аберрация также присуща глазу. Однако из-за чувствительности сетчатки глаза к очень небольшой части электромагнитного спектра, а также из-за того, что показатель преломления хрусталика возрастает к его центру, эта аберрация ослаблена. По этой же причине ослаблена и сферическая аберрация, тем более, что зрачок пропускает весьма узкий пучок.
Очевидно, что на сетчатке возникает перевернутое изображение всех предметов. Но мозг, перерабатывая полученную зрительную информацию и сопоставляя ее с опытом, воспринимает предметы правильно.
Бинокулярное зрение.
Рассматривая предмет двумя глазами, мы получаем на сетчатке каждого из них несколько различные изображения. В то же время мы воспринимаем один предмет, но видим его стереоскопически, т. е. объемно. Представление о глубине пространства возникает благодаря тому, что, направляя оба глаза на один объект, мы усилием глазных мышц поворачиваем их так, чтобы их оптические оси пересекались на предмете. Угол a между осями называется углом конвергенции. Расстояние между глазами (база) равно b= 5 см, а расстояние до предмета d>25 см. Следовательно, угол конвергенции a=b/d меняется от нуля (дальняя точка) до 10° (ближняя точка).
Одновременные и непроизвольные аккомодация и конвергенция позволяют оценить глубину пространства и расстояние до предметов значительно лучше, чем при зрении одним глазом. Увеличивая искусственно базу с помощью биноклей или стереотруб, можно оценить расстояние до удаленных предметов точнее, чем невооруженным глазом.
