Дефекты зрения и их устранение физика

Если дальняя точка глаза бесконечно удалена, то такой глаз называют нормальным или эмметропическим. При этом глаз хорошо различает предметы и вдали, и вблизи. Это означает, что оптический аппарат глаза (роговица и хрусталик) имеют фокусное расстояние, равное длине оси глаза, и фокус в этом случае попадает точно на сетчатку. При эмметропии изображение от далеко расположенных предметов фокусируется в центральной ямке сетчатки – наиболее чувствительной области воспринимающего аппарата глаза. Несовпадение дальней точки с бесконечно удаленной называют аметропией глаза.

Глазу свойственны три основных недостатка:

• миопия (близорукость), при которой лучи от бесконечно удаленного точечного источника фокусируются перед сетчаткой (рис. 2.6 а).
• гиперметропия (дальнозоркость), при которой истинный фокус лучей от бесконечно удаленного предмета лежит за сетчаткой (рис. 2.6 б).
• астигматизм, при котором преломляющая способность глаза различна в разных плоскостях, проходящих через его оптическую ось.

У новорожденного глаз немного сдавлен в горизонтальном направлении, поэтому у глаза есть небольшая дальнозоркость, которая проходит по мере роста глазного яблока.

При небольшой дальнозоркости зрение вдаль и вблизи хорошее, но могут быть жалобы на быструю утомляемость, головную боль при работе. При средней степени дальнозоркости зрение вдаль остается хорошим, а вблизи – затруднено. При высокой дальнозоркости плохим становится зрение и вдаль, и вблизи, так как исчерпаны все возможности глаза фокусировать на сетчатке изображение даже далеко расположенных предметов.

Аметропия глаза выражается в диоптриях как величина, обратная расстоянию от первой поверхности глаза до дальней точки (рис. 2.7 а), рис. 2.8 а)), выраженной в метрах:

Оптическая сила линзы, необходимая для коррекции близорукости или дальнозоркости, зависит не только от величины аметропии, но и от расстояния от очков до глаза. Контактные линзы располагаются вплотную к глазу, поэтому их оптическая сила равна аметропии.

Например, если при близорукости дальняя точка находится перед глазом на расстоянии 50 см, то , то есть для исправления такой близорукости нужны отрицательные очки с оптической силой .

Слабая степень аметропии считается до 3 диоптрий, средняя – от 3 до 6 диоптрий и высокая степень – свыше 6 диоптрий.

2.4.3. Астигматизм

Причина астигматизма лежит либо в неправильной, несферичной форме роговицы (в разных сечениях глаза, проходящих через ось, радиусы кривизны неодинаковы), либо в нецентричном по отношению к оптической оси глаза положении хрусталика. Обе причины приводят к тому, что для различных сечений глаза фокусные расстояния оказываются неодинаковыми.

При астигматизме в одном глазу сочетаются эффекты близорукости, дальнозоркости и нормального зрения. Может, например, случиться, что для вертикального сечения фокусное расстояние равно нормальному, а для горизонтального – больше нормального. Тогда глаз окажется в горизонтальном сечении близоруким и не сможет видеть ясно горизонтальных линий на бесконечности, а вертикальные будет четко различать. На близком расстоянии благодаря аккомодации глаз прекрасно различит вертикальные линии, а горизонтальные будут расплывчатыми.

Астигматизм чаще всего является врожденным, но может стать следствием операции или глазной травмы. Кроме дефектов зрительного восприятия, астигматизм обычно сопровождается быстрой утомляемостью глаз, понижением зрения и головными болями.

Исправление астигматизма возможно при помощи цилиндрических (собирательных или рассеивающих) линз. Астигматизм обычно сочетается с другими дефектами зрения – близорукостью или дальнозоркостью, поэтому астигматические очки содержат чаще всего и сферические, и цилиндрические элементы.

Дефект зрения – это что такое? Ответ на поставленный вопрос вы узнаете из представленной статьи. Кроме того, вы получите информацию о том, с какими глазными проблемами люди сталкиваются чаще всего, и как от них можно избавиться.

Общая информация

В медицинской практике дефект зрения часто называют аномалией рефракции. Такие аномалии — самые распространенные глазные проблемы. Суть этой группы заболеваний заключается в том, что оптическая система глаза неспособна сфокусировать световые лучи на сетчатке, которая является нашим регистратором световых раздражителей. Основным признаком и следствием этого патологического состояния является плохое зрение.

Дефект зрения и его структура

Данное отклонение может носить разный характер. Сегодня выделяется несколько распространенных дефектов зрения, а именно:

• астигматизм;
• близорукость, или так называемая миопия;
• дальнозоркость, или же гиперметропия;
• дальтонизм, или цветовая слепота;
• цветовая агнозия.

Чтобы понять, по какой причине возникает тот или иной дефект зрения, следует рассмотреть особенности представленных отклонений более подробно.

Астигматизм

Причиной развития такого патологического состояния является неверно сформированная роговая оболочка зрительного органа. Следует также отметить, что на развитие астигматизма оказывает непосредственное влияние смещение хрусталика глаза по отношению к оси преломления. Обе названные причины влекут за собой различия в расстояниях, которые крайне необходимы для фокусировки «картинки».

Такой дефект зрения в одном глазу может сочетать в себе эффекты дальнозоркости, близорукости и нормального зрения.

Близорукость, или так называемая миопия

Близорукость может развиться по нескольким причинам. Первой является удлинение глаза при сохранении правильного преломления. Что касается второй причины, то это чересчур мощное оптическое преломление, которое составляет более 60-ти диоптрий, при длине зрительного органа в пределах нормы. Оба представленных отклонения негативно влияют на получение нормального изображения. Другими словами, картинка не способна сфокусироваться на глазной сетчатке, а располагается внутри глазного яблока. Таким образом, на сетчатку проникает только сфокусированное изображение каких-либо предметов, находящихся на небольшом расстоянии от человека.

Чтобы скорректировать такой дефект зрения, пациентам часто прописывают специальные очки, помогающие построить более четкую картинку. В этом случае человек может рассматривать предметы вдалеке без особого напряжения. Для того чтобы близорукий пациент видел более четко, используются минусовые линзы, приближающие удаленные объекты.

Дальнозоркость, или же гиперметропия

Такой дефект развивается вследствие чрезмерно слабого оптического преломления в зрительных органах при сохранении нормальной длины глазного яблока. Следует особо отметить, что причиной дальнозоркости становится и укорочение глазного яблока при условии сохранности преломляющей оптической силы.

Вследствие того, что дальнозоркий глаз не способен создать фокус на сетчатке, напряжение мышц значительно возрастает. Такое явление постепенно изменяет искривление хрусталика, что в свою очередь приводит к приспособлению зрительного органа под сложившиеся условия. Однако и этого не хватает для нормальной фокусировки получаемого изображения.

При рассмотрении предметов, находящихся вблизи глаз, мышечные ткани данного органа напрягаются еще сильней. Другими словами, чем ближе расположен объект, тем дальше на сетчатке возникает его изображение.

Какие существуют способы устранения дефектов зрения, а точнее, дальнозоркости? Для коррекции такого отклонения используют очки с плюсовыми линзами. Они достаточно хорошо помогают в построении изображения.

Как известно, при рождении малыша его глаза немного сдавливаются по горизонтали. Именно поэтому все маленькие дети несколько дальнозорки. Однако в процессе развития их зрение постепенно нормализуется.

Если степень дальнозоркости у человека небольшая, то зрение вдали и вблизи может быть нормальным. Но при этом люди будут жаловаться на сильные головные боли и усталость глаз. Если же степень дальнозоркости средняя, то это проявляется плохим зрением вблизи.

Дальтонизм, или цветовая слепота

Такой дефект представляет собой врожденное заболевание, которое чаще всего наблюдается у мужчин. Суть данного отклонения заключается в том, что у больных нарушается правильное восприятие цвета, регулируемое фоторецепторными клетками (колбочками) в глазной сетчатке. Если какого-либо типа колбочек у человека не хватает, то у него присутствует цветовая слепота.

Цветовая агнозия

Цветовая агнозия – это разновидность такого отклонения, как зрительная агнозия. При таком заболевании пациент с сохранным цветовым зрением может неправильно различать цвета. Также существует симультанная и буквенная агнозия. Диагностика подобных отклонений требует проведения тщательного обследования у невролога. Определить вид агнозии можно при помощи специальных тестов.

Лечение такого заболевания заключается в активной терапии того отклонения, которое привело к поражению отдельно взятых участков головного мозга. Очень часто агнозия не излечивается, доставляя огромный дискомфорт пациенту.

Дефект зрения, типичный для классической мигрени

Мигрень с типичной аурой чаще встречается у лиц мужского пола. При этом у пациентов могут наблюдаться зрительные нарушения. Как правило, они проявляются в виде сверкающих точек, молниеподобных вспышек, зигзагов, шаров, после чего развивается довольно сильный приступ головной боли. Интенсивность таких явлений наблюдается на протяжении нескольких минут или секунд. Довольно часто сверкающие образы сменяются выпадением некоторых участков полей зрения. Следует особо отметить, что такие нарушения иногда сочетаются с онемением лица, половины тела и языка, а также со слабостью в конечностях и нарушением нормальной речи.

Дефекты зрения и их коррекция

Большинство людей рождаются с хорошим и даже отличным зрением. Каковы причины его ухудшения по мере взросления и старения человека? Какие патологии в оптической системе глаза вызывают дефекты зрения? И как устранить факторы, приводящие к этим дефектам?

Наши последующие рассуждения будут более понятными, если вы ознакомитесь со строением глаза и механизмом возникновения оптического изображения, перейдя по ссылке — http://www.doklad-na-temu.ru/fizika/zrenie.htm.

Дефекты зрения

Самые распространенные глазные проблемы вызываются дефектами хрусталика и сетчатки. Основной их симптом — плохое зрение, но причины их вызывающие весьма различны.

Классификация зрительных патологий

Нормальным считается зрение, при котором пучок параллельных лучей, попадающий в глаз, фокусируется на сетчатке. При этом человек прекрасно видит как близкие, так и удаленные предметы. Это достигается за счёт изменения преломляющей силы хрусталика.

Но существует ряд причин, при которых аккомодация в полном объёме невозможна. В этом случае изображение может формироваться не на сетчатке, а либо перед ней, либо за пределами глазного яблока.

Близорукие люди хорошо видят, когда предмет располагается к глазу ближе расстояния наилучшего зрения (25 см). Дальнозоркие — наоборот более чётко различают удаленные предметы.

Очень часто дальнозоркость и близорукость отягощается астигматизмом. Это достаточно сложная патология, вызываемая нарушениями формы либо хрусталика, либо самого глаза. Человек, страдающей этим дефектом зрения, не всегда одинаково чётко видит вертикальные и горизонтальные очертания предметов, т. е. зрительные картины кажутся размытыми и искривленными. А необходимость длительного напряжения зрения при астигматизме может вызвать головную боль.

В 1794 англичанин Джон Дальтон издает небольшую книжицу, в которой описывает зрительный недуг, которым был поражен он, его три брата и сестра — они не различали красный цвет. Серьёзность этой проблемы, получившей название дальтонизма, стала очевидной, когда во Франции произошло крушение пассажирского поезда. Как оказалось, машинист, страдал цветовой слепотой, поэтому не среагировал на красный цвет светофора. Итак, дальтонизм — это полная или частичная цветовая слепота.

Человек может не различать красно-зелёные, сине-зеленые или сине-жёлтые тона. Иными словами, дальтоник воспринимает их как одинаковые цвета. Она возникает из-за отсутствия на сетчатке части колбочек, отвечающих за цветовое зрение. Чаще всего эта патология носит наследственный характер.

Коррекция дефектов зрения

Дефекты зрения могут быть вызваны разными причинами. И в зависимости от их характера используют различные методы для коррекции зрительных патологий: различные типы очков, корригирующие упражнения, хирургическое вмешательство.

Близорукость может быть вызвана врожденной патологией формы глазного яблока — тогда сетчатка слишком удалена от хрусталика. Но чаще всего причиной миопии является слишком большая преломляющая сила хрусталика.

Ослабить этот показатель можно путём ношения очков с отрицательной оптической силой. Например, —0,5 дптр или — 2 дптр.

Линзы таких очков вогнутые. Правильно подобранные очки сместят изображение на сетчатку глаза, и пациент будет видеть четкое изображение окружающих предметов. Близорукость чаще всего развивается в школьные годы. Но почему?

В школьном возрасте резко возрастает нагрузка на глаза. Работа с обычными учебниками и электронными носителями информации (компьютерами и планшетами, ридерами и телевизорами) — приводит к перенапряжению глазной мышцы. Такое постоянное нарушение зрительного режима вызывает нарушение питания глаза и неполную аккомодацию хрусталика.

Дальнозоркость чаще всего развивается у пожилых людей. В силу возрастных изменений к 40—50 годам мышцы, управляющие аккомодацией хрусталика, ослабевают, уменьшается и его эластичность. Поэтому его рефракция будет недостаточной. Дальнозоркость называют «болезнью длинных рук». Поскольку люди, страдающие дальнозоркость инстинктивно отодвигают книгу или газету подальше от глаз. При этом изображение смещается ближе к сетчатке. Человек видит немного лучше.

Радикальную помощь таким пациентам оказывает ношение очков с положительной оптической силой. Например, +1,5 дптр или +3 дптр.

Виды очков

Самыми распространенными видами являются монофокальные очки, обеспечивающие нормальное зрение лишь на определенном расстоянии. При смене деятельности — чтении, а затем рассмотрении удалённых предметов, человек часто вынужден пользоваться двумя парами очков — очки для дали и для близи. Это неудобство устраняется использованием очков с бифокальными линзами. Их стекла состоят из двух зон: верхняя для дали, а нижняя—для чтения.

Между этими зонами резкая граница, что доставляет человеку определенные неудобства. Этого недостатка лишены мультифокальные линзы, в которых оптическая сила возрастает постепенно — от верхней к нижней части.

Особого внимания заслуживают контактные линзы. Их используют как для терапевтических, так и для эстетических целей, поскольку они позволяют изменять цвет глаз. Они изготавливаются из специальных прозрачных материалов и надеваются прямо на глазное яблоко. Контактные линзы не ограничивают свободу движения и поэтому чрезвычайно удобны при занятиях спортом.

Микрохирургия глаза

К хирургическому вмешательству прибегают, когда остальные корригирующие методики не приводят к радикальному улучшению зрения. Большинство микрохирургических операций выполняют амбулаторно или прибегают к непродолжительной госпитализации больного. Например, при катаракте, когда требуется замена помутневшего хрусталика.

Офтальмологи используют современные материалы и технологии, выполняют вмешательство в тонкие структуры глаза под микроскопом.

Достаточно широкое распространение получила лазерная коррекция зрения, при которой хирург восстанавливает изменившуюся форму роговицы, возвращая изображение на сетчатку глаза.

Совсем недавно мир узнал об операциях по вживлению бионического глаза. Такое необычное устройство представляет собой очки с установленной крохотной камерой, играющие роль оптической системы глаза.

Отсутствующие у таких пациентов фоторецепторы, скомпенсированы микрочипом, снабженным несколькими десятками микроэлектродов и вживленным в зону сетчатки. С помощью электронного устройства раздражения, получаемые чипом, преобразуются в электрические импульсы и поступают в зрительный отдел мозга. Там и формируется изображение окружающих предметов. Пока пациент видит лишь их размытые чёрно-белые контуры. Но для абсолютно слепого человека это целый мир, внезапно открывший перед ним.

Как сохранить зрение

Мы подошли к очень важной части нашей беседы. Зрение — это бесценный подарок природы, которого можно лишиться при беспечном к нему отношении.

Чтобы сохранить это драгоценное окно в мир, необходимо соблюдать простые правила:

• прежде всего — позаботиться о качестве освещения;
• при чтении, работе с компьютером необходимо каждые полчаса давать глазам пятиминутный отдых и чередовать эту деятельность с играми и прогулками на свежем воздухе;
• использовать солнцезащитные очки с ультрафиолетовой защитой;
• очень важно поддерживать в тонусе глазные мышцы, выполняя специальные упражнения для глаз хотя бы раз в сутки;
• важно включать в ваш ежедневный рацион питания продукты, содержащие витамин А.

Будьте уверены — ваше зрение благодарно отзовется за проявленную заботу. Выполнение наших советов должно стать таким же обязательным ритуалом как ежедневная гигиена. И тогда вы сохраните прекрасное зрение на долгие-долгие годы.

mozok.click

Глаз как оптическая система. Дефекты зрения и их коррекция

Орган зрения человека — глаз — одно из самых совершенных и в то же время самых простых оптических устройств. Как устроен глаз? Почему некоторые люди плохо видят и как скорректировать их зрение? С какими обенностями зрения связано производство мультипликационных фильмов? Об этом вы узнаете из данного параграфа.

Вспоминаем строение глаза

Глаз человека — это оптическая система, состоящая из нескольких оптических элементов, которые в совокупности предназначены для создания изображения.

Глаз (см. рис. 16.1) имеет форму шара диаметром примерно 2,5 см. Снаружи глаз покрыт плотной непрозрачной оболочкой — склерой. Передняя часть склеры переходит в прозрачную роговую оболочку — роговицу, которая действует как собирающая линза и вместе с глазной жидкостью обеспечивает 75 % способности глаза преломлять свет. Изнутри склера покрыта сосудистой оболочкой, которая в передней части глаза переходит в радужную оболочку — радужку. В центре радужки расположено круглое отверстие — зрачок. Зрачок сужается при увеличении освещенности и расширяется при ее ослаблении.

Способность глаза приспосабливаться к изменению освещенности называют адаптацией.

За зрачком расположен хрусталик — собирающая линза, которая благодаря скрепленным с ней мышцам может изменять свою кривизну, а значит, оптическую силу.

В создании изображения принимает участие и стекловидное тело — прозрачная студенистая масса, заполняющая пространство между хрусталиком и сетчаткой.

Свет, попадающий в глаз, преломляется в роговице, глазной жидкости, хрусталике и стекловидном теле. В результате на сетчатке образуется действительное, уменьшенное, перевернутое изображение предмета (рис. 16.2).

Выясняем, почему человек видит как отдаленные предметы, так и расположенные рядом

Если у человека хорошее зрение, он видит четкими как далеко, так и близко расположенные предметы. Такое возможно потому, что при изменении расстояния до предмета хрусталик изменяет свою кривизну, то есть изменяет свою оптическую силу.

Способность хрусталика изменять свою кривизну при изменении расстояния до рассматриваемого предмета называют аккомодацией.

Если человек смотрит на удаленные предметы, то лучи, исходящие от этих предметов и попадающие в глаз, практически параллельны. В этом случае глаз наиболее расслаблен (вспомните: задумавшись, мы смотрим как будто вдаль). Чем ближе расположен предмет, тем сильнее напрягается глаз (мышцы глаза увеличивают кривизну хрусталика).

Наименьшее расстояние, на котором глаз видит предмет практически не утомляясь, называют расстоянием наилучшего зрения.

Для человека с нормальным зрением расстояние наилучшего зрения — примерно 25 см (именно на таком расстоянии он держит книгу при чтении).

Узнаём об инерции зрения

Если мы будем быстро перемещать в темноте бенгальский огонь, то увидим светящиеся фигуры, образованные «огненным контуром». Во время быстрого вращения карусели ее разноцветные лампы, сливаясь, выглядят для нас как кольца. Наши глаза все время мигают, при этом мы не замечаем, что на некоторый интервал времени предмет, на который мы смотрим, становится невидимым.

Описанные явления объясняются инерцией зрения. Дело в том, что, после того как изображение предмета исчезает с сетчатки глаза (предмет перемещают, прекращают освещать, заслоняют непрозрачным экраном и т. п.), зрительный образ, вызванный этим предметом, сохраняется в течение 0,1 с.

Инерцию зрения широко используют в анимационном кино. Картинки на экране сменяются очень быстро (24 раза в секунду), и во время их смены экран не освещается, однако зритель этого не замечает, — он просто видит

ряд чередующихся картинок. Так на экране создается иллюзия движения.

Сколько картинок нужно нарисовать художнику, чтобы получить мультипликационный фильм продолжительностью всего 10 мин?

На инерции зрения также основано применение стробоскопа. (Стробоскоп представляет собой источник света, излучающий световые вспышки через малые равные интервалы времени.) При фотографировании объектов, освещенных стробоскопом, получают стробоскопические фотографии (рис. 16.3).

Узнаём о недостатках зрения и их коррекции

С точки зрения физики глаз — оптическая система, основные элементы которой — роговица, глазная жидкость, хрусталик, стекловидное тело. Свет преломляется в этой оптической системе, и в результате на сетчатке образуется уменьшенное, действительное, перевернутое изображение предмета.

После того как изображение предмета исчезает с сетчатки глаза, зрительный образ, вызванный этим предметом, хранится в сознании человека в течение 0,1 с. Это свойство называют инерцией зрения.

1. Назовите оптические элементы глаза и их функции. 2. Как реагирует зрачок на изменение освещенности? 3. Почему человек с нормальным зрением может одинаково четко видеть как далеко, так и близко расположенные предметы? 4. Что такое инерция зрения? Приведите примеры. 5. Какой недостаток зрения называют близорукостью? дальнозоркостью? Как их можно скорректировать?

1. Оптическая сила линз бабушкиных очков -2,5 дптр. Определите фокусное расстояние этих линз. Какой недостаток зрения у бабушки?

2. На каком минимальном расстоянии от глаза человек с нормальным зрением должен держать зеркальце, чтобы, не утомляясь, видеть четкое изображение глаза?

3. Почему, чтобы лучше видеть, близорукий человек щурится?

4. Почему даже в чистой воде человек без маски плохо видит?

5. Мальчик держит книгу на расстоянии 20 см от глаз. Определите оптическую силу линз, необходимых мальчику, чтобы читать книгу на расстоянии наилучшего зрения для нормального глаза.

6. Проведите аналогию между фотоаппаратом и глазом человека. Какие функции глаза выполняют разные части фотоаппарата? При необходимости обратитесь к дополнительным источникам информации.

7. Воспользуйтесь дополнительными источниками информации и узнайте о методах профилактики дефектов зрения. Как можно исправить зрение?

Возьмите разные очки и предложите несколько способов, с помощью которых можно определить, какой недостаток зрения (близорукость или дальнозоркость) корректирует каждая пара. Проверьте, «работают» ли эти способы.

Физика и техника в Украине

Александр Теодорович Смакула (1900-1983) — выдающийся украинский физик и изобретатель. Использовав понятие квантовых осцилляторов, А. Т. Смакула смог объяснить радиационную окраску кристаллов и вывести количественное математическое соотношение, известное в науке как «формула Смакулы». Работы ученого создали предпосылки для синтеза витаминов А, В2 и др., а процесс трансформации кристаллического углерода называют теперь «инверсией Смакулы».

В 1935 г. А. Т. Смакула сделал открытие, благодаря которому его имя навсегда останется в истории мировой науки, — способ улучшения оптических устройств («просветление оптики»). Суть открытия в том, что поверхность линзы покрывают слоем специального материала толщиной 1/4 длины падающей волны (десятые доли микрометра), что значительно уменьшает отражение света от поверхности линзы и в то же время увеличивает контрастность изображения. Данное открытие получило очень широкое применение, ведь линзы являются основным элементом большинства оптических устройств (фотоаппаратов, биноклей, микроскопов и т. д.).

2000 год был объявлен ЮНЕСКО годом А. Т. Смакулы.

подводим итоги РАЗДЕЛА II «Световые явления»

1. Изучив раздел II, вы узнали, что мы видим окружающий мир благодаря тому, что тела вокруг нас отражают свет или сами являются источниками света.

2. Вы узнали о законах геометрической оптики.

законы геометрической оптики

3. Вы ознакомились с опытами И. Ньютона и выяснили, что белый свет состоит из света разных цветов. Свет разных цветов распространяется в вакууме с одинаковой скоростью (c = 3 10 8 м/с), а в среде — с разной.

4. Вы научились строить изображения в плоском зеркале и линзах.

5. Вы ознакомились с оптическими устройствами, в которых используют линзы.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ К РАЗДЕЛУ II «Световые явления»

Задания 1-8 содержат только один правильный ответ. 1. (1 балл) Какое оптическое явление иллю

стрирует фотография (рис. 1)?

а) отражение света;

б) поглощение света;

в) дисперсию света;

г) преломление света.

2. (1 балл) Какой закон подтверждается существованием солнечных и лунных затмений?

а) закон отражения света;

б) закон прямолинейного распространения света;

в) закон сохранения энергии;

г) закон преломления света.

3. (1 балл) Каким является изображение предмета в плоском зеркале?

а) увеличенным действительным; в) уменьшенным мнимым;

б) равным действительным; г) равным мнимым.

4. (1 балл) Луч света падает из воздуха на поверхность стеклянной пластины (рис. 2). На каком рисунке правильно указаны все три угла: угол падения α, угол отражения β и угол преломления γ ?

5. (2 балла) Какая точка (рис. 3) является изобра

жением светящейся точки S в плоском зеркале?

г) изображения точки S в зеркале нет.

6. (2 балла) Какова оптическая сила линзы, ход лучей в которой показан на рис. 4?

а) -0,04 дптр; в) +25 дптр;

б) +4 дптр; г) +50 дптр.

7. (2 балла) Какое у человека нарушение зрения, если он носит очки, нижняя часть которых — выпуклые стекла, а верхняя часть — плоские?

в) у человека нет нарушений зрения;

г) определить невозможно.

8. (2 балла) Во время фотографирования на объектив фотоаппарата села муха. Повлияет ли это на снимок, и если повлияет, то как?

б) на снимке будет изображение мухи;

в) снимок будет менее ярким;

г) снимок будет более ярким.

9. (3 балла) Человек приближается к зеркалу со скоростью 2 м/с. С какой скоростью к человеку приближается его отражение в зеркале?

10. (3 балла) Угол падения луча на зеркальную поверхность равен 70°. Чему равен угол между отраженным лучом и зеркальной поверхностью?

11. (3 балла) Свет падает из воздуха на поверхность прозрачного вещества под углом 45°. Определите абсолютный показатель преломления данного вещества, если преломленный пучок света распространяется под углом 60° к границе раздела сред.

12. (3 балла) Предмет расположен на расстоянии 1 м от собирающей линзы с фокусным расстоянием 0,5 м. На каком расстоянии от линзы расположено изображение предмета?

13. (3 балла) Установите соответствие между средой и скоростью распространения света в этой среде.

1 Алмаз А 1,24 · 10 8 м/с

2 Бензин Б 1,76 · 10 8 м/с

3 Лед В 2,00 · 10 8 м/с

14. (4 балла) На рис. 5 показаны главная оптическая ось КМ линзы, предмет АВ и его изображение А^. Определите тип линзы, ее фокусное расстояние и оптическую силу.

15. (4 балла,) Почему кривизна хрусталика глаза рыбы (рис. 6) больше, чем у человека?

16. (4 балла) Рассматривая марку с помощью лупы, мальчик видит ее на расстоянии наилучшего зрения увеличенной в 4 раза. На каком расстоянии от глаз мальчик держит лупу, если у него нормальное зрение, а оптическая сила лупы +15 дптр?

Сверьте ваши ответы с приведенными в конце учебника. Отметьте задания, которые вы выполнили правильно, и подсчитайте сумму баллов. Затем эту сумму разделите на три. Полученный результат будет соответствовать уровню ваших учебных достижений.

Тренировочные тестовые задания с компьютерной проверкой вы найдете на электронном образовательном ресурсе «Интерактивное обучение».

Новые приемники и источники света

Благодаря достижениям в электронике существенным образом изменились как источники, так и приемники света, стали общедоступными уникальные научные изобретения.

Расспросите ваших дедушек и бабушек о том, как делали фотографии двадцать и более лет тому назад. Оказывается, это была достаточно сложная процедура. Для вас же стало обычным, увидев интересный сюжет, навести камеру мобильного телефона, нажать соответствующую кнопку и мгновенно переслать готовое изображение друзьям.

Приведем еще пример. Об узком направленном пучке света, имеющем уникальные свойства, раньше шла речь только в фантастических произведениях. В наше время лазерный луч применяется настолько широко, что даже самые смелые фантасты прошлого века не могли себе этого представить. Так что, получается, раздел физики под названием «Оптика» безнадежно устарел и вы зря изучали раздел II учебника?

Не будем делать поспешных выводов и рассмотрим некоторые из современных оптических устройств подробнее.

Все вы, конечно, видели лазерные шоу в цирке или на эстрадных концертах: тонкие пучки света пронизывают пространство зала, быстро пролетают над головами зрителей. Захватывающее зрелище!

На рисунке представлен один из видов лазеров — газовый. Яркий светящийся «шнур» в стеклянной трубке — это не лазерный луч, а электрический разряд, подобный разряду в лампах дневного света.

Разряд служит для «накачки» рабочего тела (газа внутри стеклянной трубки). Этот процесс заключается в том, что атомы газа постепенно приобретают избыточную энергию от электрического разряда, а затем лавинообразно отдают ее в виде импульса (вспышки) света.

По названию вещества рабочего тела стали классифицировать и сами лазеры: газовые, жидкостные и наиболее удобные для бытовых целей — твердотельные лазеры.

Эстрадные шоу — далеко не единственное применение лазеров. Данные устройства широко используют в медицине, военном деле и др.

В фотоаппаратах старых конструкций устройством, фиксирующим изображение, была фотопленка. В цифровых фотоаппаратах таким устройством является пластинка, покрытая очень мелкими световыми датчиками (пикселями). Каждый из этих датчиков фиксирует «кусочек» светового потока. Чем меньше размер пикселя, тем более качественное изображение можно получить. Пластинка хорошего фотоаппарата насчитывает 18-20 млн пикселей. Количество пикселей в мобильном телефоне меньше, так как съемка — не основная функция телефона, соответственно и качество снимков хуже.

Микропроцессор фотоаппарата обрабатывает информацию от сенсоров и запоминает ее в виде отдельного файла.

История фотографии насчитывает более 180 лет. При этом и в старых фотоаппаратах, и в самых современных один из важнейших элементов — оптическая система, которая должна обеспечить четкое изображение разных объектов съемки — и вашего приятеля, стоящего совсем рядом, и гор, виднеющихся на горизонте. Так что рано сбрасывать оптику со счетов, конструкторам современных фотоаппаратов и видеокамер она еще наверняка пригодится!

Очень часто создатели современных фильмов сознательно (или из-за недостатка знаний) искажают информацию о возможностях лазеров. Приведем лишь несколько примеров.

Сколько ни дыми, все ровно не увидишь. Во многих фильмах для обнаружения охранной сигнализации герои пускают клубы дыма — и лучи лазера становятся видимыми. На самом деле изготовить лазеры, работающие в инфракрасном (невидимом для глаза) диапазоне, намного проще, чем работающие в видимом диапазоне. Именно их и используют в стандартных охранных системах. Инфракрасный луч, сколько его не задымляй, все равно остается невидимым для глаз.

Берегите глозо. Лазеры в фильмах используют для разрезания металлических препятствий (решетки, дверей сейфа и т. п.) — и это соответствует действительности. Вот только авторы фильмов часто забывают о защите героев от отраженных лучей, ведь отражение сверхмощного луча от разрезаемого металла будет тоже достаточно мощным. А значит, как минимум, следует беречь глаза!

Попробуй догони. Иногда создатели фильмов демонстрируют, что процесс распространения луча подобен полету пули. Это, конечно, не так. Скорость пули составляет несколько сотен метров в секунду, поэтому ее полет действительно может быть зарегистрирован с помощью скоростной киносъемки. А вот аналогичным образом проследить за процессом распространения луча света невозможно (напомним, что скорость света огромна — 300 000 км/с).

Ориентировочные темы проектов

1. Изготовление простейших оптических приборов и устройств.

2. Оптические иллюзии.

3. Исследование мощности и КПД искусственных источников света разных типов.

4. Вогнутые зеркала: свойства и примеры применения.

5. Оптические явления в природе.

6. Глаз и зрение.

Темы рефератов и сообщений

1. Будущее — за светодиодами.

2. Чудо фотосинтеза.

3. Миражи: как они возникают и где их можно наблюдать.

4. Зачем пешеходу на одежде светоотражающие поверхности.

Как светоотражающие поверхности используют автомобилисты.

6. Почему ночью мы почти не различаем цвета.

7. Оптическое искусство «Оп-арт» как синтез науки и искусства.

8. Нарушения зрения и методы их коррекции с помощью оптических устройств.

9. Зрительные тренажеры. Почему и как можно восстановить зрение.

10. Оптические приборы в медицине.

11. История фотографии.

12. Ультрафиолетовое очищение воды.

13. Почему мыльные пузыри разноцветные.

14. Приборы ночного видения.

15. Подзорная труба: история создания, устройство, принцип действия.

Темы экспериментальных исследований

1. Изучение законов распространения света с помощью лазерной указки.

2. Изучение законов преломления света и связанных с ними оптических эффектов. Оптические фокусы.

3. Исследование спектрального состава света с помощью призмы (воспроизведение опытов И. Ньютона).

4. Исследование преломляющих свойств собирающей и рассеивающей линз.

5. Изготовление оптических устройств (камера-обскура, калейдоскоп).

Дефекты зрения

Характеристика особенностей строения и основных функций глаза. Описание структуры нормального зрения. Описание особенностей близорукости, дальнозоркости, пресбиопии (возвратной дальнозоркости), астигматизма, катаракты, глаукомы, заболеваний сетчатки.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Свет играет в нашей жизни очень важную роль, благодаря восприятию его глазом в процессе зрения мы видим и познаем окружающий мир.

По данным ученых 90% всех сведений человек получает из окружающего мира с помощью зрения. Недаром А. М. Горький, которому пришлось несколько дней во время болезни пробыть с повязкой на глазах, писал о своем состоянии так: “Ничто не может быть страшнее, как потерять зрение,- это невыразимая обида, она отнимает у человека девять десятых мира”.

Уникальность зрения по сравнению с другими анализаторами состоит в том, что оно позволяет не только опознавать предмет, но и определять его место в пространстве, следить за перемещениями. Основная функция — различие яркости, цвета, формы и размеров наблюдаемых объектов.

Глаз человека — удивительный дар природы. Он способен различать тончайшие оттенки и мельчайшие размеры, хорошо видеть днем и неплохо ночью. А по сравнению с глазами животных обладает и большими возможностями. Например, голубь видит очень далеко, но только днем. Совы и летучие мыши хорошо видят ночью, но днем они слепы. Многие животные не различают отдельного цвета.

Произведения искусства, литературы, уникальные памятники архитектуры стали возможны благодаря глазу. В освоении космоса органу зрения принадлежит особая роль. Еще космонавт А.Леонов отмечал, что в условиях невесомости ни один орган чувств, кроме зрения, не дает правильной информации для восприятия человеком пространственного положения.

Как же устроен такой важный и сложный прибор как глаз? В чем его преимущества по сравнению с другими анализаторами? Какие свойства присущи глазу? Какие дефекты зрения встречаются у людей, и каковы их меры профилактики?

1. Строение и функции глаза

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, хиазму, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор или зрительную систему. Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв «правую часть» изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения — правую и левую — головной мозг соединяет воедино. Так как каждый глаз воспринимает «свою» картинку, при нарушении совместного движения правого и левого глаза может быть расстроено бинокулярное зрение. Попросту говоря, у вас начнет двоиться в глазах или вы будете одновременно видеть две совсем разные картинки.

Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача — «передать» правильное изображение зрительному нерву.

Основные функции глаза:

· оптическая система, проецирующая изображение;

· система, воспринимающая и «кодирующая» полученную информацию для головного мозга;

· «обслуживающая» система жизнеобеспечения.

Роговица — прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза — склерой.

Передняя камера глаза — это пространство между роговицей и радужкой. Она заполнена внутриглазной жидкостью.

Радужка — по форме похожа на круг с отверстием внутри (зрачком). Радужка состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются. Она входит в сосудистую оболочку глаза. Радужка отвечает за цвет глаз (если он голубой — значит, в ней мало пигментных клеток, если карий — много). Выполняет ту же функцию, что диафрагма в фотоаппарате, регулируя светопоток.

Зрачок — отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.

Хрусталик — «естественная линза» глаза. Он прозрачен, эластичен — может менять свою форму, почти мгновенно «наводя фокус», за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали. Располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как и роговица, входит в оптическую систему глаза.

Стекловидное тело — гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует во внутриглазном обмене веществ. Входит в оптическую систему глаза.

Сетчатка — состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида: колбочки и палочки. В этих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) в электрическую энергию нервной ткани, т.е. фотохимическая реакция.

Палочки обладают высокой светочувствительностью и позволяют видеть при плохом освещении, также они отвечают за периферическое зрение. Колбочки, наоборот, требуют для своей работы большего количества света, но именно они позволяют разглядеть мелкие детали (отвечают за центральное зрение), дают возможность различать цвета. Наибольшее скопление колбочек находится в центральной ямке (макуле), отвечающей за самую высокую остроту зрения. Сетчатка прилегает к сосудистой оболочке, но на многих участках неплотно. Именно здесь она и имеет тенденцию отслаиваться при различных заболеваниях сетчатки.

Склера — непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся 6 глазодвигательных мышц. В ней находится небольшое количество нервных окончаний и сосудов.

Сосудистая оболочка — выстилает задний отдел склеры, к ней прилегает сетчатка, с которой она тесно связана. Сосудистая оболочка ответственна за кровоснабжение внутриглазных структур. При заболеваниях сетчатки очень часто вовлекается в патологический процесс. В сосудистой оболочке нет нервных окончаний, поэтому при ее заболевании не возникают боли, обычно сигнализирующие о каких-либо неполадках.

Зрительный нерв — при помощи зрительного нерва сигналы от нервных окончаний передаются в головной мозг.

Эпителиальный слой — поверхностный защитный слой, при повреждении восстанавливается. Так как роговица — бессосудистый слой, то за «доставку кислорода» отвечает именно эпителий, забирающий его из слезной пленки, которая покрывает поверхность глаза. Эпителий также регулирует поступление жидкости внутрь глаза.

Боуменова мембрана — расположена сразу под эпителием, отвечает за защиту и участвует в питании роговицы. При повреждении не восстанавливается.

Строма — наиболее объемная часть роговицы. Основная ее часть — коллагеновые волокна, расположенные горизонтальными слоями. Также содержит клетки, отвечающие за восстановление.

Десцеметова мембрана — отделяет строму от эндотелия. Обладает высокой эластичностью, устойчива к повреждениям.

Эндотелий — отвечает за прозрачность роговицы и участвует в ее питании. Очень плохо восстанавливается. Выполняет очень важную функцию «активного насоса», отвечающего за то, чтобы лишняя жидкость не скапливалась в роговице (иначе произойдет ее отек). Таким образом, эндотелий поддерживает прозрачность роговицы. Количество эндотелиальных клеток в течение жизни постепенно снижается от 3500 на мм2 при рождении до 1500 — 2000 клеток на мм2 в пожилом возрасте. Снижение плотности этих клеток может происходить из-за различных заболеваний, травм, операций и т.д. При плотности ниже 800 клеток на мм2 роговица становится отечной и теряет свою прозрачность. Шестым слоем роговицы часто называют слезную пленку на поверхности эпителия, которая также играет значительную роль в оптических свойствах глаза.

2. Дефекты зрения и заболевания глаз

2.1 Нормальное зрение

При нормальном зрении световые лучи от предметов проходят, преломляясь, через оптическую систему глаза — роговицу, переднюю камеру глаза, хрусталик, стекловидное тело — и фокусируются на определенной области сетчатки. Сила преломляющего аппарата в таком случае соответствует длине глаза. Благодаря такому уникальному органу, как хрусталик, человек при нормальном зрении может без особого труда разглядеть и звезды на ночном небе, и мелкий шрифт в книге. Глаз человека практически не имеет ограничений на дальность восприятия. Острота зрения зависит от плотности расположения фоторецепторов в сетчатке глаза и в среднем составляет 1,0. Однако в норме у некоторых людей может быть несколько ниже (0,7 или 0,8), а может быть и 1,5, и 2,0 единицы и больше.

Близорукость (миопия) — заболевание, при котором человек плохо различает предметы, расположенные на дальнем расстоянии. При близорукости изображение приходится не на определенную область сетчатки, а расположено в плоскости перед ней. Поэтому оно воспринимается нами как нечеткое. Происходит это из-за несоответствия силы оптической системы глаза и его длины. Обычно при близорукости размер глазного яблока увеличен (осевая близорукость), хотя она может возникнуть и как результат чрезмерной силы преломляющего аппарата (рефракционная миопия). Чем больше несоответствие, тем сильнее близорукость. Степени близорукости

Врачи-офтальмологи разделяют миопию на:

· слабую близорукость (до 3,0 D (диоприй) включительно),

· среднюю близорукость (от 3,25 до 6,0 D),

· высокую близорукость (более 6 D). Высокая миопия может достигать весьма значительных величин: 15, 20, 30 D.

Близорукие люди нуждаются в очках для дали, а многие и для близи: когда миопия превышает 6-8 и более диоптрий. Но очки, увы, не всегда корректируют зрение до высокого уровня, что связано с дистрофическими и др. изменениями в оболочках близорукого глаза.

Близорукость может быть врожденной, а может появиться со временем, иногда начинает усиливаться — прогрессировать. При близорукости человек хорошо различает даже мелкие детали вблизи, но чем дальше расположен предмет, тем хуже он его видит. Задача любой коррекции близорукости — ослабить силу преломляющего аппарата глаза так, чтобы изображение пришлось на определенную область сетчатки (то есть вернулось «в норму»). Обычно близорукость сопровождается увеличением глазного яблока, что приводит к растяжению сетчатки. Чем сильнее степень близорукости, тем выше вероятность возникновения проблем связанных с сетчаткой глаза. При близорукости параллельные световые лучи фокусируются перед сетчаткой глаза, а не на ней. Основная задача при коррекции близорукости — «заставить» световые лучи пересекаться там, где положено природой. Один из самых распространенных методов коррекции близорукости — очки и контактные линзы. Однако и очки, и контактные линзы лишь на время компенсируют дефекты зрения, но не избавляют от близорукости. Сегодня в офтальмологии применяется более 20-ти методов лечения близорукости.

Основные методы лечения близорукости:

· Лазерная коррекция зрения

· Рефракционная замена хрусталика (ленсэктомия)

· Имплантация факичных линз

· Кератопластика (пластика роговицы)

Лазерная коррекция близорукости

Лазерная коррекция — самый эффективный и наиболее распространенный на сегодняшний день метод исправления близорукости, дальнозоркости и астигматизма. Исправление зрения происходит за счет изменения формы роговицы. Во время коррекции в результате воздействия на слои роговицы лучом лазера, ей придается форма «естественной линзы», с индивидуальными для каждого пациента параметрами. Лазерная коррекция устраняет близорукость до 12-15,0 D и выполняется амбулаторно, в режиме «одного дня». Глубина воздействия строго ограничена — не более 130-180 мкм, поэтому можно с уверенностью говорить о точности и безопасности данного метода лечения близорукости. Современные лазерные установки созданы таким образом, что начинают свою работу лишь при определенных условиях микроклимата: температурном режиме, влажности, обеспыленности др. Установка «чувствует» малейшие изменения и «отказывается» работать, если что-то может нарушить технологию.

Рефракционная замена хрусталика (ленсэктомия)

Применяется для лечения близорукости более высоких степеней (до — 20 D). Суть метода заключается в удалении прозрачного хрусталика, когда оптическая сила хрусталика недостаточная или наоборот слишком сильная.

Лечение близорукости при помощи ленсэктомии сочетается с помещением внутрь глаза искусственного хрусталика — интраокулярной линзы необходимой оптической силы. Дело в том, что оптическая сила хрусталика даже при сильных степенях близорукости остается равной приблизительно 20,0 D. Поэтому в подавляющем большинстве случаев без него глаз не может сфокусировать изображение на сетчатке.

Чаще всего рефракционная замена хрусталика применяется, когда у человека утрачена естественная аккомодация глаза (способность глаза четко различать предметы, расположенные на различном расстоянии). Все манипуляции осуществляются через самогерметизирующийся микроразрез (размером около 2,5мм). Это стало возможным благодаря появлению такой методики, как факоэмульсификация (прозрачный хрусталик глаза при помощи ультразвука превращают в эмульсию и выводят из глаза). Для проведения операции по рефракционной замене хрусталика используется многопрофильная офтальмохирургическая система. Она позволяет проводить операции в течение 15-20 минут. Лечение близорукости методом рефракционной замены хрусталика не требует пребывания в больнице и наложения швов.

В отличие от рефракционной замены хрусталика имплантация линз рекомендуется, когда у человека не утрачена естественная аккомодация. В ходе лечения природный хрусталик человека остается на месте, а специальную линзу имплантируют в заднюю или переднюю камеру глаза. Такая операция выполняется амбулаторно, через микроразрез размером 2,5 мм и не требует наложения швов. Чаще всего используются заднекамерные линзы, которые имплантируются за радужкой перед хрусталиком и дополнительно не фиксируются. Преимущество такого лечения близорукости в том, что с помощью линз возможна коррекция очень высоких степеней близорукости (до — 25 D).

Во время лечения близорукости при помощи радиальной кератотомии по периферии роговицы наносятся несквозные радиальные надрезы. Срастаясь, эти разрезы изменяют форму роговицы и ее оптическую силу, улучшая зрение. Однако, несмотря на то, что этот метод лечения был в свое время прорывом в рефракционной хирургии, он имеет достаточное количество минусов. Такие как: длительный восстановительный период, невозможность прооперировать сразу оба глаза, плохая прогнозируемость результата, опасность осложнений при больших физических нагрузках, узкий диапазон применения. По этой причине в современных офтальмологических клиниках обычно радиальная кератотомия при лечении близорукости не применяется.

Кератопластика (пластика роговицы)

При кератопластике, как и при эксимер-лазерной коррекции, исправление зрения происходит за счет изменения формы роговицы. Но если при эксимер-лазерной коррекции это происходит благодаря испарению ткани, то при кератопластике результат достигается благодаря пересадке трансплантата (обычно это определенные слои донорской роговицы), которому при помощи программного моделирования придают определенную форму. Трансплантат может пересаживаться в толщу роговицы, располагаться на передних слоях роговицы или их замещать.

Однозначно ответить на вопрос: какой метод лечения близорукости наиболее предпочтительнее — невозможно. Ведь очень многое зависит от индивидуальных особенностей строения глаза и от состояния зрительной системы к моменту операции. Только высококвалифицированный специалист может определить, какому методу следует отдать предпочтение в данном конкретном случае. Иногда используют сочетание различных технологий, позволяющее корригировать самые разнообразные отклонения.

В последнее время широко рекламируются средства для лечения близорукости: различные биологически активные добавки, дифракционные очки и очки-тренажеры, специальные капли и таблетки и т.д. Врачи обращают внимание пациентов на то, что близорукость — глазное заболевание и к выбору методики лечения следует отнестись как можно серьезнее. Помните, что избавиться от близорукости при помощи таких способов невозможно.

При дальнозоркости изображение приходится не на определенную область сетчатки, а расположено в плоскости за ней. Что и приводит к нечеткости изображения, которое воспринимает сетчатка. Причиной этого служит несоответствие размеров глазного яблока и силы преломляющего аппарата. Это может происходить из-за малого размера глазного яблока и (или) слабости преломляющего аппарата. Увеличив ее, можно добиться того, что лучи будут фокусироваться там, где они фокусируются при нормальном зрении. Дальнозоркость — состояние врожденное. Однако при небольших степенях в молодом возрасте она никак не проявляется, так как может быть компенсирована напряжением хрусталика глаза. В это время дальнозоркость может быть выявлена только при проведении специального обследования (при медикаментозном расширении зрачка хрусталик расслабляется и проявляется истинная рефракция глаза). Поначалу глаз «справляется собственными силами». Так как затылочные доли головного мозга, ответственные за зрение, воспринимают нечеткую картинку, как расположенную слишком близко, они дают сигнал хрусталику на увеличение силы рефракции. При нормальном зрении такой механизм действует для рассматривания предметов вблизи, здесь он применяется «не по назначению», но дает необходимый результат. Однако когда степень дальнозоркости увеличивается или происходит возрастное снижение эластичности хрусталика (пресбиопия, или возрастная дальнозоркость), сил хрусталика уже не хватает и человек перестает хорошо видеть и вблизи, и вдали.

2.4 Пресбиопия (возрастная дальнозоркость)

Пресбиопия — состояние глаз, которое возникает у всех без исключения (!) людей с возрастом (обычно после 40 лет). Человеку становится сложно различать мелкие предметы вблизи, читать газетный шрифт и т.п. Это происходит из-за того, что хрусталик глаза со временем становится все более плотным и все менее эластичным. Ослабевают из-за возрастных изменений мышцы, удерживающие хрусталик. Затылочные доли головного мозга, ответственные за зрение, посылают мышцам глаза сигнал, но они уже не способны в достаточной степени изменять форму хрусталика, чтобы сфокусировать изображение близко расположенных предметов на сетчатку. Дальнозоркие люди начинают испытывать проблемы с пресбиопией раньше, чем все остальные. При коррекции возрастной дальнозоркости при помощи контактных линз идут по пути монозрения или подбирают мультифокальные линзы. Монозрение предполагает, что один глаз корригируется для работы вблизи, а другой — для дали, вследствие чего человек не пользуется очками.

Что такое астигматизм объяснить (так же, как и исправить) довольно трудно. Возникает астигматизм из-за неправильной (не сферичной) формы роговицы (реже — хрусталика). При астигматизме некоторые участки изображения могут фокусироваться на сетчатке, другие — за или перед ней (бывают и более сложные случаи). В результате человек видит искаженное изображение. Представление об этом можно получить, если посмотреть на свое искаженное отражение в овальной чайной ложке. Такое же искаженное изображение формируется при астигматизме на сетчатке глаза. Но хотя сама картинка при астигматизме может быть размытой и неотчетливой, человек обычно не осознает этого искажения, так как головной мозг «исправляет» его восприятие. При коррекции роговидного астигматизма необходимо сделать преломляющую силу роговицы одинаковой в разных точках, «собрав» изображение в определенной области сетчатки. Довольно часто астигматизм сопровождает близорукость и дальнозоркость. Астигматизм без коррекции зрения может вызвать головные боли и резь в глазах.

Катаракта является одним из самых распространенных заболеваний глаз среди людей пожилого возраста. Хрусталик человеческого глаза — это «естественная линза» пропускающая и преломляющая световые лучи. Хрусталик расположен внутри глазного яблока между радужкой и стекловидным телом. В молодости хрусталик человека прозрачен, эластичен — может менять свою форму, почти мгновенно «наводя фокус», за счет чего глаз видит одинаково хорошо и вблизи, и вдали. При катаракте происходит частичное или полное помутнение хрусталика, теряется его прозрачность и в глаз попадает лишь небольшая часть световых лучей, поэтому зрение снижается, и человек видит нечетко и размыто. С годами болезнь прогрессирует: область помутнения увеличивается и зрение снижается. Если

своевременно не провести лечение, катаракта может привести к слепоте. Катаракта встречается в любом возрасте. Бывает врожденная катаракта, травматическая, осложненная, лучевая, катаракта, вызванная общими заболеваниями организма. Но чаще всего встречается возрастная (старческая) катаракта, которая развивается у людей после 50 лет. По данным Всемирной организации здравоохранения катарактой страдает около 17 миллионов человек, в основном в возрасте после 60 лет. В 70-80 лет катаракта наличествует у 260 мужчин и 460 женщин на 1000 человек, а после 80 лет — практически у каждого. Статистика показывает, что у 20 миллионов человек в мире катаракта стала причиной слепоты!

Причины возникновения катаракты

К факторам, способствующим развитию катаракты, относятся:

· травмы глаза (химические, механические, контузионные травмы);

· различные глазные заболевания (в том числе глаукома, близорукость высоких степеней);

· эндокринные расстройства (нарушение обмена веществ, сахарный диабет, авитаминоз);

· лучевое, СВЧ и ультрафиолетовое облучение;

· длительный прием ряда лекарственный препаратов;

· неблагоприятная экологическая обстановка;

· токсическое отравление (нафталином, динитрофенолом, таллием, ртутью, спорыньей);

Еще древние греки называли эту болезнь — kataraktes, что в переводе означает водопад. При катаракте зрение затуманивается, и человек видит, как бы сквозь падающую воду или через запотевшее стекло. С развитием заболевания все острее ощущается мелькание перед глазами полосок, штрихов и пятен, ореолы вокруг предметов при ярком свете, светобоязнь, двоение изображения. Часто возникают затруднения при чтении, письме, работе с мелкими деталями, шитье. По мере «созревания» катаракты цвет зрачка вместо черного становится белым.

Стадии возрастной катаракты:

· Начальная катаракта — помутнение хрусталика появляется по периферии — вне оптической зоны.

· Незрелая катаракта — продвижение помутнений в центральную оптическую зону. При незрелой катаракте помутнение хрусталика приводит к заметному снижению остроты зрения.

· Зрелая катаракта — вся область хрусталика занята помутнениями. Снижение остроты зрения до уровня светоощущения.

· Перезрелая катаракта — дальнейшее прогрессирование катаракты сопровождается распадом хрусталиковых волокон, вещество хрусталика разжижается, хрусталик приобретает однородный молочно-белый оттенок.

Как быстро созревает катаракта?

По наблюдениям офтальмохирургов у 12% пациентов происходит быстропрогрессирующее созревание катаракты. С момента развития заболевания до обширного помутнения хрусталика, требующего незамедлительного хирургического вмешательство, насчитывается 4-6 лет. У 15% пациентов наблюдается медленно прогрессирующие катаракты, которые развиваются в течение 10-15 лет. У 70% пациентов прогрессирование катаракты происходит за 6-10 лет. Требуется обязательное хирургическое вмешательство.

Катаракта — коварное заболевание и определить, наличествует ли оно у вас под силу только квалифицированному специалисту. К сожалению, многие пациенты обращают внимание на здоровье своих глаз, только тогда, когда оно начинает их беспокоить.

Основным методом диагностики катаракты является осмотр глазного дна при хорошем освещении. Иногда такой осмотр уже указывает на определенные проблемы. Более углубленное изучение проходит при помощи световой (щелевой) лампы — биомикроскопия глаза, которая дает направленное освещение и увеличение. Ее световой луч имеет форму щели.

Основой развития данной технологии послужило открытие шведского физика Гульдштрандта. В 1911 году он создал прибор, предназначающийся для освещения глазного яблока, который в последствии получил название щелевой лампы. Для освещения глаза ученый использовал не сам источник света, а его действительное обратное изображение, проецировавшееся в области щелевидной диафрагмы. Узко ограниченный пучок света давал возможность создавать четкую контрастность между исследуемыми (освещенными) и неосвещенными участниками глаза пациента, что в дальнейшем специалисты стали называть световой активностью. Биомикроскопия позволяет офтальмологу видеть все детали глазного яблока и подробно обследовать не только наружные, но и глубоко расположенные тканевые структуры глаза.

Помимо осмотра глазного дна при помощи щелевой лампы в диагностику катаракты входят: методики, позволяющие подсчитать силу искусственного хрусталика (интраокулярной линзы). Индивидуальный расчет параметров осуществляется благодаря уникальному в России прибору — «ИОЛ-мастер» (фирмы ZEISS). Такой прибор позволяет одновременно измерить не только длину глаза, кривизну роговицы, глубину передней камеры, оценить состояние естественного хрусталика, но и оптимально рассчитать параметры искусственного хрусталика.

В современных офтальмологических центрах и клиниках лечение катаракты осуществляется при помощи методики ультразвуковой факоэмульсификации с имплантацией искусственной интраокулярной линзы. Такая операция заключается в замене мутного, пораженного катарактой хрусталика искусственной интраокулярной линзой. Местная капельная анестезия, применяемая в ходе операции, легко переносится пациентами разного возраста и не оказывает нагрузку на сердечно-сосудистую систему.

Откладывать лечение катаракты не стоит ни в коем случае!

При запущенной стадии катаракты набухший хрусталик начинает занимать большую часть передней камеры глаза, таким образом, нарушая отток внутриглазной жидкости. Вследствие чего, может возникнуть серьезное осложнение катаракты — вторичная глаукома. Это очень опасно, ведь без проведения хирургического лечения зрение безвозвратно утрачивается.

В настоящее время термин глаукома объединяет довольно большую группу заболеваний, зачастую разного происхождения и с разным течением. Однако при отсутствии лечения исход у этих, казалось бы совершенно непохожих, заболеваний один — атрофия зрительного нерва и слепота. До сегодняшнего дня нет единого мнения о том, что является причиной начала глаукомы. Повышение внутриглазного давления при глаукоме является наиболее частой причиной атрофии зрительного нерва, но не является единственным фактором, ведущим к патологическим изменениям. И все-таки определение динамики внутриглазного давления является до сих пор основным критерием. Во-первых, потому что его повышение наиболее часто встречается и является наиболее понятным симптомом. Во-вторых, потому что оно относительно легко и быстро измеряется и дает возможность контролировать развитие заболевания по этому показателю.

Чем грозит повышение внутриглазного давления?

В здоровом глазу постоянно поддерживается определенное давление (18-22 мм рт. ст.), благодаря балансу притока и оттока жидкости. При глаукоме в больном глазу циркуляция нарушается, жидкость накапливается и внутриглазное давление начинает расти. Зрительный нерв и другие структуры глаза испытывают повышенную нагрузку, нарушается кровоснабжение глаза.

В результате сигналы не поступают в кору головного мозга. Сперва человек просто начинает хуже видеть; потом нарушается периферическое зрение, в результате чего ограничивается зона видимости; и в итоге может наступить слепота. Причем изменения эти необратимы, поэтому так важно вовремя начать лечение. При глаукоме бывает и внезапная потеря зрения в результате острого приступа.

— также глаукома может начаться в результате какого-либо глазного или общего заболевания.

При закрытоугольной глаукоме жидкость внутри глаза накапливается из-за того, что радужка перекрывает угол передней камеры глаза, то есть, нет доступа к естественной дренажной системе глаза. При открытоугольной глаукоме этот доступ открыт, но нарушены функции самой дренажной системы. Практически незаметно протекает открытоугольная глаукома. Так как поле зрения сужается постепенно (процесс может продолжаться несколько лет), человек иногда совершено случайно обнаруживает, что у него видит только один глаз, а второй ослеп. И такие случаи нередки.

2.8 Заболевания сетчатки: отслойка сетчатки и дистрофия сетчатки

катаракта глаукома астигматизм близорукость

Сетчатка — это тонкий слой нервной ткани, расположенный с внутренней стороны задней части глазного яблока и поглощающий свет. Сетчатка глаза отвечает за восприятие изображения, которое проецируется на нее при помощи роговицы и хрусталика, и преобразование его в нервные импульсы, которые затем передаются в головной мозг. Важнейшей частью сетчатки является макула, отвечающая за самое качественное зрение. Заболевания макулы могут значительно снизить зрение (до 10% и меньше). На фотографии справа изображена сетчатка в нормальном состоянии с желтым пятном в центре — макулой. Проблемы, возникающие на периферии сетчатки, сужают поле зрения человека. Так как сетчатка буквально пронизана кровеносными сосудами, при осмотре глазного дна можно заметить общие сосудистые изменения в организме пациента. Можно сказать, что любое заболевание сетчатки существенно влияет на зрение.

Основные «группы риска»

· люди со средней и высокой степенью близорукости

· пожилые люди с сахарным диабетом.

Патология сетчатки может возникнуть при травмах глаза, при различных общих и системных заболеваниях — гипертонической болезни, заболевании почек и надпочечников, щитовидной железы, при ревматоидном артрите, системной красной волчанке, склеродермии и др. Некоторые инфекционные заболевания (грипп и др.) могут осложняться заболеваниями сетчатки.

Симптомы заболеваний сетчатки:

· появление искр перед глазами, возникновение завесы (тени)

· внезапная утрата бокового зрения (при отслойке сетчатки).

Однако начальные стадии развития заболевания могут и не сопровождаться никакими симптомами (!), поэтому если вы находитесь в группе риска, обязательно пройдите диагностику на современном оборудовании. Такое обследование достоверно выявит, нуждаетесь ли вы в лечении. Не откладывайте операцию, если вам ее назначили, надолго. До хирургического вмешательства нужно всячески защищать глаз от возможных повреждений.

При обнаружении заболеваний сетчатки дистрофического характера проводят ее укрепление с помощью лазера или курсов консервативной нейротрофической терапии. В противном случае любое достаточно сильное напряжение может привести к отслойке, требующей немедленного хирургического вмешательства. Лучше предупредить подобную ситуацию. Тем более что отслойка может произойти тогда, когда невозможно срочное оказание квалифицированной офтальмологической помощи (в лесу, на даче и т.п.)

Наиболее серьезные заболевания сетчатки:

Отслойка сетчатки — отделение сетчатой оболочки глаза от сосудистой. При разрыве сетчатки внутриглазная жидкость проникает под нее и отслаивает от сосудистой оболочки. Если произошла отслойка сетчатки, нужно сразу обратиться к врачу, так как промедление может грозить слепотой.

Дистрофия сетчатки обычно вызывается нарушениями в сосудистой системе глаза. Страдают от нее в основном пожилые люди, зрение которых постепенно ухудшается.

При диабете происходит изменение мелких кровеносных сосудов сетчатки, которое приводит к нарушения обеспечения сосудов сетчатки кислородом и развитием заболевания диабетическая ретинопатия. Существуют две формы этого заболевания: — фоновая ретинопатия сетчатки, при которой патологические изменения происходят только в сетчатке глаза. Вследствие нарушения в области капиллярных сосудов сетчатки происходят небольшие кровоизлияния, отложения продуктов обмена веществ, а также отеки сетчатки. Эта форма заболевания поражает прежде всего пожилых диабетиков и в перспективе ведет к вялотекущему ухудшению зрения.

— профилеративная форма диабетической ретинопатии развивается из фоновой ретинопатии вследствие все возрастающего дефицита обеспечения сетчатки кислородом. Эта форма заболевания характеризуется образованием новых сосудов, которые прорастают из сетчатки в стекловидное тело и обуславливают кровоизлияния в нем и возрастающее ухудшение зрения. Этот переход при юношеском диабете может произойти в течение нескольких месяцев. Развитие заболевания приводит к вытяжениям на сетчатке и последующему отслоению сетчатки. В нашей стране эта форма диабетической ретинопатии является наиболее частой причиной слепоты у трудоспособного населения.

Макулярная дегенерация — это одна из серьезных причин ограничения зрения у пожилых пациентов. Дегенерация макулы — прогрессирующее ухудшение состояния макулы — критической области в центре сетчатки, отвечающей за центральное зрение. Нарушения в макуле ведут к невосстановимой потере центрального зрения, при этом сохраняется только периферическое зрение больного. На ранних стадиях заболевания зрение больного становится туманным, искаженным и неясным. Лечение дегенерации макулы проводится при помощи лазеркоагуляции, которую рекомендуется проводить как можно раньше.

Отверстия в сетчатке возникают чаще всего у близоруких людей вследствие механического натяжения патологически измененного стекловидного тела. Пациенты отмечают при этом черные нити перед пораженным глазом, а также световые вспышки. Прежде всего начинает отслаиваться край отверстия в сетчатке, позднее это приводит к отслойке сетчатки. На стадии отверстий или разрывов участки здоровой сетчатки закрепляются с помощью лазеркоагуляции. В точках коагуляции сетчатки происходит рубцевание. Вследствие этого возникает прочная связь сетчатки с роговицей. Методика коагуляции заключается в нанесении 2-3 рядов коагулятов вокруг отверстия или разрыва. На рисунке показана схема лазерной коагуляции вокруг отвестия в сетчатке, которая проводится охватывающими очагами по кругу.

2.9 Косоглазие. Виды косоглазия. Лечение косоглазия

Косоглазие — это расстройство зрения, при котором глаза смотрят в разных направлениях. Существуют самые разные виды косоглазия, чаще всего бывает сходящееся косоглазие(глаза направлены к переносице) или расходящееся косоглазие (глаза направлены к вискам), т.е. горизонтальным. Встречается и вертикальное косоглазие, и случаи, когда один глаз повернут по часовой стрелке (или против нее) по отношению к другому. Бывают и другие сочетания разных положений. Глаза могут косить постоянно или периодически. Содружественное косоглазие (т.е. одинаковое при взгляде в любую сторону) обычно развивается в детстве. Косоглазие, являющееся следствием травмы или заболевания, чаще всего является паралитическим (положение глаз относительно друг друга меняется при взгляде в различных направлениях). Зрение при косоглазии обычно осуществляется одним глазом (при этом развивается заболевание амблиопия). Изображение, которое видит глаз, отклоненный в сторону, игнорируется. Гораздо реже этого не происходит и изображение двоится.

Косоглазие развивается из-за нарушения согласованной работы мышц глаза. Чаще всего оно развивается в детском возрасте из-за неправильного развития бинокулярного зрения. В возрасте 2-3 лет формируется совместная деятельность обеих глаз. Именно тогда существует опасность появления косоглазия. Причиной косоглазия могут быть травмы и заболевания головного мозга, психические травмы (испуг). Взаимодействие глаз может нарушиться вследствие дальнозоркости и близорукости. Способствюет появлению косоглазия инфекционные заболевания (корь, скарлатина, дифтерия, грипп и т.д.). Основной мерой предупреждения косоглазия является своевременная диагностика.

У здорового человека роговица имеет сферическую форму. Кератоконус — заболевание, при котором в результате дистрофии и истончения роговидной ткани роговица принимает коническую форму. Из-за конусовидной формы роговицы лучи света в ее различных точках преломляются неравномерно, поэтому острота зрения снижается (так же, как при близорукости), человек видит предметы искаженными, линии — изломанными (также, как при астигматизме). В развитых стадиях кератоконуса происходит истончение роговицы (вплоть до разрыва), сопровождающееся болевым синдромом.

Амблиопия — заболевание, при котором один из двух глаз почти (или вообще) не задействован в процессе зрения. Глаза видят слишком разные картинки, и мозг не может совместить их в одну объемную. В результате он просто подавляет работу одного глаза. А если какой-либо орган не работает, он начинает атрофироваться. А теперь представьте себе ребенка, растущего в условиях, когда сигнал, поступающий от одного из глаз, постоянно игнорируется мозгом. Такая модель зрения может стать настолько привычной, что нормальное бинокулярное зрение так и не сможет сформироваться или, если оно уже было сформировано, оно может оказаться подавленным. Даже при устранении причины данной проблемы мозг оказывается неспособным самостоятельно восстановить бинокулярность зрения. Поэтому очень важно начать терапевтическое лечение амблиопии и активизировать «ленивый» глаз. Сейчас можно подобрать индивидуальную комплексную терапевтическую программу стимуляции зрения и справиться с таким состоянием.

Амблиопия характеризуется следующими основными признаками:

1. не диагностируется никакого конкретного заболевания

2. никаками линзами не удается откорректировать зрения до уровня, превосходящего 0.5

Одной из таких причин может оказаться разница в размерах глазного яблока. Ещё одной причиной амблиопии может быть высокий уровень астигматизма или дальнозоркости одного глаза. Если головной мозг ребенка получает четкое изображение от одного глаза, а от другого — размытое, то он начинает пользоваться информацией от первого и игнорировать нечеткий сигнал от второго глаза. Также достаточно часто причиной амблиопии является косоглазие. Но иногда болезнь возникает и «без видимых причин». На самом деле причины, конечно же, есть. Однако выявить их можно лишь при тщательном обследовании, так как они очень индивидуальны. Например, у одного ребенка амблиопия начинается при разнице между зрением глаз всего в одну диоптрию, у другого мозг справляется с ситуацией даже при разнице в четыре диоптрии. Учтите, если амблиопия — нарушение врожденное, ребенок не знает, что можно видеть как-то по-другому. И воспринимает все как норму. Поэтому сам он жаловаться на зрение не будет. Чем дольше ребенок болен амблиопией, тем труднее ее преодолеть. Сам по себе глаз, больной амблиопией, не выздоровеет. У ребенка это расстройство зрения не пройдет без лечения и со временем амблиопия только усугубится. Поэтому лучший способ избежать грядущих проблем — это выявить заболевание как можно раньше.

3. Альтернативные способы лечения зрения

1. БАДы, то есть биодобавки, не проходят клинических испытаний, и не являются лекарственными препаратами. Содержащиеся в них витаминные вещества могут оказывать положительное действие на состояние глаз, но никак не влияют на улучшение зрительных функций.

2. Курсы восстановления зрения по авторским методам. Включают в себя ежедневные многоуровневые комплексы упражнений, ванночки для глаз, массаж, медитацию, диеты. Регулярность и интенсивность прохождения курса способствует снижению напряжения в зрительной мышце. Эффект курсов во многом обуславливается общим состоянием организма, а также терпением и постоянством человека. Это скорее не курсы, а образ жизни.

3. Перфорационные очки. Подобно вышеописанным упражнениям, такие очки ослабляют напряжение глаз при интенсивных зрительных нагрузках. Однако известно, что часто при пользовании такими очками отмечается изменение привычного поля зрения, ухудшение условий бинокулярного зрения. Ни близорукость, ни дальнозоркость такие очки не устраняют. Кроме того, в современных реалиях избежать подделок при покупке таких очков достаточно сложно.

4. Морковь, черника и другие «природные источники» полезных для глаз витаминов. Черника помогает сохранить остроту зрения, способствует снятию усталости с глаз после работы при искусственном свете, с компьютером, просмотра телевизора. Черника содержит антиоксиданты, помогающие восстанавливать многие функции организма и мощно противодействовать старению. Однако постоянно употреблять в пищу нужное количество черники достаточно проблематично, а экстракты и препараты на основе черники никогда не смогут заменить уникального комплекса полезных веществ, содержащихся именно в свежих ягодах.

5. Существует мнение, что зрение можно улучшить употреблением моркови. Морковь содержит провитамин А и каротин, которые участвуют в процессах восстановления функции глаз. При недостатке этого витамина человек плохо видит в сумерках. Никакого иного отношения к глазам витамин А не имеет. Можно съесть тонну моркови, но острота зрения от этого ничуть не улучшится.

Кому доверить восстановление своего зрения?

При первых признаках ухудшения зрения необходимо срочно обратиться к офтальмологу. Отсутствие коррекции или коррекция неправильно подобранными очками или линзами может привести к быстрому ухудшению зрения и развитию прогрессирующей близорукости. А такие серьезные глазные заболевания как глаукома, катаракта или отслойка сетчатки без своевременного вмешательства врача носят необратимый характер и приводят к слепоте.

В своей работе мы убедились, что зрительный анализатор является сложным и очень важным инструментом в жизнедеятельности человека. Недаром, наука о глазах, называемая офтальмологией, выделилась в самостоятельную дисциплину как из-за важности функций органа зрения, так и из-за особенностей методов его обследования. Мы установили, что наши глаза обеспечивают восприятие величины, формы и цвета предметов, их взаимное расположение и расстояние между ними. Информацию о меняющемся внешнем мире мы больше всего получаем через зрительный анализатор. Кроме того, глаза еще украшают наше лицо, недаром их называют «зеркалом души». Зрительный анализатор является очень значимым, а проблема сохранения хорошего зрения очень актуальна для нас. Всесторонний технический прогресс, всеобщая компьютеризация нашей жизни — это дополнительная и жесткая нагрузка на наши глаза. Поэтому, мы должны соблюдать гигиену зрения, которая, в сущности, не так сложна: не читать в некомфортных для глаз условиях, беречь глаза на производстве посредством защитных очков, работать на компьютере с перерывами, не играть в игры, которые могут привести к травматизму глаз. Благодаря зрению, мы воспринимаем мир таким, каким он есть.

Валюс Н. А. Как видит глаз. — М.: Гостехиздат, 2008

Слюсарев Г. Г. О возможном и невозможном в оптике.- М.: Физматгиз, 2000

Тарасов Л. В. И Тарасова А. Н. Беседы о преломлении света. — Библиотечка «Квант» выпуск 18, 2002