Для ликвидации недостатка зрения человек пользуется

Недостаток зрения , заключающийся в том, что удаленные предметы видны яснее, чем близкие. Способность хорошо видеть на далекое расстояние. Для поступления во флот необходимо обладать дальнозоркостью. [1]

Недостаток зрения , заключающийся в н уме-нии различать нек-рые цвета, напр, красный и зеленый. [2]

Для ликвидации недостатка зрения человек пользуется очками оптической силы 2 75 дптр. [3]

БЛИЗОРУКОСТЬ, миопия, недостаток зрения , при к-ром хорошо видны близкие предметы и плохо — удаленные. [4]

БЛИЗОРУКОСТЬ ( миопия), недостаток зрения , при к-ром хорошо видны близкие предметы и плохо — отдаленные; результат повыш. [5]

БЛИЗОРУКОСТЬ ( миопия), недостаток зрения , при к-ром хорошо видны близкие предметы и плохо — отдаленные; результат повышенной преломляющей силы оптич. [6]

Определите оптическую силу очков для дальнего зрения, восполняющих недостаток зрения близорукого человека , для которого дальняя точка аккомодации находится на расстоянии 25 см. ( Для нормального глаза дальняя точка аккомодации находится на бесконечности. [7]

Способность нашу поддаваться зрительным обманам вовсе не следует рассматривать только как недостаток зрения . Она имеет и свою весьма выгодную сторону, о которой часто забывают. [9]

Расстояние наилучшего зрения близорукого человека равно 15 см. Найти оптическую силу очков, восполняющих недостаток зрения . [10]

ДАЛЬНОЗОРКОСТЬ ( г и п е р м е т-р о п и я), недостаток зрения , препятств. [11]

Дальнозоркостью страдает большинство новорожденных, однако по мере роста ребенка глазное яблоко несколько увеличивается, и этот недостаток зрения исчезает. В пожилом возрасте у людей может развиться так называемая старческая дальнозоркость. Объясняется это тем, что мышцы, сжимающие хрусталик, с возрастом ослабевают, и способность аккомодации уменьшается. Этому же содействует и уплотнение хрусталика, постепенно теряющего способность сжиматься. [12]

ДАЛЬНОДЕЙСТВИЕ ( действие на расстоянии), представление, согласно к-рому действие тел друг на друга передается мгновенно через пустоту на сколь угодно большие расстояния. ДАЛЬНОЗОРКОСТЬ ( гиперметропия), недостаток зрения , мешающий ясно видеть на близком расстоянии; зависит от слабой преломляющей силы роговицы и хрусталика или слишком короткой передне-задней оси глаза. Исправляется очками с положит, ( собират. [13]

Электромагнитные волны, способные вызывать у человека зрительные ощущения. Недостаток зрения , при котором параллельные лучи после преломления в глазу собираются не на сетчатке, а ближе к хрусталику. [14]

Отдавая должное разным достоинствам глаза, не следует, однако, забывать и о его недостатках. Яркие звезды, например, выглядят лучистыми, причем с поворотом головы иллюзорные лучи меняют свое расположение. Вызван этот недостаток зрения тем, что свет, попадающий в наш глаз, рассеивается в хрусталике и в так называемом стекловидном теле — студенистой массе, заполняющей внутренность глаза. [15]

Недостатки и дефекты зрения

Попытаемся разобраться более подробно в приведенных ранее отдельных указаниях на недостатки в устройстве глаза, на причины неточного восприятия некоторых зрительных образов.

Недостатки и дефекты зрения можно некоторым образом классифицировать.

Во-первых, существуют неправильности нормального глаза человека, присущие всем без исключения,— это аберрации) оптической системы глаза (сферическая, астигматизм и хроматическая), наличие слепого пятна, иррадиация и энтоптические явления.

Во-вторых, существуют индивидуальные, иногда врожденные, иногда приобретенные с возрастом дефекты зрения — это близорукость и дальнозоркость, косоглазие, куриная и цветовая слепота.

В-третьих, можно назвать общие психологические закономерности зрительных ощущений, такие, как абсолютный порог, пороги различения, соотношение между раздражителем и силой ощущения, адаптация, одновременный контраст, последовательные образы и взаимосвязь зрительных ощущений с другими психологическими процессами. Каждая из этих закономерностей может оказывать влияние на точность и достоверность зрительного восприятия объективной реальности.

Наконец, в-четвертых, ограниченные также соответствующими пределами восприятия яркостного контраста, спектральной чувствительности, степени рельефности, а также инерция зрения могут либо мешать вскрытию сущности явления, либо применяться с пользой для процесса познания.

Таким образом, ограничения и особенности нормального глаза и индивидуальные дефекты зрения сильно ограничивают роль зрительных ощущений в познании окружающего мира. Если же еще учесть субъективность пороговых значений зрительных функций, большое многообразие свойств зрительных органов у различных людей, то станет ясно, насколько мало точных сведений об окружающем нас мире мы получаем, пользуясь только своими ощущениями.

Распространено мнение, что трудно встретить двух людей, обладающих совершенно одинаковыми свойствами зрительного аппарата. Вот, например, рассуждения на этот счет одного молодого человека.

«Мы с приятелем сидим летом среди благоухающей зелени на берегу лесной речки и наблюдаем чудесное многообразие явлений. Мой приятель блондин с голубовато-серыми глазами. Он с детства носит очки, исправляющие астигматизм. Я — брюнет, у меня темно-карие глаза. Я считаю, что вижу прекрасно, хотя мне говорят, что я иногда сильно закатываю левый глаз, так что зрачок оказывается у меня около переносицы. Я не знаю, видит ли мой приятель точно так же, как я. Как я могу знать, что он видит? Однако возможно и даже наверняка я увидел бы странную картину, если бы вдруг посмотрел на все окружающее глазами моего приятеля».

Справедливы ли эти рассуждения молодого человека?

Применительно к формальному различию свойств и дефектов оптических конструкций глаз молодого человека и его приятеля — эти рассуждения справедливы.

Однако зрительный процесс не просто фиксация оптических изображений предметов на сетчатой оболочке, а и одновременная работа мозговых центров, деятельность центральной нервной системы, использование накопленного опыта. Поэтому рассуждения молодого человека о зрительных восприятиях его и приятеля несправедливы.

С одной стороны, глаза каждого человека имеют свои дефекты, к которым их владелец уже приспособился и совершенно незаметно для себя устраняет их на каких-то этапах зрительного восприятия. С другой стороны, оба товарища, являясь членами одной социально-общественной среды, пользуются одинаковыми результатами эволюционного развития зрительного аппарата, одинаковым накопленным человечеством общественным опытом, общими современными для них взглядами на природу. Поэтому из разговора между ними можно выяснить, что они воспринимают своими различными глазами явления внешнего мира одинаково, за очень малыми исключениями. Этим и объясняется объективность зрительных ощущений, а также в их относительность, т. е. наличие в них доли ошибочности, недостоверности. Влиянию особенностей строения нормального глаза человека на ошибочное восприятие реальности будет посвящен следующий раздел. Здесь мы остановимся особо на индивидуальных, врожденных или приобретенных дефектах зрения, чтобы затем, при описании некоторых иллюзий, ссылаться на эти краткие сведения.

Если произвести проверку аккомодации нормального глаза, то окажется, что наиболее удаленная точка, которую глаз может различать в спокойном состоянии, находится теоретически на бесконечности, а практически на расстоянии, превышающем 15 м. Эта точка считается дальней. Точка, которую можно ясно видеть на самом близком расстоянии от глаз, называется ближней точкой. Для нормального глаза эта точка находится на расстоянии 10—15 см. Расстояние, отделяющее дальнюю точку от ближней, называется расстоянием аккомодации.

Если отчетливое изображение точки на сетчатой оболочке глаза получается при ее удалении на расстояние не более 35 см — глаз страдает легкой близорукостью, от 35 до 10 см — средняя степень и если наибольшее расстояние отчетливого видения не превышает 10 см — сильная степень близорукости. Согласно рис. 4

степень близорукости определяется тем углом, который образуется между лучом aN, идущим из бесконечности, и лучом, идущим из дальней точки А, т. е. углом aNA или, что то же, NAM. Мера аккомодации определяется разностью углов NBM и NAM при дальней и ближней точке. Например, положим, что для какого-либо близорукого глаза дальняя точка отстоит от глаза на 180 мм, а ближняя на 100 мм. В таком случае степень близорукости выражается углом 1/180=0,0056, т. e. 5,6 D (диоптрий)). Мера аккомодации выражается разностью углов 1/100-1-180=4/900= 0,0044, т.е. 4,4 D.

Близорукий глаз имеет главный фокус преломляющей системы перед сетчаткой. Если рассматриваемый предмет приближается к глазу, то приближается к сетчатке и его изображение. В случае близорукости или ось глаза слишком длинна, или кривизна хрусталика велика, или преломляющая способность других сред глаза велика. Близорукость исправляется очками с вогнутыми стеклами.

Дальнозоркий глаз или является слишком коротким, или его хрусталик имеет малую кривизну. Изображения предметов в этом случае будут получаться за сетчаткой, и такой глаз в ненапряженном состоянии не может видеть отчетливо никаких предметов. В самом деле, по мере приближения предметов издали место схождения их лучей в глазу уходит еще дальше за сетчатку. Только прибегая к усилию аккомодации, этот глаз может видеть вообще, причем он видит отдаленные предметы лучше, чем близкие. Дальнозоркость исправляется очками с выпуклыми (положительными) линзами, увеличивающими преломляющую способность глаза.

Наибольшая степень дальнозоркости встречается при афакии, т. е. при отсутствии хрусталика и неспособности глаза аккомодироваться. От дальнозорких глаз следует отличать старческие глаза, иногда почти лишенные способности аккомодации вследствие уменьшения упругости хрусталика с годами. При этом ближняя точка все более и более удаляется от глаза. К 45 годам эта точка уже за пределами того расстояния, на котором нормальный глаз хорошо различает предметы. Старческую дальнозоркость исправляют с помощью выпуклых линз, приближающих как ближнюю, так и дальнюю точки.

У людей, страдающих косоглазием, зрительная линия (взгляд) одного глаза направлена на предмет, привлекающий внимание, а линия другого глаза отклонена в сторону носа (сходящееся или внутреннее косоглазие) или виска (расходящееся или внешнее косоглазие) кверху или книзу. Степень косоглазия определяется углом, образуемым линией зрения косящего глаза и нормальным направлением.

Различаются два вида косоглазия: содружественное и паралитическое. В первом случае двигательные мышцы глаз нормальны и движения их согласованы, однако положение глаз относительно друг друга все время остается неправильным. Возможно постоянное отклонение одного и того же глаза, а иногда попеременное; косит то один, то другой глаз. В тех случаях, когда один глаз видит лучше другого, фиксирующим всегда оказывается лучший глаз, а отклоняется второй, худший глаз. Но стоит только закрыть лучший глаз и фиксировать начинает хуже видящий глаз, а закрытый второй глаз становится отклоненным.

Этот вид косоглазия обусловлен расстройством двигательной части аппарата глубинного зрения, высокими степенями дальнозоркости или близорукости, плохим зрением одного из глаз. Согласованное зрение обоими глазами, дающее нам возможность получать пластические глубинные образы, оказывается утраченным. Содружественное косоглазие часто развивается в раннем детстве и может быть исправлено применением призматических очков. При сильном косоглазии одна из призм исправляет имеющееся отклонение зрительной оси косящего глаза, а другая частично отклоняет ось другого глаза, обеспечивая восстановление бинокулярного зрения. Паралитическое косоглазие появляется в результате паралича одной из нескольких двигательных мышц глаза вследствие заболевания центральной нервной системы. В этом случав движение пораженного глаза отстает, и его ось отклонена в сторону. Иногда при этом происходит двоение видимых предметов. При помощи очков этот вид косоглазия неустраним: здесь помогает оперативное вмешательство. Известны случаи половинной слепоты, т. е. выпадания половины (правой или левой) поля зрения также вследствие заболевания центральной нервной системы.

Ненормальности глаза в отношении основных закономерностей свето- и цветоощущений встречаются в виде дефектов, именуемых «куриной слепотой» и цветовой слепотой. «Куриная слепота» (гемералопия) — это расстройство светоощущения, проявляющееся в виде резкого понижения видимости при ослабленном освещении в сумерки или ночью. При наступлении темноты, когда вещи теряют для нас свои хроматические оттенки, нормально зрячий все же достаточно легко ориентируется посредством своего периферического зрения. Субъект, страдающий гемералопией, чувствует себя совершенно беспомощным, ничего не различает, натыкается на предметы и т. п. Темновая адаптация в этом случае или заметно ослаблена, или же вовсе отсутствует. Причинами этого дефекта зрения часто бывают плохое питание (недостаток жиров, витамина А) или продолжительная работа при чрезмерно ярком освещении.

Цветовая слепота может быть полной и частичной. Лица, страдающие полной цветовой слепотой, не различают никаких цветовых тонов, многоцветный рисунок они не отличают от одноцветного. Для них изображенные на рис. I

мак и василек отличаются друг от друга контурами и яркостью изображения.

Все цветовые тона для нормально видящего глаза могут быть воспроизведены путем смешения в надлежащих пропорциях не менее трех цветов, принятых за основные (красный, зеленый и синий). Поэтому нормально зрячие называются трихроматами. Явление ненормального трихроматизма было открыто в 1880 г. Д. Рэлеем. Лица, страдающие этой аномалией зрения, могли воспроизводить все цвета посредством смешения тех же трех цветов, что и лица с нормальным зрением, но при этом они слишком много прибавляют зеленого цвета. Таким образом, смесь, которая им кажется белой, на самом деле является зеленой, смесь, которая нам кажется белой, они считают розовой.

Лица с полной цветовой слепотой являются монохроматами, поскольку все оттенки предметов они получают только за счет вариаций интенсивности одного и того же раздражителя. Полная цветовая слепота явление весьма редкое. Чаще встречаются частичные расстройства цветового зрения, например, когда субъект, воспринимая все доступные ему цвета, смешивает только два основных — зеленый и синий (краснослепые или дальтоники — это цветовая слепота первого рода — протонопия) или красный исиний (зеленослепые — цветовая слепота второго рода — Фейтеронопия). Наконец, третий вид частичной цветовой слепоты (тритонопия) — это «слепота на фиолетовый цвет». Протонопией страдал знаменитый английский химик Д. Дальтон, который впервые в 1794 г. и описал этот недостаток своего зрения. Дальтон обратил внимание на то, что цветок герани, который показался всем розовым, ему представлялся днем голубым, а вечером, при свечах, красным. Все уверяли его, что не видят никакой бросающейся в глаза разницы в цвете лепестков герани днем и вечером. Это наблюдение побудило Дальтона изучить особенность своего зрения, и он нашел, что красный, оранжевый, желтый и зеленый цвета казались ему почти одинаковыми: все их он называл желтыми. Зато он хорошо различал синий и фиолетовый цвета. Дальтон говорил, что кровь казалась ему зеленого, бутылочного цвета, а трава почти красной. Трудно представить, как Дальтон, страдавший столь резко выраженной цветовой слепотой, не обнаружил ее раньше 26-летнего возраста. Возможно, это было следствием нашей способности не обращать внимания на то, что привычно. Человек, страдающий цветовой слепотой, часто может думать, что он прав, а окружающие ошибаются. В жизни известны случаи приобретенного дальтонизма, однако в большинстве случаев этот дефект зрения является врожденным и передается по женской линии главным образом мужскому потомству. Около 4% всех мужчин страдают дальтонизмом, тогда как среди женщин все виды цветовой слепоты встречаются гораздо реже — не чаще 0,5%.

Для второй группы цветнослепых (дейтеронопов) характерной особенностью является неумение отличать светло-зеленый цвет от темно-красного и фиолетовый от голубого, между тем как пурпурный цвет с голубым они не смешивают, но смешивают с серым.

Третий вид частичной цветовой слепоты наблюдается значительно реже. Для тритонопов весь спектр содержит лишь оттенки красного и зеленого.

Для многих профессий цветовая слепота не является крупным недостатком. Но есть такие профессии, когда умение уверенно и строго различать цвета имеет существенное значение — например, цветнослепой, работающий машинистом, рулевым, шофером и т. п., всегда может вызвать катастрофу, приняв один сигнальный цвет за другой. Цветнослепой, не умеющий определять цвета растворов и красящих веществ, не может успешно работать на некоторых операциях в химической, полиграфической, текстильной и в других отраслях промышленности. Профессии художника, ботаника, портного, медика и некоторые другие также требуют нормального цветового зрения.

В настоящее время для испытания на цветовую слепоту применяются таблицы, где среди пятен одного цвета помещены пятна другого, составляющие вместе для всякого нормально зрячего какую-нибудь цифру, букву или фигуру. Цветнослепые не могут отличить цвет этих пятен от цвета пятен, служащих фоном, а следовательно, они не могут «прочесть» и соответствующих цифр, букв или фигур.

помещенном на цветной вклейке, приведена испытательная таблица проф. Е. Б. Рабкина, на которой краснослепой — дальтоник не видит круга, а зеленослепой не видит треугольника. Цветовое зрение в современных условиях будет доставлять человеку все большее и большее наслаждение не только от восприятия прекрасного в природе и в живописи, но и в новых формах искусства — цветной фотографии и кино. Цвету придают все большее значение в промышленности, так как оказывается, что от правильно подобранной окраски производственных помещений и оборудования в значительной мере зависит производительность труда. Недалеко то время, когда приобретет массовое распространение цветное телевидение, а затем и цветомузыка.

Дальнейшее изучение и все более эффективное закрепление полезных свойств зрительного аппарата человека позволяет нейтрализовать, а частично и вовсе устранить вредное влияние недостатков и дефектов нашего зрения.

Дефект зрения. Способы устранения дефектов зрения

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.

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).

§ 70. Глаз и зрение

Глаз иногда называют живым фотоаппаратом, так как оптическая система глаза, дающая изображение, сходна с объективом фотоаппарата, но она значительно сложнее.

Глаз человека (и многих животных) имеет почти шарообразную форму (рис. 163), он защищен плотной оболочкой, называемой склерой. Передняя часть склеры — роговая оболочка 1 прозрачна. За роговой оболочкой (роговицей) расположена радужная оболочка 2, которая у разных людей может иметь разный цвет. Между роговицей и радужной оболочкой находится водянистая жидкость.

Рис. 163. Глаз человека

В радужной оболочке есть отверстие — зрачок 3, диаметр которого в зависимости от освещения может изменяться примерно от 2 до 8 мм. Меняется он потому, что радужная оболочка способна раздвигаться. За зрачком расположено прозрачное тело, по форме похожее на собирающую линзу, — это хрусталик 4, он окружён мышцами 5, прикрепляющими его к склере.

За хрусталиком расположено стекловидное тело 6. Оно прозрачно и заполняет всю остальную часть глаза. Задняя часть склеры — глазное дно — покрыто сетчатой оболочкой 7 (сетчаткой). Сетчатка состоит из тончайших волокон, которые, как ворсинки, устилают глазное дно. Они представляют собой разветвлённые окончания зрительного нерва, чувствительные к свету.

Как получается и воспринимается глазом изображение?

Свет, падающий в глаз, преломляется на передней поверхности глаза, в роговице, хрусталике и стекловидном теле (т. е. в оптической системе глаза), благодаря чему на сетчатке образуется действительное, уменьшенное, перевёрнутое изображение рассматриваемых предметов (рис. 164).

Рис. 164. Формирование изображения на сетчатке глаза

Свет, падая на окончания зрительного нерва, из которых состоит сетчатка, раздражает эти окончания. Раздражения по нервным волокнам передаются в мозг, и человек получает зрительное впечатление, видит предметы. Процесс зрения корректируется мозгом, поэтому предмет мы воспринимаем прямым.

А каким образом создаётся на сетчатке чёткое изображение, когда мы переводим взгляд с удалённого предмета на близкий или наоборот?

В оптической системе глаза в результате его эволюции выработалось замечательное свойство, обеспечивающее получение изображения на сетчатке при разных положениях предмета. Что же это за свойство?

Кривизна хрусталика, а значит, и его оптическая сила могут изменяться. Когда мы смотрим на дальние предметы, то кривизна хрусталика сравнительно невелика, потому что мышцы, окружающие его, расслаблены. При переводе взгляда на близлежащие предметы мышцы сжимают хрусталик, его кривизна, а следовательно, и оптическая сила увеличиваются.

Способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на далёком расстоянии называется аккомодацией глаза (в пер. с лат. «приспособление»). Предел аккомодации наступает, когда предмет находится на расстоянии 12 см от глаза. Расстояние наилучшего видения (это расстояние, при котором детали предмета можно рассматривать без напряжения) для нормального глаза равно 25 см. Это следует учитывать, когда пишете, читаете, шьёте и т. п.

Какое преимущество даёт зрение двумя глазами?

Во-первых, мы видим большее пространство, т. е. увеличивается поле зрения. Во-вторых, зрение двумя глазами позволяет различать, какой предмет находится ближе и какой — дальше от нас. Дело в том, что на сетчатках правого и левого глаза получаются отличные друг от друга изображения, мы как бы видим предметы слева и справа. Чем ближе предмет, тем заметнее это различие, оно и создаёт впечатление разницы в расстояниях, хотя, конечно, изображения сливаются в нашем сознании в одно. Благодаря зрению двумя глазами мы видим предмет объёмным, не плоским.

1. Как получается и воспринимается изображение глазом?
2. Как создаётся чёткое изображение на сетчатке, когда переводят взгляд с удалённого предмета на близкий?
3. Какое преимущество даёт зрение двумя глазами?

1. Используя дополнительную литературу и Интернет, начертите схему построения изображения в фотоаппарате.
2. Подготовьте презентацию о современных фотоаппаратах и их использовании в быту и технике.

Это любопытно.

Близорукость и дальнозоркость. Очки

Благодаря аккомодации изображение рассматриваемых предметов получается как раз на сетчатке глаза. Это выполняется, если глаз нормальный.

Глаз называется нормальным, если он в ненапряжённом состоянии собирает параллельные лучи в точке, лежащей на сетчатке (рис. 165, а). Наиболее распространены два недостатка глаза — близорукость и дальнозоркость.

Близоруким называется такой глаз, у которого фокус при спокойном состоянии глазной мышцы лежит внутри глаза (рис. 165, б). Близорукость может быть обусловлена большим удалением сетчатки от хрусталика по сравнению с нормальным глазом. Если предмет расположен на расстоянии 25 см от близорукого глаза, то изображение предмета получится не на сетчатке (как у нормального глаза), а ближе к хрусталику, впереди сетчатки. Чтобы изображение оказалось на сетчатке, нужно приблизить предмет к глазу. Поэтому у близорукого глаза расстояние наилучшего видения меньше 25 см.

Рис. 165. Недостатки зрения

Дальнозорким называется глаз, у которого фокус при спокойном состоянии глазной мышцы лежит за сетчаткой (рис. 165, е).

Дальнозоркость может быть обусловлена тем, что сетчатка расположена ближе к хрусталику по сравнению с нормальным глазом. Изображение предмета получается за сетчаткой такого глаза. Если предмет удалить от глаза, то изображение попадает на сетчатку, отсюда и название этого недостатка — дальнозоркость.

Разница в расположении сетчатки даже в пределах одного миллиметра уже может приводить к заметной близорукости или дальнозоркости.

Люди, имевшие в молодости нормальное зрение, в пожилом возрасте становятся дальнозоркими. Это объясняется тем, что мышцы, сжимающие хрусталик, ослабевают и способность аккомодации уменьшается. Происходит это и из-за уплотнения хрусталика, теряющего способность сжиматься. Поэтому изображение получается за сетчаткой.

Близорукость и дальнозоркость устраняются применением линз. Изобретение очков явилось великим благом для людей, имеющих недостатки зрения.

Какие же линзы следует применять для устранения этих недостатков зрения?

У близорукого глаза изображение получается внутри глаза впереди сетчатки. Чтобы оно передвинулось на сетчатку, нужно уменьшить оптическую силу преломляющей системы глаза. Для этого применяют рассеивающую линзу (рис. 166, а).

Рис. 166. Коррекция недостатков зрения с помощью линз

Оптическую силу системы дальнозоркого глаза нужно, наоборот, усилить, чтобы изображение попало на сетчатку. Для этого используют собирающую линзу (рис. 166,6).

Итак, для исправления близорукости применяют очки с вогнутыми, рассеивающими линзами. Если, например, человек носит очки, оптическая сила которых равна -0,5 дптр (или -2 дптр, -3,5 дптр), то, значит, он близорукий.

В очках для дальнозорких глаз используют выпуклые, собирающие линзы. Такие очки могут иметь, например, оптическую силу +0,5 дптр, +3 дптр, +4,25 дптр.