Глаза и зрение с физической точки зрения

Глаз — орган зрения животных и человека. Глаз человека состоит из глазного яблока, соединенного зрительным нервом с головным мозгом, и вспомогательного аппарата (веки, слезные органы и мышцы, двигающие глазное яблоко).

Глазное яблоко (рис. 94) защищено плотной оболочкой, называемой склерой. Передняя (прозрачная) часть склеры 1 называется роговицей. Роговица является самой чувствительной наружной частью человеческого тела (даже самое легкое ее касание вызывает мгновенное рефлекторное смыкание век).

За роговицей расположена радужная оболочка 2, которая у людей может иметь разный цвет. Между роговицей и радужной оболочкой находится водянистая жидкость. В радужной оболочке есть небольшое отверстие — зрачок 3. Диаметр зрачка может изменяться от 2 до 8 мм, уменьшаясь на свету и увеличиваясь в темноте.

За зрачком расположено прозрачное тело, напоминающее двояковыпуклую линзу, — хрусталик 4. Снаружи он мягкий и почти студенистый, внутри более твердый и упругий. Хрусталик окружен мышцами 5, прикрепляющими его к склере.

За хрусталиком расположено стекловидное тело 6, представляющее собой бесцветную студенистую массу. Задняя часть склеры — глазное дно — покрыто сетчатой оболочкой (сетчаткой) 7. Она состоит из тончайших волокон, устилающих глазное дно и представляющих собой разветвленные окончания зрительного нерва.

Как возникают и воспринимаются глазом изображения различных предметов?

Свет, преломляясь в оптической системе глаза, которую образуют роговица, хрусталик и стекловидное тело, дает на сетчатке действительные, уменьшенные и обратные изображения рассматриваемых предметов (рис. 95). Попав на окончания зрительного нерва, из которых состоит сетчатка, свет раздражает эти окончания. По нервным волокнам эти раздражения передаются в мозг, и у человека появляется зрительное ощущение: он видит предметы.

Изображение предмета, возникающее на сетчатке глаза, является перевернутым. Первым, кто это доказал, построив ход лучей в оптической системе глаза, был И. Кеплер. Чтобы проверить этот вывод, французский ученый Р. Декарт (1596—1650) взял глаз быка и, соскоблив с его задней стенки непрозрачный слой, поместил в отверстии, проделанном в оконном ставне. И тут же на полупрозрачной стенке глазного дна он увидел перевернутое изображение картины, наблюдавшейся из окна.

Почему же тогда мы видим все предметы такими, как они есть, т. е. неперевернутыми? Дело в том, что процесс зрения непрерывно корректируется мозгом, получающим информацию не только через глаза, но и через другие органы чувств. В свое время английский поэт Уильям Блейк (1757—1827) очень верно подметил:

Посредством глаза, а не глазом
Смотреть на мир умеет разум.

В 1896 г. американский психолог Дж. Стреттон поставил на себе эксперимент. Он надел специальные очки, благодаря которым на сетчатке глаза изображения окружающих предметов оказывались не обратными, а прямыми. И что же? Мир в сознании Стреттона перевернулся. Все предметы он стал видеть вверх ногами. Из-за этого произошло рассогласование в работе глаз с другими органами чувств. У ученого появились симптомы морской болезни. В течение трех дней он ощущал тошноту. Однако на четвертые сутки организм стал приходить в норму, а на пятый день Стреттон стал чувствовать себя так же, как и до эксперимента. Мозг ученого освоился с новыми условиями работы, и все предметы он снова стал видеть прямыми. Но, когда он снял очки, все опять перевернулось. Уже через полтора часа зрение восстановилось, и он снова стал видеть нормально.

Любопытно, что подобная приспосабливаемость характерна лишь для человеческого мозга. Когда в одном из экспериментов переворачивающие очки надели обезьяне, то она получила такой психологический удар, что, сделав несколько неверных движений и упав, пришла в состояние, напоминающее кому. У нее стали угасать рефлексы, упало кровяное давление и дыхание стало частым и поверхностным. У человека ничего подобного не наблюдается.

Однако и человеческий мозг не всегда способен справиться с анализом изображения, получающегося на сетчатке глаза. В таких случаях возникают иллюзии зрения — наблюдаемый предмет нам кажется не таким, каков он есть на самом деле (рис. 96).

Есть еще одна особенность зрения, о которой нельзя не сказать. Известно, что при изменении расстояния от линзы до предмета меняется и расстояние до его изображения. Каким же образом на сетчатке сохраняется четкое изображение, когда мы переводим свой взгляд с удаленного предмета на более близкий?

Оказывается, те мышцы, которые прикреплены к хрусталику, способны изменять кривизну его поверхностей и тем самым оптическую силу глаза. Когда мы смотрим на далекие предметы, эти мышцы находятся в расслабленном состоянии и кривизна хрусталика оказывается сравнительно небольшой. При переводе взгляда на близлежащие предметы глазные мышцы сжимают хрусталик, и его кривизна, а следовательно, и оптическая сила увеличиваются.

Способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на более далеком расстоянии называется аккомодацией (от лат. accomodatio — приспособление). Благодаря аккомодации человеку удается фокусировать изображения различных предметов на одном и том же расстоянии от хрусталика — на сетчатке глаза.

Однако при очень близком расположении рассматриваемого предмета напряжение мышц, деформирующих хрусталик, усиливается, и работа глаза становится утомительной. Оптимальное расстояние при чтении и письме для нормального глаза составляет около 25 см. Это расстояние называют расстоянием ясного (или наилучшего) зрения.

Какое преимущество дает зрение двумя глазами?

Во-первых, именно благодаря наличию двух глаз мы можем различать, какой из предметов находится ближе, какой дальше от нас. Дело в том, что на сетчатках правого и левого глаза получаются отличающиеся друг от друга изображения (соответствующие взгляду на предмет как бы справа и слева). Чем ближе предмет, тем заметнее это различие. Оно и создает впечатление разницы в расстояниях. Эта же способность зрения позволяет видеть предмет объемным, а не плоским.

Во-вторых, благодаря наличию двух глаз увеличивается поле зрения. Поле зрения человека изображено на рисунке 97, а. Для сравнения рядом с ним показаны поля зрения лошади (рис. 97, в) и зайца (рис. 97, б). Глядя на эти рисунки, легко понять, почему хищникам так трудно подкрасться к этим животным, не выдав себя.

Зрение позволяет людям видеть друг друга. Возможно ли самому видеть, но для других быть невидимым? Впервые на этот вопрос попытался ответить в своем романе «Человек-невидимка» английский писатель Герберт Уэллс (1866—1946). Человек окажется невидимым после того, как его вещество станет прозрачным и обладающим той же оптической плотностью, что и окружающий воздух. Тогда отражения и преломления света на границе человеческого тела с воздухом не будет, и он превратится в невидимку. Так, например, толченое стекло, имеющее на воздухе вид белого порошка, тут же исчезает из виду, когда его помещают в воду — среду, обладающую примерно той же оптической плотностью, что и стекло.

В 1911 г. немецкий ученый Шпальтегольц пропитал препарат мертвой ткани животного специально приготовленной жидкостью, после чего поместил его в сосуд с такой же жидкостью Препарат стал невидимым.

Однако человек-невидимка должен быть невидимым на воздухе, а не в специально приготовленном растворе. А этого достигнуть не удается.

Но допустим, что человеку все-таки удастся стать прозрачным. Люди перестанут его видеть. А сможет ли он сам их видеть? Нет, ведь все его части, в том числе и глаза, перестанут преломлять световые лучи, и, следовательно, никакого изображения на сетчатке глаза возникать не будет. Кроме того, для формирования в сознании человека видимого образа световые лучи должны поглощаться сетчаткой, передавая ей свою энергию. Эта энергия необходима для возникновения сигналов, поступающих по зрительному нерву в мозг человека. Если же у человека-невидимки глаза станут совершенно прозрачными, то этого происходить не будет. А раз так, то он вообще перестанет видеть. Человек-невидимка будет слепым.

Герберт Уэллс не учел этого обстоятельства и потому наделил своего героя нормальным зрением, позволяющим ему, оставаясь незамеченным, терроризировать целый город.

. 1. Как устроен глаз человека? Какие его части образуют оптическую систему? 2. Охарактеризуйте изображение, возникающее на сетчатке глаза. 3. Как передается изображение предмета в мозг? Почему мы видим предметы прямыми, а не перевернутыми? 4. Почему, переводя взгляде близкого предмета на удаленный, мы продолжаем видеть его четкий образ? 5. Чему равно расстояние наилучшего зрения? 6. Какое преимущество дает зрение двумя глазами? 7. Почему человек-невидимка должен быть слепым?

• Вы уже знаете, что большую часть информации об окружающем мире мы получаем благодаря зрению. Органом зрения человека являет­ся глаз — один из самых совершенных и вместе с тем простых опти­ческих приборов. Как же устроен глаз? Почему некоторые люди плохо видят и как скорректировать их зрение? Как с особенностями чело­веческого глаза связано производство мультипликационных фильмов?

1. Знакомимся со строением глаза

Глаз человека имеет шарообразную форму (рис. 3.66). Диаметр глаз­ного яблока около 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 обеспе­чивает 75 % способности глаза преломлять свет.

Рис. 3.66. Строение глаза

С внутренней стороны склера покрыта сосудистой оболочкой, состоящей из кровеносных сосудов, питающих глаз. В передней части глаза сосудистая обо­лочка переходит в радужную оболочку, которая неодинаково окрашена у разных людей. В радужной оболочке есть круглое отверстие — зрачок. Зрачок сужается в случае усиления интенсивности света и расширяется в случае ослабления.

Способность глаза приспосабливаться к различной яркости наблюдае­мых предметов называют адаптацией.

За зрачком расположен хрусталик, который представляет собой двояко­выпуклую линзу. Хрусталик благодаря скрепленным с ним мышцам может изменять свою кривизну, а следовательно, и оптическую силу.

Сосудистая оболочка с внутренней стороны глаза покрыта сетчаткой — разветвлениями светочувствительного нерва. Самая чувствительная часть сетчатки расположена прямо напротив зрачка и называется желтым пятном. Место, где зрительный нерв входит в глаз, невосприимчиво к свету, поэтому получило название слепого пятна. В получении изображения так­же принимает участие стекловидное тело — прозрачная студенистая мас­са, которая заполняет пространство между хрусталиком и сетчаткой. Свет, попадающий на поверхность глаза, преломляется в роговице, хрусталике и стекловидном теле. В результате на сетчатке получается действитель­ное, перевернутое, уменьшенное изображение предмета (рис. 3.67).

Рис. 3.67. Изображение, которое получается на сетчатке глаза, — действительное, перевернутое, уменьшенное

Рис. 3.68. В спокойном состоя­нии фокус оптической системы здорового глаза расположен на сетчатке. В этом случае на сетчат­ке образуется четкое изображе­ние удаленных предметов

2. Узнаем, почему человек видит как удаленные предметы, так и расположенные рядом

Если человек имеет хорошее зрение, он видит четкими как далеко, так и близко рас­положенные предметы. Это происходит потому, что в случае изменения расстояния до предме­та хрусталик глаза изменяет свою кривизну.

• Способность хрусталика изменять свою кривиз­ну в случае изменения расстояния до рассмат­риваемого предмета, называют аккомодацией.

Если человек смотрит на довольно удален­ные предметы, в глаз попадают параллельные лучи — в этом случае глаз наиболее расслаблен. (Заметьте, что, задумавшись, человек смотрит как будто вдаль!) Чем ближе расположен пред­мет, тем сильнее напрягается глаз. Наименьшее расстояние, на котором глаз видит предмет, практически не напрягаясь, называют рассто­янием наилучшего зрения. Для людей с нор­мальным зрением это расстояние равно прибли­зительно 25 см. Именно на таком расстоянии человек с хорошим зрением читает книгу.

3. Выясняем, что такое близорукость и дальнозоркость и какие есть способы их коррекции

Чтобы лучше разобраться, что происхо­дит в оптической системе глаза в случае близо­рукости и дальнозоркости и как корректиру­ются эти недостатки зрения, представим такую ситуацию. Три человека, один из которых имеет нормальное зрение, у второго — близорукость, а у третьего — дальнозоркость, смотрят на одни и те же предметы, расположенные довольно да­леко,— например, на звезды. (В этом случае мы можем не принимать во внимание аккомода­цию, ведь глаза у всех троих расслаблены.)

У человека с нормальным зрением фокус оптической системы глаза в спокойном (нена­пряженном) состоянии расположен на сетчат­ке, т.е. параллельные лучи, попадающие в глаз, после преломления в оптической системе глаза собираются на сетчатке (рис. 3.68), и изобра­жение предметов на ней будет четким.

Иная ситуация у людей, имеющих близорукость или дальнозоркость. Близорукость — это недостаток зрения, в случае которого фокус оптической системы глаза в спокойном (нена­пряженном) состоянии расположен перед сет­чаткой (рис. 3.69, а). Это происходит потому, что в случае близорукости угол преломления светового пучка в оптической системе глаза оказывается большим, чем у человека с нор­мальным зрением. Поэтому изображение пред­метов на сетчатке будет нечетким, размытым.

Рис. 3.69 В случае близорукости в спокойном состоянии глаза фокус F оптической системы глаза расположен перед сетчат­кой (о). Изображение удаленных предметов на сетчатке получа­ется нечетким. Для коррекции близорукости используют очки с рассеивающими линзами (б)

Расстояние наилучшего зрения в случае близорукости меньше 25 см. Именно поэтому близорукий человек, чтобы рассмотреть пред­мет в руках, подносит его близко к глазам. Близорукость корректируется ношением очков с рассеивающими линзами (рис. 3.69, б).

Дальнозоркость — это недостаток зрения, в случае которого фокус оптической системы глаза в спокойном (ненапряженном) состоянии расположен за сетчаткой (рис. 3.70, а). Это про­исходит потому, что в случае дальнозоркости угол преломления светового пучка в оптической сис­теме глаза оказывается меньшим, чем у человека с нормальным зрением. Изображение предметов на сетчатке также будет нечетким, размытым.

Расстояние наилучшего зрения в случае даль­нозоркости больше, чем 25 см, поэтому, рассматривая предмет в руках, человек отодвигает его от глаз. Дальнозоркость корректируется ношением очков с собирающими линзами (рис. 3.70, б).

Рис. 3.70. В случае дальнозоркос­ти в спокойном состоянии глаза фокус F оптической системы глаза расположен за сетчаткой (о). Изоб­ражение удаленных предметов на сетчатке получается нечетким. Для коррекции дальнозоркости используют собирающие линзы (б)

4. Знакомимся с инерцией зрения

Если быстро перемещать в темноте «бенгальский огонь», то наблюда­тель увидит светящиеся фигуры, образованные «огневым контуром». Раз­ноцветные лампочки карусели во время быстрого вращения, сливаясь, об­разуют кольца. Наши глаза все время мигают, а поскольку эти движения довольно быстрые, мы не замечаем, что на определенный промежуток вре­мени предмет, на который мы смотрим, становится невидимым.

Все эти явления можно объяснить так называемой инерцией зрения. Суть в том, что после того как изображение предмета исчезает с сетчатки глаза (предмет убирают, перестают его освещать, заслоняют непрозрачным экраном и т. п.), зрительный образ, вызванный этим предметом, сохраняет­ся на протяжении 0,1 с.

Зрительную инерцию широко используют в анимационном кино. Кар­тинки на экране очень быстро (24 раза в секунду) сменяют друг друга, во время их смены экран не освещается, но зри­тель этого не замечает — он просто видит ряд чередующихся картинок. Таким образом на эк­ране создается иллюзия движения. (А теперь представьте, сколько картинок нужно нарисо­вать художникам, чтобы получить полнометражный мультипликационный фильм!)

На инерции зрения также базируется при­менение стробоскопа. (Стробоскоп представля­ет собой источник света, излучающий световые вспышки через определенные, очень малые промежутки времени.) Во время фотографиро­вания объектов, освещеннных стробоскопом, мы получаем стробоскопические фотографии (рис. 3.71).

Рис. 3.71 Стробоскопическая фотография гимнаста, выполняю­щего упражнения на перекладине

С точки зрения физики, глаз представляет собой оптическую систе­му, основными элементами которой являются роговица, хрусталик и стек­ловидное тело.

В результате преломления света в этой оптической системе на светочувст­вительной поверхности глазного дна — сетчатке — образуется уменьшен­ное, действительное, перевернутое изображение предмета.

Если оптическая система глаза собирает лучи перед сетчаткой, то изоб­ражение предмета на сетчатке будет размытым — такой дефект зрения называется близорукостью. Близорукость корректируют ношением очков с рассеивающими линзами.

Если оптическая система глаза слабо преломляет лучи, то продолжения лучей пересекаются за сетчаткой — такой дефект зрения называется даль­нозоркостью. Дальнозоркость корректируют ношением очков с собирающи­ми линзами.

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

1. Опишите строение человеческого глаза и назначение отдельных его элементов.

2. Какие характеристики имеет изображение, возникаю­щее на сетчатке глаза?

3. Как изменяется диаметр зрачка в случае уменьшения освещенности?

4. Почему человек с нормальным зрением может одинаково четко видеть как далеко, так и близко расположенные предметы?

5. Чему равно расстояние наилучшего зрения для челове­ка с нормальным зрением?

6. Какой дефект зрения называется близо­рукостью? Как его можно скорректировать?

7. Какой дефект зрения называется дальнозоркостью? Как его можно скорректировать?

8. Ка­кое свойство зрения называют инерцией зрения?

1. Почему кривизна хрусталика глаза рыбы большая, чем у человека?
2. Оптическая сила нормального глаза изменяется от 58,6 до 70,6 дптр. Определите, во сколько раз изменяется при этом фокусное расстоя­ние глаза.
3. На каком минимальном расстоянии от глаза следует расположить зеркальце, чтобы увидеть четкое изображение глаза?
4. Оптическая сила линз бабушкиных очков -2,5 дптр. Каково фокус­ное расстояние этих линз? Какой дефект зрения имеет бабушка?
5. Почему, чтобы лучше видеть, близорукий человек щурит глаза?
6. Почему даже в чистой воде человек без маски плохо видит?
7. Мальчик читает книгу, держа ее на расстоянии 20 см от глаз. Опре­делите оптическую силу линз, которые необходимы мальчику для чтения на расстоянии наилучшего зрения (при условии нормально­го зрения).

1. Предложите способ, с помощью которого можно определить, какой дефект зрения (близорукость или дальнозоркость) корректируют те или иные очки. Постарайтесь найти несколько разных очков (по­просите у домашних, соседей и т. д.) и убедитесь в правильности своего способа.

2. Проверьте на опыте свойство глаза изменять диаметр зрачка в за­висимости от освещенности рассматриваемого объекта. Для наблю­дения изменений диаметра зрачка воспользуйтесь зеркалом.

В конце прошлого века ученым удалось установить, что преломление светового луча, попадающего в глаз, различно в разных точках глаза из-за того, что поверх­ность роговицы не является идеально гладкой, а хрус­талик не является однородным (см. рисунок).

Для исправления зрения была предложена методика сглаживания поверхности роговицы с помощью лазерного излучения. Однако чтобы эта технология действитель­но заработала, надо было знать, какое именно количество вещества хрусталика следует удалить в конкретном месте, т. е. было необходимо измерить реальный профиль хрусталика. Тем не менее глаз не стоит спо­койно, а следовательно, надо было сделать это измерение очень быстро (за доли секунды).

В Германии, Японии, Испании и США началось неистовое соревнование ученых и инже­неров за создание такого измерительного прибора. Однако первый в мире рейтрейсинговый аберрометр был создан коллективом украинских ученых под руководством профессо­ра Василия Молебного.

Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. — X.: Издательство «Ранок», 2007. — 192 с.: ил.

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.

Зрение с позиции физики и биологии

Изучение строения и свойств глаза человека, основных особенностей роговицы, хрусталика и сетчатки. Характеристика дефектов зрения: близорукости, дальнозоркости, куриной слепоты, дальтонизма. Исследование природы зрительных иллюзий и аккомодаций глаза.

Уярская средняя общеобразовательная школа №40

Зрение с позиции физики и биологии

Выполнил: ученик 10 класса Куташевский Сергей

Научный руководитель: Грачева Нина Тимофеевна

В восьмом классе на уроках биологий мы изучали организм зрения — глаз. Я решил углубить знания, и подробнее изучить строение глаза человека, узнать о некоторых особенностях зрения человека, и приобрести практические навыки наблюдения этих особенностей на собственном опыте и оценить своё зрение с учётом этих особенностей.

Что такое зрение

Канал, через который мы получаем около 80% всей информации об окружающем мире. Глаз позволяет видеть предметы, их форму, размеры, цвет. Зрение позволяет установить, где находится объект, двигается он или неподвижен, какое до него расстояние. Это даёт человеку возможность ориентироваться, вовремя заметить опасность.

Строение глаза человека

Глаз напоминает шар диаметром 2,5 см и массой около 7-8 г. Глазное яблоко располагается в глазнице, спереди его оберегают веки. Брови предотвращаёт попадание в глаза пота со лба, а веки с ресницами защищают их от снега, дождя и пыли. Назначение слёз — смачивания поверхность глазного яблока, чтобы она не высохла. Слёзные желёзки за сутки вырабатывают до 1 мл слёз. По статистики, женщины плачут в четыре раза чаще мужчин, но это связано не с мужественностью или женственностью, а с содержанием гормона пролактина, который отвечает за выработку грудного молока и слёз.

Глаз похож на фотокамеру. Стенка его состоит из трёх оболочек:

1) Наружный (белой не прозрачной склеры и прозрачной роговицы) 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.

2)Сосуды — с радужкой. 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.

3) 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. 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.

— Глаз напоминает шар диаметром 2,5 см и массой около 7-8 г. Роговица имеет форму сферической чашечки диаметром около 12 мм и толщиной 1 мм. Радиус кривизны ее в среднем 8 мм. Показатель преломления 1,38. В центре радужной оболочки имеется отверстие — зрачок, размер которого при помощи мышечных волокон, управляемых из центральной нервной системы, может меняться. Зрачок меняется от 2—3 мм при ярком освещении до 6—8 мм при слабом. Таким образом, регулируется количество света, проходящего внутрь глаза. Непосредственно позади зрачка находится хрусталик, прозрачное и упругое тело.

Хрусталик по форме близок к двояковыпуклой линзе. Диаметр его 8—10 мм. Радиус кривизны передней поверхности в среднем 10 мм, а задней 6 мм. Показатель преломления вещества хрусталика 1,44. Хрусталик окружен мышцами, прикрепляющими его к склере. За хрусталиком расположено стекловидное тело. Оно прозрачно и заполняет всю остальную часть глаза.

Глазное дно покрыто сетчатой оболочкой (сетчаткой), которая прилегает к сосудистой оболочке. Сетчатая оболочка имеет толщину около 0,5 мм и состоит из нескольких слоев, содержащих волокна зрительного нерва. Сетчатка состоит из палочек и колбочек и нервных клеток, от которых возбуждение идет в головной мозг. Общее число колбочек

7 * 10 6 , а палочек ч 100-10 6 . Колбочки сосредоточены в центральной части сетчатки, в желтом пятне, и особенно в его центральной ямке. Палочки расположены главным образом в периферических частях сетчатки. Колбочки имеют более низкую светочувствительность и создают ощущение цвета. Оптическая система глаза — роговица хрусталик, стекловидное тело. Главная оптическая ось

Сетчатка — это внутренняя оболочка глаза, преобразующая световое раздражение в нервное возбуждение и осуществляющая первичную обработку зрительного сигнала.

Схема сетчатки глаза человека

Палочки и колбочки — Сетчатка глаза состоит из рецепторных клеток, имеющих форму палочек и колбочек. Палочки отвечают за, так называемое сумеречное зрение, с помощью которого различаются форма и размеры предметов, но не цвета. Цветовое зрение осуществляется с помощью колбочек. Теория цветового зрения еще не достаточно разработана, однако имеется ряд оснований, чтобы предполагать, что имеется три вида колбочек, которые различно реагируют на разные участки цветового зрения: одни на зеленый, другие на синий, третьи за красный. Промежуточные цвета различаются при раздражении двух или трех видов колбочек.

Сетчатка- экран глаза, именно она воспринимает световые волны и преобразует их в электрические импульсы, которые по нервам попадают в головной мозг. В сетчатке человеческого глаза 132 млн. клеток, из них 7 млн. колбочек (отвечают за восприятия цвета) и около 125 млн. палочек (различают форму размеры предметов).

Диаметр глазного яблока у взрослого человек…….……23 — 24 мм.

Диаметр глазного яблока у новорождённого……….…около 16 мм.

Объём глазного яблока………………………………… 6,5 см 3 .

Число палочек в сетчатке глаза………………..… около 7 млн. шт.

Число колбочек в сетчатке глаза…………….…около 100 млн. шт.

Показатель преломления роговицы………..……… 1,38.

Показатель преломления водянистой влаги стекловидного тела 1,34.

Показатель преломления вещества хрусталика ………… …… 1,44.

Оптическая сила роговицы……………………………….……40 дптр.

Фокусное расстояние хрусталика…………………………..…69,6 мм.

Фокусное расстояние (переднее) полной системы глаза. … 17,06 мм.

Фокусное расстояние (заднее) полной системы глаза…..….. 22,78 мм.

Оптическая сила полной системы глаза……………………58,64 дптр.

Диаметр зрачка при очень больших яркостях…………… до 2 мм.

Диаметр зрачка при очень малых яркостях………… …. 6 — 8 мм.

Ход светового луча в глазе

Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача — «передать» правильное изображение зрительному нерву. Зная, как устроен глаз позвоночных, фотоаппарат можно изобрести заново, настолько схожи основные принципы их устройства. Объектив нашего глаза, как и у фотоаппарата, составной. Одна часть, роговица, — с неизменяемым фокусным расстоянием; другая, хрусталик, изменяет свою кривизну, автоматически устанавливая резкое изображение того предмета, который привлек наше внимание. О такой автоматике кино- и телеоператоры могут только мечтать. Когда твои глаза открыты, свет, отражающих предметов, попадает внутрь глаза через зрачок — через черную дырочку посредине. Зрачок — отверстие в окрашенной части глаза, которая называется радужной оболочкой. Хрусталик за радужной оболочкой фокусирует свет на светочувствительной оболочке задней стенки глаза, которая называется сетчаткой. Сигналы от сетчатки по специальным глазным нервам попадают в мозг, где они анализируются, интерпретируются как изображение. В центре радужной оболочки находится зрачок — отверстие, которого «впускает» световые лучи внутрь глаза. Пройдя через зрачок, свет попадает на хрусталик-маленькую двояковыпуклую линзу диапазон цветовой информации. Хрусталик по совместительству выполняет роль светофильтра. Он не пропускает ультрафиолетовые лучи, которые могут повредить сетчатку, и поэтому слегка желтый на просвет. С годами хрусталик желтеет сильнее, и человек уже не видит всего богатства фиолетовой части спектра. Так что, когда говорится о яркости мира ребенка, надо иметь в виду не только психологическую свежесть восприятия, но и физически более широкий смысл.

сетчатка близорукость аккомодация глаз

Острота зрения — способность различать мелкие предметы. Напротив зрачка в сетчатке находится так называемое жёлтое пятно, в середине которого — центральная ямка. Плотность зрительных клеток (палочек и колбочек) в этом месте наибольшая, поэтому здесь наивысшая острота зрения.

Аккомодация — способность глаза человека приспосабливаться к видению, как на близком, так и на далеком расстоянии. Глаз человека перестраивается за счёт изменение кривизны (а значит, и оптической силы) хрусталика. Предел аккомодации- 10 см, а расстояние наилучшего видения (без напряжения) для нормальных глаз- 25 см.

Адаптация — рефлекторное приспособление глаза к изменению яркости. Колбочки теряют чувствительность в темноте, поэтому все предметы в сумраке нам кажутся серыми. Чувствительность палочек может изменяться в 200-400 тыс. раз!

Цвет радужки зависит от пигмента меланина. Тёмные глаза (много меланина в радужке) у выходцев из южных солнечных краёв и северных областей со спящими снежными равнинами, и умеренным климатом.

Цветоощущение— способность различать цвета, т.е. длинны волн света в пределах от 0,38 мкм (фиолетовый) до 0,76 мкм (красный). У человека всего 7 видов колбочек, каждая из которых настроена на свой свет. А всего человек различает до 10 млн. цветов и оттенков. Цветовое зрение по-разному выражено у представителей разных рас. Более половины европеоидов, например, обладаю повышенной чувствительностью к красному цвету, они видят больше его оттенков. Новорождённые ясней всего видят зелёные и жёлтые цвета. У курильщиков восприимчивость света снижается.

Бинокулярность зрение — способность человека воспринимать глубину пространства (стереоэффект). Любую точку пространства мы видим под двумя углами, поэтому мир представляет перед нами трёхмерным. Такое зрение называют ещё стереоскопичным, или объёмным. Объёмное зрение позволяет измерять расстояния «на глаз»: чем ближе предмет, тем больше угол между лучами, идущими в правый и левый зрачки. Обработка информации осуществляется в мозгу. (Все эти свойства будут мной рассмотрены поздней)

Современная цивилизация облегчала значительную часть нашего каждодневного труда и освободила нас от многих жизненных забот, но во много раз увеличила нагрузку на глаза.

Исследования показывают, что более 95% младенцев рождается с нормальным зрением и без дефектов глаз. Но, как видно из таблицы, очень малый процент их достигает пожилого возраста со зрением, которое можно было бы в какой-нибудь мере считать нормальным.

Приближённый процент нормального зрения среди лиц разного возраста.

Процент лиц с недостатками зрения

Учащиеся средней школы

На зрение людей возлагается тяжёлая нагрузка. В результате этого Россия, как и другие страны, быстро превращается в страну «очкастых». По информации Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию, каждый второй россиянин страдает заболеванием глаз. Ежегодно в стране регистрируется полмиллиона инвалидов по зрению. Показатели заболеваний органов зрения в России растут и в большинстве регионов превышают среднеевропейские в 1,5-2 раза.

Близорукость — это такой дефект глаза, который чрезвычайно распространён среди школьников и студентов. Согласно данным специалистов каждые 3 новорождённых из 100 обладают этим дефектом; в начальной школе число близоруких составляет примерно 10 из 100; в средней школе число близоруких достигает 24%, а в колледже 31%. Среди диких племён, живущих и работающих большей частью на открытом воздухе, близорукость почти неизвестна. Точно также среди фермеров и лиц, работающих на открытом воздухе, очень малое количество страдает от близорукости, если только они не приобрели её в школе или при работе с близкими объектами.

Дальнозоркость. Следовательно, близкие предметы не могут быть видимы без напряжения глаза. Если вы только дальнозорки и не имеете никаких других недостатков зрения, то вы легко прочтёте 9-ю строчку таблицы Снеллена, но ваша ближняя точка может оказаться дальше своего нормального положения.

Для исправления дальнозоркости следует уменьшать расстояние изображения для близких предметов. Это требует применения собирательной (положительной) линзы соответствующей оптической силы.

Дальтонизм — неспособность различать цвета, если колбочки какого — либо вида оказываются с дефектом. Это расстройство зрения названо по фамилии английского химика и физика Джона Дальтона(1766-1844), впервые исследовавшего это явление. Дальтонизмом страдают 8% мужчин и 0.5% женщин. Одни дальтоники не воспринимают красный цвет, другие — зеленый, третьи — фиолетовый. Встречаются и такие люди, для которых мир «окрашен» только в оттенки серого.

Пресбиопией. С возрастом способность аккомодации постепенно уменьшается. Это объясняется уменьшением упругости хрусталика и способности глазных мускулов увеличивать кривизну хрусталика. Этот недостаток называется пресбиопией. Когда такой недостаток имеет место, ближняя точка удаляется от глаза и аккомодационная способность уменьшается.

Косоглазие — дефект, вызванной несогласованностью работай глазных мышц, из-за чего глаза смотрят в разные стороны. Мозг в этом случае принимает только одно изображение. Чтобы заставить работать глаз с ослабленными мышцами, ребёнку временно закрывают правильный глаз. Дальтонизм — неспособность различать цвета, если колбочки какого-либо вида оказываются с дефектом. Это расстройство зрения называется по фамилии английского химика и физика Джона Дальтона (1766 — 1844), впервые исследовавшего это явление. Дальтонизмом страдают около 8% мужчин и 0,5% женщин. Один дальтоник не воспринимает красный цвет, другие — зелёный третий — фиолетовый. Встречаются и также люди, для которых мир «окрашен» только в оттенки серого.

Куринная слепота — потеря зрения при слабом освещении. Этот дефект вызван нехваткой витамина «А», вследствие чего в полочках не образуется белок зрительный пурпур (именно он под действием солнечных лучей разлагается, а в темноте восстанавливается).

Мои исследования. №1 Дырка в ладони

Описание опыта: Я взял длинную картонную трубку, потом посмотрел сквозь трубку правым глазом, а левую ладонь держал рядом с трубкой так, чтобы видеть её левым глазом. Мне показалось, что в моей левой ладони образовалась дырка.

Что произошло: Мой правый глаз смотрит сквозь трубку, а левый видит открытую ладонь. Мозг получает от каждого глаза совершенно разные картинки. Поэтому он просто объединяет изображения, и я увидел дырку в левой ладони.

№2 Запуск ракеты на луну

Описание опыта: Я держал книгу так, что мой нос касался точки посередине рисунка. И медленно стал поворачивать рисунок против часовой стрелки. И я увидел, как ракета полетела и опустилась на луну.

Что происходит: Каждый глаз посылает в мозг чуть-чуть иное сообщение. Правый глаз видит ракету, а левый — луну. В мозге происходит соединение двух картинок, и возникнет впечатление, что ракета полетела и опустилась на Луну.

№3 Обнаружения слепого пятна

Описание опыта: Я держал листок на обычном расстояний от лица и глядя на приведенную картинку. А потом закрыл правый глаз, а левым сфокусировался на крестик, и медленно приближал листок к глазу. И в какой — то момент изображение «жирной» точки исчезло.

Что происходит: При приближений и отдалении рисунка в определённом положении световые лучи точки попали в «слепое пятно» левого глаза. «Слепое пятно» — это место, откуда выходит зрительный нерв, ведущий в мозг. В этом месте, нет ни палочек, ни колбочек, благодаря которым глаз и воспринимает изображения. То в этом месте изображение не воспринимается.

№4 Сокращение зрачка

Описание опыта: Зрачок может изменять свой размер, изменяя таким способом количество попадающего в глаз света. Я наблюдал это явление, я посмотрел с близкого расстояние на свои глаза в зеркало, в затемнённой комнате зрачок был широко раскрыт (рис 2). Затем я вышел в ярко освещённую комнату, и снова посмотрел на свои зрачки в зеркало, он был сужен, чтоб не пропустить много света и не повредить сетчатку глаза.

№5 Особенности бинокулярного зрения

Описание опыта: Я нарисовал точку на листе бумаги и положил перед собой на столе на расстоянии 75 см от глаза. Сидя за столом, я закрыл одной рукой глаз (скажем, левый), а другой рукой попытался кончиком карандаша попасть на нарисованную точку. Я увидел, что с первого раза это не получилось, так как одним глазом трудно правильно оценить расстояние до точки. Чтобы хорошо определять расстояние до предмета, нужны два глаза.

№6 Сколько карандашей

Описание опыта: 1) Я поставил на стол стакан с водой. Установил за стаканом карандаш на расстоянии Примерно 30 см. 2) Я посмотрел сквозь стекло и увидел два карандаша. 3) Потом я закрыл левый глаз. Изображение карандаша справа исчезнет, закрыл правый глаз, и исчезло левое изображение карандаша.

Что произошло в это время: Вода выполняет роль линзы. Поверхности воды имеет форму цилиндра, и каждый глаз смотрит сквозь эту поверхность немного под разным углом. Поэтому, когда оба глаза открыты, видны два изображения. При одном открытом глазе видно только одно изображение.

Вывод опыта: У тебя два глаза, поэтому вы видите два изображения любого предмета.

Оба глаза смотрят на окружающую мир чуть-чуть с разных позиций. Это позволяет вам видеть предметы не плоскими, а объемными. Кроме того, это помогает оценивать расстояние до предмета.

Описание опыта: 1) В середине чёрного куска картона я вырезал маленькую дырочку. 2) С одной стороны банки я поместил чёрную картонку, а с другой стороны — белую картонку (представляющую собой сетчатку). 3) Поставил лампу на стол так, чтобы она находилась на одной линий с двумя картонками, и включили свет. 4) Я выключил все остальные лампы в комнате, чтобы в комнате стало темно. 5) Я подвигал туда — сюда белую картонку до тех пор, пока на ней не появилось изображение лампы.

Что произошло: Изображение, которое я увидел, было маленькое и перевёрнутое. То изображение, которое формируется на сетчатки моего глаза, тоже перевёрнутое, однако наш мозг приспособился к этому и научился распознавать изображения, так что мы видим всё предметы перевёрнутыми ещё раз в нормальном положений.

Описание опыта: Перед тем как я понял действие бинокулярного зрения, я провёл опыт который и создал бинокулярный образ. Я опускал лицо к карточке, пока не коснулся носом, пунктирной линии. Как только это произошло, я увидел, что птичка влетел клетку. Это происходит из — за того, что ваш мозг комбинирует в общую картину два различных образа, получаемых от каждого глаза, иными словами, создаёт бинокулярный образ.

Что произошло: Мой мозг объединяет в единую картинку два разных изображения, которые видят глаза, и из-за этого происходит обман зрения.

№ 9 «Определение аккомодаций глаза»

Аккомодация — способность глаза человека приспосабливаться к видению, как на близком, так и на далеком расстоянии. Глаз человека перестраивается за счёт изменение кривизны хрусталика. Я заметил, что при чтении текста, мой глаз испытывает минимальное напряжение на расстоянии около 24 см.

Описание опыта: Я определял положение ближней точки аккомодаций, медленно приближая к глазу печатный текст до тех пор, пока буквы перестали чётко видны. И после этого я измерил расстояние между глазом и текстом, которое было равно около 12 см.

№ 10 «Определение светового коэффициента в учебных классах»

Описание опыта: Световой коэффициент в учебных классах должен составлять 1:4 (это отношения остеклённой поверхности окон к полу учебного класса). 1) Я определил световой коэффициент 27 кабинета «Физики».

— Площадь кабинета: Длинна (a) = 8м. S_п.п.=ab.

— Площадь окон: Высота(h)=1,77 м.

Количество окон (с) =3 Ш.

— Световой коэффициент 27 кабинета «физики» составил около 8: 48 или 1: 6

2) Я определил световой коэффициент 8 кабинета «Русского и Литературы».

— Площадь кабинета: Длинна (a)=11 м. S_п.п.=ab.

Ширина (b)=6,5 м. S_п.п.=11*6,5=71,5 м 2 .

— Площадь окон: Высота(h)=1,82 м.

Количество окон (с)=4 Ш.

— Световой коэффициент 8 кабинета «Русского и Литературы» составил около 11,5: 71,5 или 1:6.

Вывод: Эти отношение в обоих кабинетах в полтора (1,5) раза превышает, отношения которое должны быть в учебных классах, но так как в этом году были очень сильные морозы, то во всех кабинетах промёрзли окна, а промерзшие окна задерживают около 80% света, а значит что в холодное время года световой коэффициент не соответствует данному.

№ 11 Физиологические и психологические особенности у школьников

Цель исследования: изучение физиологических и психологических особенностей у юношей и девушек, различающихся по цвету радужной оболочки глаз.

Психологические особенности — Все, что является внутренним содержанием нашей жизни — мысли, чувства, стремления, намерения, желания и их проявления, — составляет психическую сферу человека.

Я провёл теоретический анализ исследований по проблеме физиологических и психологических особенностей школьников, отличающихся по цвету радужной оболочки.

Собрал данные по специально разработанной анкете для определения цвета радужной оболочки глаз у учеников.

1 А какой у вас цвет глаз?

2 Есть ли у вас хронические заболевания (укажите какие)?

3 Какое у вас зрение?

4 Есть ли нервные расстройства?

5 Ваша масса тела?

7 Есть ли на что-то аллергия?

8 Какое у вас давление?

9 Имеете ли вы головную боль (как часто)?

10 Склонность к простудным заболеваниям, как часто болеете?

11 Есть ли у вас воспаление глаз?

12 Болит ли у вас печень?

13 Есть проблемы с желудком?

14 Склонность к обучению?

15 Склонность к никотину, алкоголю?

16 Склонность к спорту, танцам музыке, и.т. д.

На оснований анализа анкеты все исследуемые ученики были разделены на группы.

Цвет глаз зависит от различного содержания в строме радужной оболочки пигментных клеток — хроматофоров, содержащих меланин.

Загадочный меланин — аморфная взвесь полимерных соединений, окрашивающая ткани животных, растений, грибов и даже микроорганизмов.

Цвет глазной радужки зависит от количества меланина и от глубины его месторасположения.

Помимо цвета глаз мы проанализировали у учеников зрения и получили следующие результаты:

• 62% — учащихся имеют нормальное и хорошее зрение.

• 38% — зрение пониженное.

Мы провели анализ цвета глаз у пострадавших лиц с травмами и осложнениями глаз.

• Больше всего подвергаются травмам люди с зелёными глазами (24%)

А также было обнаружено у 43% опрошенных учащихся проблемы с желудком, такие как: гастрит, язва желудка и т.д.

Морфологические признаки учащихся.

Психологические особенности — Все, что является внутренним содержанием нашей жизни — мысли, чувства, стремления, намерения, желания и их проявления, — составляет психическую сферу человека.

А также я определил у учащихся, индекс массы тела, по формуле:

m/L 2 = индекс массы тела.

m- Масса ученика в килограммах.

L- Рост ученика в метрах 2 .

Индекс массы тела должен быть не меньше 18, и не больше 25.

Если больше 25, это ожирение.

Если меньше 18, это дистрофия.

L=1.70 м. 62 кг/ 1,70 2 м.=21. Норма.

2 Зелёные: m=60 кг.

L=1, 78 м.60кг/ 1,78 2 м =18. Норма.

3 Голубые: m=55 кг.

L=1, 58 м.55кг/ 1,58 2 м =23. Норма.

L=1, 71 м.57кг / 1,71 2 м =16. Отклонение, дистрофия.

По цвету радужной оболочки можно предсказать характер человека.

— Зеленоглазые люди — это сама нежность. Любят они всегда искренне, горячо и отличаются верностью тем, кого выбрали.

Зеленые глаза нередко присущи настоящим рыцарям.

Друзья ценят их за надежность и доброту, враги ненавидят за принципиальность и твердость. Люди с зелеными глазами — наиболее благополучная категория.

— Голубые глаза нередко таят обман. Обладатели голубых глаз — целеустремленные, не слишком сентиментальные люди. Людей с голубыми глазами не разжалобишь слезами.

Чаще голубоглазые люди имеют спокойный характер, однако однообразие их угнетает.

-Обладатели карих глаз — от природы наделены привлекательностью, чувственностью, остроумием. Это очень темпераментные люди. Про них можно сказать, что они чрезвычайно вспыльчивые, но легко забывают обиды. Недостатком людей с карими глазами можно считать нередкие капризы.

— Обладатели серых глаз очень решительны и умны.

Серые глаза являются приметой чувствительности и любознательности. Таким людям все интересно. А потому — это глаза везунчиков: им везет и в карьере, и в любви.

1 Среди обследованных школьников было выявлено большее количество с зелёными и голубыми. Не было обнаружено школьников с черной и желтой радужкой.

2 Острота зрения выше у школьников с глазами голубого цвета.

3 Масса тела у школьников с карими, зелёными и голубыми глазами соответствует их росту, а у школьников с серыми глазами обнаружили недостаток массы тела.

Природа зрительных иллюзий

Иллюзия. Взгляни в окно. Сделай движение головой, и вам покажется, что предметы, видимые сквозь стекло, меняются, приходят в движение. Это оптическая иллюзия, или обман глаза. Оконное стекло редко бывает абсолютно ровным. На одних участках оно потолще, на других потоньше, из — за чего свет на разных участках оно преломляет по — разному. Это явление причина иллюзий. Иллюзией, вызванных физическими явлениями, достаточно много, и о них очень полезно знать. Так, предметы, находящие в пробирке с водой, выглядят увеличенными и деформированными. Так же выглядят рыбки, плавающие в шарообразных аквариумах.

Поэтому настоящие любители предпочитают аквариумы с плоскими стенками, в них искажение меньше. Большое число оптических обманов связано с иллюзиями перспективы. Чем дальше находится какой — либо предмет, тем меньше его изображение на сетчатке, а потому дальние предметы кажутся более мелкими. Впервые в живописи стали использовать перспективу художники Возрождения. Они не только изображали далёкие предметы уменьшенными, но и показывали дымку, которая всегда окутывает объекты, находящиеся у горизонта. Иллюзию перспективы можно увидеть на рисунке 1. Последняя из одинаковых фигур на фоне сходящихся линий, кажется крупной. Надо отметить, что иллюзией перспективы пользуются музыканты и театральные режиссёры. Так, в знаменитом похоронном марше Шопена приближение траурной процессий показано постепенным усилением звучания музыки, а удаление её постепенное стиханием. Так что иллюзией подвержены слух, и другие органы чувств. Оригинально использовал иллюзию перспективы К.С. Станиславский в последней сцене «Анны Каренина». В полной темноте загорались три точки: одна вверху и две по бокам. Размеры треугольника при нарастающих звуках увеличивались, они становились всё ярче и ярче. Казалось, что поезд сейчас наедет на зрителя. Все это сопровождалась нарастающим грохотом, так что зрителям становилось вполне понятное переживание Анны в последние минуты жизни. Интересна иллюзия сходящихся и расходящихся стрелок. Трудно поверить, что отрезки, показаны на рисунке 2, одинаковы.

Расходящиеся стрелки оптически увеличивают отрезки, а сходящие — их уменьшают. То же происходит и с восприятием кругов. Если стрелки направлены наружу, круг кажется больше, если внутрь — меньше. Особенно показательна иллюзия установки. Благодаря сформировавшейся доминанте мы видим то, что привыкли видеть. Посмотрите на рисунок 3. На первый взгляд, кажется, что изображена кора больших полушарий головного мозга с традиционными извилинами и бороздами. Но приглядитесь внимательно, и вместо борозд и извилин вы увидите силуэт играющих детей, тела которых сплелись в кучу малу. Примеры таких иллюзий жизнь преподносит довольно часто.

В иных случаях предварительная установка помогает нам осмыслить объект и увидеть в нём то, что мы до сих пор не замечали. Посмотрите на три пятна рисунок 4, далеко не каждый увидит в них силуэт кролика.

Слово играет в нашем восприятий не последнею роль. Оно помогает увидеть предметы, которые хорошо замаскированы. Попробуйте найти на рисунке 5 собаку. Пятна её окраска отходят к фону, что делает фигуру незаметной. Потребуется не мало усилий, чтобы разглядеть изображение.

Зрительные иллюзии связаны с некоторыми ограничениями и погрешностями процесса переработки информации в зрительной системе.

Действительно, при рассматривании определенных объектов в специфическом окружении или в особых условиях наблюдения человек зачастую не вполне правильно оценивает размер, форму или цвет объектов, характер их движения, условия освещения.

Часто «ошибочные» видимые образы очень убедительны, и человек, как правило, не может их «откорректировать» по своему желанию, даже если прекрасно осведомлен о том, что он должен был бы видеть, если бы зрение его не обманывало.

Кроме того, к разряду зрительных иллюзий относят не только систематические ошибки восприятия, но и множество изобретенных людьми впечатляющих зрительных эффектов, в основе которых лежат фундаментальные свойства зрительных механизмов, а не их недостатки.

Таким образом, большинство классических иллюзий, демонстрирующих значительные отличия параметров видимого образа от физических параметров объекта, имеет смысл рассматривать как проявление таких «недостатков» зрительной системы, которые фактически являются продолжением ее достоинств.

Размещено на http://www.stud.wiki/

В научной и популярной литературе описаны многие сотни зрительных иллюзий. Причины некоторых из них давно установлены, а других — до конца не раскрыты до сих пор. Одни зрительные иллюзии объясняются свойствами оптического аппарата глаза, другие отражают особенности связей между нейронами сетчатки или зрительной коры, третьи определяются характером взаимодействия двух глаз, четвертые порождаются процессами адаптации или утомления, пятые связаны инерционными свойствами нервных путей, шестые — с влиянием глазодвигательной системы и т. д. Однако процесс познания природы зрительных иллюзий осложняется тем, что причины большинства зрительных иллюзий носят множественный характер, т. е. в эти иллюзии вносит вклад целый комплекс факторов, относящихся к разным этапам процесса переработки зрительной информации.

Мы часто говорим об «обмане зрения», «обмане слуха», но эти выражения неправильны. Обманов чувств нет!

Философ Кант метко сказал по этому поводу: «Чувства не обманывают нас,- не потому, что они всегда правильно судят, а потому, что они вовсе не судят».

Также я провёл опрос с учащимися, и показывая им эту картинку задавал вопрос: «Сколько ног у слона?»

И получил следующие результаты.

Вывод: Если бы глаз наш не способен был поддаваться никаким обманам, не существовало бы живописи, архитектуры, скульптуры и мы лишены были бы всех наслаждений изобразительных искусств. Художники, модельеры широко пользуются этими недостатками зрения.

Всё, что мы видим — это ИЛЛЮЗИИ!

Зрение под водой

Казалось бы, раз вода прозрачная, ничто не должно мешать видеть под водой так же хорошо, как и в воздухе. Вспомните, показатель преломления воды равен 1,34. И показатель преломления прозрачных сред человеческого глаза близки к этому значению. Только показатель преломления хрусталика всего на 0,1 больше, чем у воды. Поэтому под водой лучи фокусируются в глазу далеко позади сетчатки, на самой сетчатки изображение вырисовывается смутно. Только очень близорукие люди видят под водой более или менее нормально. Изображение всех предметов, которые мы видим под водой, очень размытые. Причина очевидна: показатель преломления глаза почти такой же, как и у воды, поэтому теряется преломляющая сила выпуклой роговой оболочке глаза, которая на воздухе составляет около 40 дптр и больше, чем у самого хрусталика. В результате под водой мы видим как дальнозоркие люди без очков. Чтобы исправить положение, необходимо восстановить воздушную среду перед роговицей глаза, что и делает маска для подводного плавания. Однако при этом значительно уменьшается кругозор. На земле он составляет около 180? из-за преломления на границе воздух — роговицей, а под водой при наличии маски он значительно снижается. Поэтому, аквалангисты, будьте на стороже! Если хотите быть уверенными, что вокруг нет акул, крутите головой на большой угол.

Поле зрения глаза — это угол максимального видения. Поле зрение у человека по вертикале и горизонтали отличаются. Каждый глаз видит в горизонтальном направлении примерно в пределах 120? — 130?, оба угла почти пересекаются. Поле зрение неподвижного глаза около 60? по горизонтали и около 130? по вертикали.

Зрение и компьютер

Распространение персональных компьютеров, плазменных панелей телевизоров и мониторов заставляют офтальмологов задумываться о профилактике и снятии компьютерного зрительного синдрома (Computer Vision Syndrome), который часто сочетается с синдромом «сухого глаза». Зрение человека, сформированное в ходе длительной эволюции, в ХХ веке оказалось мало приспособлено к работе с компьютерным изображением. Картинка экрана отличается от естественной тем, что она самосветящаяся, а не отраженная. Зрительная нагрузка существенно возрастает из-за необходимости постоянного перемещения взора с экрана монитора на клавиатуру и бумажный текст. Зачастую невозможность правильно и рационально организовать рабочее место (блики на экране монитора от внешних источников, неправильное расстояние от глаз до экрана, неудачный выбор цветов, чрезмерно большая яркость экрана) усугубляют ситуацию. Наибольшее общее утомление вызывает работа в диалоговом режиме. Особую нагрузку на зрение представляет собой компьютерная графика — выполнение и корректирование рабочих чертежей с помощью ПК. Проблема заключается в следующем: многие из нас проводят до 8 часов в сутки перед компьютером, на работе, дома или в игровом клубе. Даже этот материал Вы сейчас читаете, глядя на монитор.

В группе риска «компьютерного синдрома» — активные пользователи персональных компьютеров в возрасте от 12 до 40 лет. Жалобы людей, проводящих большую часть рабочего времени за экраном монитора, можно разделить на две группы:

Оптические затуманивание зрения (снижение остроты зрения); замедленная перефокусировка с ближних предметов на дальние и обратно (нарушение аккомодации); двоение предметов; быстрое утомление при чтении.

физические жжение в глазах; чувство «песка» под веками; боли в области глазниц и лба; боли при движении глаз; покраснение глазных яблок: Исследование зрительных функций у людей, в течение нескольких лет работавших за экранами ПК, выявило снижение объема аккомодации по сравнению с возрастной нормой и большую частоту близорукости по сравнению с людьми того же возраста, не связанных с компьютером. У лиц, предъявлявших вышеописанные жалобы, все эти изменения были выражены более резко. Исследование влияния самой работы с дисплеем на зрение показало, что за рабочую смену происходит уменьшение объема аккомодации, и у некоторых пользователей развивается временная (так называемая ложная) близорукость.

В современной жизни без компьютера уже не обойтись. Но как из «неизбежного зла» превратить его в действительно полезного помощника? Не пренебрегайте посещением офтальмолога, и не занимайтесь самолечением. Используйте специальные капли для глаз, замещающие слезу ограничьте время работы за компьютером не более 4 часов в день делайте обязательные паузы во время работы на близком расстоянии через каждые 20-30 минут. Важное значение имеет правильная организация рабочего места и рациональный режим работы. Особенно важно соблюдение правил для детей и подростков, когда формирование рефракции еще не сложилось и чрезмерная нагрузка может приводить к развитию близорукости. Детям рекомендуется проводить время у персонального компьютера только с познавательной целью. Приобретите специальные очки с прогрессивными линзами, в которых зона ясного видения соответствует перемещению взора при работе на различных расстояниях. Применение таких очков у интенсивных пользователей ПК дало снижение зрительного утомления и улучшение показателей аккомодации по сравнению с обычными очками у 85% работников. При соблюдении перечисленных рекомендаций уменьшается количество ошибок, уходят раздражительность и головные боли, улучшается эмоциональное состояние. В очках с компьютерным фильтром комфортно в помещении, освещенном искусственными источниками света, (особенно люминесцентными лампами), т.к. очки улучшают спектральный состав света, попадающего в глаза. В них комфортно на улице, в пасмурную погоду — видно четче и контрастнее, а в солнечный день они не пропускают в глаза очень активную коротковолновую часть спектра. Таким образом, очки с компьютерным фильтром могут быть рекомендованы для постоянного ношения. А это очень важно, ибо более 50% компьютерщиков — люди в очках.

Гимнастика для глаз

Первые упражнения для сохранения зрения были созданы задолго до нашей эры. Йоги, создавая комплексы для всего тела, не забыли и о наших глазах. Они точно знали, что для наилучшего результата нужна не только тренировка, но и полноценный отдых. По статистике люди занимающиеся йогой имеют 100%-ое зрение.

Большой объем информации, которую мы «поглощаем» каждый день, требует от наших глаз почти постоянного напряжения. И, естественно, они устают. Многие проблемы со зрением возникают именно от перенапряжения. Даже человеку с «единицей» необходим отдых для глаз. Иначе после напряженной работы могут появиться такие симптомы, как сухость глаз, покраснение, ухудшение зрения вдаль. Что уж говорить о тех, у кого зрение оставляет желать лучшего, — в таком случае отдых глазам просто необходим. Упражнения и релаксация для глаз, которые будут даны ниже (это и йоговский комплекс, и упражнения по У.Г. Бейтсу и М.Д. Корбет), довольно просты и не займут много времени.

Утром многим из нас хочется сказать, как гоголевскому Вию: «Поднимите мне веки!». А со временем они становятся все тяжелее и тяжелее. Упражнение для бровей не только поможет вашим глазам избавиться от давления этой тяжести, но и поможет выглядеть моложе.

Поднимите брови как можно выше, при этом проследите за тем ощущением, которое появится в верхней части ушей. Ваша задача — со временем воспроизвести это ощущение без поднятия бровей. Конечно, сделать такое упражнение сразу сможет не каждый. Возможно, что в первый раз подняв брови, вы не уловите никаких особенных ощущений. Не спешите, прислушивайтесь к себе, и у вас все получится.

Этот комплекс йога рекомендует для поддержания зрения в хорошем состоянии. Как утверждают сами йоги, если делать его ежедневно утром и вечером, начиная с юности, можно сохранить хорошее зрение до глубокой старости и не пользоваться очками.

Перед выполнением комплекса сядьте в удобную позу (хорошо, если вы сможете сесть на пятки на гимнастическом коврике, но можно сесть и на стул). Выпрямите позвоночник. Постарайтесь расслабить все мышца (в том числе и мышцы лица), кроме тех, которые поддерживают сидячее положение тела. Посмотрите прямо перед собой вдаль, если есть окно — посмотрите туда, если нет — посмотрите на стену. Постарайтесь сосредоточить внимание на глазах, но без излишнего напряжения.

Глубоко и медленно вдыхая (желательно, животом), посмотрите в межбровье, задержите глаза в этом положении на несколько секунд. Медленно выдыхая, верните глаза в исходное положение и закройте на несколько секунд. Со временем, постепенно (не раньше, чем через 2-3 недели), задержку в верхнем положении можно увеличить (через полгода до нескольких минут).

Глубоко вдыхая, посмотрите на кончик носа. Сделайте задержку на несколько секунд и, выдыхая, верните глаза в исходное положение. Закройте глаза на небольшое время.

На вдохе медленно поверните глаза вправо («до упора», но без сильного напряжения). Не задерживаясь, на выдохе, верните глаза в исходное положение. Таким же образом поверните глаза влево.

Для начала выполняйте один цикл, затем два (через две-три недели), и, в конце концов, выполняйте три цикла. После выполнения упражнения закройте глаза на несколько секунд.

На вдохе посмотрите в правый верхний угол (приблизительно 45° от вертикали) и, не задерживаясь, верните глаза в исходное положение. На следующем вдохе посмотрите в нижний левый угол и на выходе верните глаза в исходное положение.

Для начала выполняйте один цикл, затем два (через две-три недели), и, в конце концов, выполняйте три цикла. После выполнения упражнения закройте глаза на несколько секунд.

Повторить упражнения, начав с левого верхнего угла

Вдыхая, опустить глаза вниз и затем медленно поворачивать их по часовой стрелке, остановившись в самой верхней точке (на 12-ти часах). Не задерживаясь, начать выдох и продолжить поворот глаз по часовой стрелке вниз (до 6 часов). Для начала достаточно одного круга, постепенно можно довести их количество до трех кругов (через две-три недели) При этом нужно, не задерживаясь после первого круга, сразу начать второй. Закрыть после выполнения упражнения, глаза на несколько секунд.

Затем сделать это упражнение, поворачивая глаза против часовой стрелки. В завершение комплекса нужно сделать пальминг (3-5 минут)

На этом пути ещё много не открыто.

Необходимо отметить, что для достижения наилучшего результата в сохранении зрения, нужно следить за своим здоровьем в целом. По мнению специалистов, хорошее зрение во многом зависит и от правильного питания, в том числе от наличия достаточного количества витаминов.

§ Глаза — это самый важный орган чувств.

§ Глаза являются не только зеркалом души, но и зеркалом общего состояния здоровья.

§ Глаза — самый ценный и удивительный дар природы.

Мы должны бережней относиться к своему здоровью, в том числе и к глазам. Только с помощью глаз мы видим всю красоту жизни, оцениваем ее. Но если мы не будем беречь свое зрение, то вся эта яркая картинка превратиться в пустой черный экран, по которому мы не сможем судить об окружающем нас мире. В старину считалось, что слепота хуже смерти. Для сохранения здоровья мы должны вести активный образ жизни. Плавать, гулять, бегать, да и просто дышать свежим воздухом и наслаждаться красотой природы, которую порой мы не замечаем.

Комплекс упражнений гимнастики для глаз

Глаз — очень сложно устроенный оптический прибор, наделённый природой большими полномочиями. Наша задача, зная особенности работы и строения глаза не ухудшать его природные возможности. Развиваясь на протяжении тысячелетий, глаз приобрел ряд защитных приспособлений. И все-таки он остается весьма чувствительным и ранимым органом, который надо тщательно оберегать. В наш век научно-технического прогресса избежать нагрузки на глаз невозможно, но мы теперь знаем, как подлечить уставший глаз. При изучении актуальной темы автор предлагает хороший комплекс упражнений по восстановлению и поддержанию зрения на долгие годы.

Каждый из нас знает что 21-Й век — это «информационный век», а около 80% поглощаемой нами информаций воспринимает глазами (эта нагрузка в 7 раз превышает, нагрузку на слух, и в 15 раз на обоняние). И это значит, что наши глаза выдерживают колоссальную нагрузку, и нужно заранее заботиться о здоровье своих глаз. «А если у вас уже плохое зрение, нужно не очень сильно огорчатся. Хотя вы не будите замечать много прекрасного, но зато и уродливое не будет теперь портить вам настроение» — эти слова античного художника Э. Севруса. Берегите свои глаза, какие бы они у вас не были, они вам будут нужны в течений всей вашей жизни.

Драгомилов. А. Г. Маш. Р. Д. Биология-8. «Вентана — Граф» 2007.

Колесов. Д. В. Маш. Р. Д. Беляев. И. Н. Биология-8. «Дрофа» 2000.

Перышкин. Физика-8. «Дрофа» 2001.

Мякишев Г. Я. Физика — 10 класс «просвещение» 2006.

Горлокова Л. А. «Интегрированные уроки физики» Москва «ВАКО» 2009.

Ковалёва С. Я. «Познай самого себя» Москва «Чистые пруды» 2009.

Алексеева М. Н. Физика — юным. «Просвещение» 1980.

Подобные документы

Строение и клеточный состав глаза медуз, червей, пиявки, моллюска, улитки. Особенности строения глаза у позвоночных. Развитие сетчатки и зрительного нерва у высших животных и человека. Этапы формирования хрусталика. Стекловидное тело, его функции.

реферат [4,6 M], добавлен 28.03.2012

Глаза насекомых и других членистоногих – сложные органы. Особенности зрения животных, ночных и хищных птиц. Понятие «куриная слепота». Специфика строения глаза человека. Сетчатка как важнейший элемент человеческого глаза. Понятие «слепое пятно».

презентация [1,2 M], добавлен 08.11.2011

Схема горизонтального сечения правого глаза человека. Оптические недостатки глаза и аномалии рефракции. Сосудистая оболочка глазного яблока. Вспомогательные органы глаза. Гиперметропия и ее коррекция с помощью выпуклой линзы. Определение угла зрения.

реферат [88,5 K], добавлен 22.04.2014

Значение зрения для человека. Внешнее строение зрительного анализатора. Радужная оболочка глаза, слезный аппарат, расположение и строение глазного яблока. Строение сетчатки, оптическая система глаза. Бинокулярное зрение, схема движения взгляда.

презентация [804,4 K], добавлен 21.11.2013

Понятие сетчатки как внутренней оболочки глаза, являющейся периферическим отделом зрительного анализатора. Строение сетчатки, ее основные слои, функции и особенности кровоснабжения. Центральная зона сетчатки. Анализ симптомов при заболевании сетчатки.

презентация [896,3 K], добавлен 23.11.2014

Структура анализаторной системы. Этапы деятельности анализатора. Строение глаза, его мышцы и зрительные пути. Механизм аккомодации глаза. Схема строения сетчатки. Распределение палочек, колбочек в сетчатке. Виды фоторецепторов, потенциалы клеток сетчатки.

презентация [14,3 M], добавлен 13.12.2013

Что такое аккомодация, угол зрения, разрешающая способность. Недостатки оптической системы глаза: близорукость, дальнозоркость, астигматизм и их исправление при помощи линз. Чувствительность глаза к свету и цвету. Биофизические основы зрительной рецепции.

реферат [88,0 K], добавлен 06.03.2011

Основные задачи офтальмологии. Хрусталик и стекловидное тело. Проведение и фокусирование световых лучей на сетчатку. Схема строения глазного яблока. Вспомогательный аппарат глаза. Мышцы, приводящие в движение глазное яблоко. Сосудистая оболочка глаза.

презентация [1,2 M], добавлен 04.12.2016

Внешнее и внутреннее строение глаза, рассмотрение функций слезных желез. Сравнение органов зрения у человека и животных. Визуальная зона коры больших полушарий и понятие аккомодации и светочувствительности. Зависимость цветового зрения от сетчатки.

презентация [1,2 M], добавлен 14.01.2011

Понятие об анализаторе. Строение глаза, его развитие после рождения. Острота зрения, близорукость и дальнозоркость, профилактика этих заболеваний. Бинокулярное зрение, развитие пространственного зрения у детей. Гигиеническое требование к освещению.

контрольная работа [317,7 K], добавлен 20.10.2009