В чем преимущество зрения двумя глазами

Обычное нормальное зрение осуществляется двумя глазами. Зрением двумя глазами, или бинокулярным, обеспечивается рельефное восприятие окружающих нас предметов, глубины их расположения, расстояния, на котором они находятся.

Видение двумя глазами имеет много преимуществ по сравнению со зрением одним глазом. Поле зрения двумя глазами гораздо шире, чем при зрении одним глазом, острота зрения увеличивается.

Поле зрения определяется при помощи специального прибора— периметра (рис.).

Рис. ПЕРИМЕТР

При зрении двумя глазами на сетчатке каждого глаза получается изображение рассматриваемого предмета. Однако два изображения, получающиеся на сетчатках, мы воспринимаем как одно изображение.

Существенным условием для такого восприятия является попадание изображения рассматриваемой точки на соответствующие участки сетчатки.

Соответствующие точки сетчатки можно себе представить следующим образом. Если сетчатку одного глаза наложить на сетчатку другого так, чтобы совпали и легли друг на друга желтое пятно и центральная ямка, то точки, совпадающие одна с другой, будут называться соответствующими.

Всем известно, что левым и правым глазом мы видим неодинаково. Если вы, прицеливаясь из ружья, смотрите на мушку попеременно правым или левым глазом, то в первом случае вы будете видеть мушку в левой половине поля зрения, а во втором — в правой.

Когда изображение падает на точки, находящиеся на разных расстояниях от центральной ямки (на несоответствующие точки), мы воспринимаем двойное изображение предмета. В этом можно легко убедиться, если слегка надавить на глазное яблоко сбоку. При этом глаз смещается и лучи от предмета будут попадать на несоответствующие точки.

Двойственное изображение предмета мы воспринимаем в том случае, когда расстояние между возбуждающими точками значительно. Между тем, когда это расстояние не очень большое, мы воспринимаем рельеф и глубину. Следовательно, восприятие глубины и рельефа основано на несовпадении двух точек сетчатки.

В этом можно убедиться при помощи специального прибора-стереоскопа. Он представляет собой два призматических стекла в оправе. Если поместить позади этих стекол две фотографии, сделанные так, как мы видим левым и правым глазом, то мы воспринимаем их как один предмет, имеющий рельеф и глубину. На подобном принципе основан особый вид современного киноискусства — стереоскопическое кино, когда все изображения фильма воспринимаются объемно, как имеющие глубину и рельеф, а не плоско, как на обычных киноэкранах.

Рис. 2 ДВИЖЕНИЕ ГЛАЗА ПРИ РАССМОТРЕНИИ ПОРТРЕТА

Важное значение при зрении двумя глазами имеют мышцы глаза. Их согласованная деятельность способствует движению и установке глаз таким образом, чтобы изображение рассматриваемого предмета попало на соответствующие точки сетчатки.

Движения глаз способствуют тому, чтобы направить взгляд на разные точки рассматриваемого предмета. Глаз движется очень быстро, и если при помощи специального приспособления записать движения глаз, то можно увидеть , что движения имеют скачкообразный характер, хотя иногда на десятые доли секунд останавливаются на более важном. На рис. 2 показаны движения глаз при рассматривании портрета. Особо важное значение движения глаз заключается в том, что они способствуют видению. Глаз видит тогда, когда изменяется освещенность частей рассматриваемого объекта, а это достигается движением глаз.

Статья на тему Зрение двумя глазами

Недостатки зрения >>

Решебник по физике за 9 класс (С.В.Громов, Н.А.Родина, 2000 год),
задача №37
к главе «Ответы на вопросы. Глава 3. Оптические явления».

1. Как устроен глаз человека? Какие его части образуют оптическую систему?

1. Оптическую систему глаза образуют роговица, хрусталик и стекловидное тело. В целом в глазной аппарат входят еще склера, радужная оболочка, зрачок, сетчатка.

2. Охарактеризуйте изображение, возникающее на сетчатке глаза.

2. Действительное, перевернутое уменьшенное.

3. Как передается изображение предмета в мозг? Почему мы видим предметы прямыми, а не перевернутыми?

3. Через зрительный нерв. За счет его коррекции мозгом, согласующим это с работой внутренних органов.

4. Почему, переводя взгляде близкого предмета на удаленный, мы продолжаем видеть его четкий образ?

4. Изменяется сжатие хрусталика.

5. Чему равно расстояние наилучшего зрения?

6. Какое преимущество дает зрение двумя глазами?

6. Впечатление разницы в расстояниях, увеличение поля зрения.

7. Почему человек-невидимка должен быть слепым?

7. Потому что свету не на чем преломляться.

Преимущества бинокулярного зрения

Зрение называется бинокулярным, когда оба глаза формируют единый зрительный образ. При его отсутствии мозг не может соединить в одну картинку два изображения, передаваемые в него обоими органами зрения. Тогда возникает диплопия, то есть двоение изображения. Узнаем, как работает бинокулярное зрение и в чем его особенности.

Что такое бинокулярное зрение?

Человек, у которого нормально функционируют оба глаза, видит мир объемным, различает формы и размеры окружающих предметов, может определять расстояние между ними. Такое возможно благодаря тому, что бинокулярное зрение обеспечивает фузионный рефлекс. Под этим понятием понимается способность человека соединять два изображения, полученные обоими глазами, в целостную картинку.

Сопоставление двух зрительных образов происходит в коре головного мозга, однако возможность этого сопоставления обеспечивается органами зрения. При неправильном их развитии бинокулярная функция работать не будет. Для бинокулярности необходимо, чтобы световые лучи падали на идентичные точки сетчатки каждого глаза. Если лучи падают на разные участки сетчатой оболочки, диспаратные, то и мозг получает две картинки, которые немного отличаются друг от друга, а потому не могут объединиться в одно изображение. Возникает двоение, именуемое еще диплопией.

Бинокулярность начинает формироваться почти сразу после рождения ребенка. Только первые 6-8 недель у детей движения глазных яблок не согласованы, взгляд у них блуждающий, в связи с чем бинокулярная или стереоскопическая функция не работает. Стереоскопическое зрение формируется до 12-14 лет.

Условия для бинокулярного зрения

Для того, чтобы работала стереоскопическая функция зрительного аппарата, необходимы следующие условия:

• отсутствие анизометропии — патологии, при которой левый и правый глаз имеют разную остроту зрения, или рефракцию (для бинокулярности нужно, чтобы острота зрения была не меньше 0.3-0.4 дптр);
• правильная работа глазных, глазодвигательных мышц, которые приводят в движение глазные яблоки;
• симметричное положение глаз (так, например, в результате травм глазные яблоки могут смещаться, что ведет к нарушению симметричности);

• синхронное сближение глаз, когда человек фокусируется на предметах, находящихся близко от него;
• отсутствие такой патологии, как анизейкония, при которой левый и правый глаз видят один предмет в разных размерах;
• нормальная работа нервной системы;
• отсутствие разного рода помутнений и других заболеваний стекловидного тела, роговой оболочки и хрусталика.

Если не выполняется хотя бы одно из перечисленных условий, стереоскопическая функция не работает. Понимая, что такое бинокулярное зрение и как оно функционирует, можно понять, какие оно дает преимущества человеку.

Преимущества бинокулярного зрения

Зрение бинокулярное в отличие от монокулярного дает человеку возможность нормально ориентироваться в пространстве. Монокулярное зрение обеспечивается работой одного глаза. Оно позволяет различать формы предметов, их размеры по ширине и высоте. Однако судить о том, как между собой соотносятся предметы, на каком расстоянии друг от друга они находятся, благодаря монокулярному зрению невозможно.

Отсутствие бинокулярного зрения может во многом ограничивать человека: нельзя осваивать различные профессии (шофер, хирург, летчик), сложно заниматься профессиональным спортом или экстремальными его видами.

Итак, можно сформулировать следующие преимущества бинокулярного типа зрения:

• расширяет поле зрения;
• дает ощущение рельефа и объемности (человек со стереоскопическим зрением видит окружающий мир в 3D-проекции);
• дает возможность оценивать дистанцию между видимыми объектами;
• усиливает яркость изображения, улучшает остроту зрения (бинокулярная суммация — явление, при котором зрительные функции обоих глаз выше, чем каждого из них в отдельности).

Есть множество причин, из-за которых нет бинокулярного зрения. Некоторые из них исправить нельзя (слепота на один глаз или отсутствие зрительного органа). Ряд патологий, при которых стереоскопическая функция не работает, поддается лечению Самым распространенным глазным заболеванием, которое препятствует развитию бинокулярности, является косоглазие.

Бинокулярное зрение при косоглазии

Косоглазие (страбизм, гетеротропия) — это офтальмологическая патология, при которой нарушается согласованная работа глаз. Сопровождается она отклонением зрительных осей, которые не сходятся на объекте, когда человек его рассматривает. При гетеротропии не может развиваться бинокулярное зрение. Косоглазие требует точной диагностики, чтобы установить правильно его форму (угол). Существует косоглазие мнимое. Глаза расположены симметрично и ровно, но со стороны кажется, что у человека страбизм. Причины этого кроются в особенностях строения лицевого скелета. Стереоскопическое зрение при ложной форме гетеротропии работает. Истинное косоглазие необходимо лечить. Благодаря лечению можно восстановить бинокулярное зрение.

Как восстановить бинокулярное зрение при косоглазии?

Когда лечат страбизм, пытаются восстановить бинокулярность. Для этого существуют различные способы:

• окклюзия (закрытие здорового глаза специальной пластинкой, чтоб пациент старался развивать больной глаз);
• ношение специальных очков с одной темной линзой;
• аппаратное лечение (с помощью приборов);
• операция.

В большинстве случаев методы используются в комплексе. Хирургическое вмешательство необходимо при тяжелых формах косоглазия. Аппаратное лечение помогает восстановить зрение и его стереоскопичность. Есть два основных метода, которые практикуются для формирования бинокулярности:

Ортоптическое лечение заключается в развитии у человека способности объединять изображения с обоих органов зрения в одну картинку. Для этого применяется синоптофор. Это прибор с искусственным распределением полей зрения левого и правого глаз. Человеку с помощью аппарата демонстрируются частички рисунка, которые он за счет собственных усилий пытается соединить в одну картинку. Таким образом восстанавливается фузия, то есть возможность слияния двух образов в один. После того, как пациент научится соединять рисунки, начинается следующая стадия или методика лечения — диплоптика.

Диплоптику можно рассматривать в качестве отдельного метода, а можно воспринимать как заключительный этап терапии косоглазия и восстановления зрения (бинокулярного). Суть методики в следующем: прибором искусственно вызывается двоение изображения, стимулирующее пациента развивать бинокулярное зрение. Перед ним устанавливается призматическое стекло (стекло, способное изменять направление светового потока), которое и провоцирует временную диплопию, то есть двоение предметов. Когда стекло убирают, зрение начинает восстанавливаться. Призмы постепенно меняются, пока глаза не привыкнут соединять раздвоившуюся картинку в один образ.

После призматической терапии потребуется гимнастика для глаз. Она помогает закрепить достигнутый благодаря диплоптике результат. Гимнастика позволяет увеличивать подвижность глазных яблок, сделать их движения симметричными, согласованными.

Ограничением для диплоптики является угол косоглазия больше 7 градусов. В этом случае принимается решение о проведении операции. Метод лечения выбирает врач после тщательной диагностики. Важно вовремя обратиться к нему за помощью, чтобы страбизм не перешел в тяжелую форму.

Стоит понимать, что косоглазие не проходит с возрастом самостоятельно, как считают многие. В связи с этим при первых признаках страбизма нужно сразу показать ребенка окулисту.

Профилактика нарушений бинокулярного зрения

Для того, чтобы избежать косоглазия и нарушения стереоскопического зрения, необходимо принимать меры, начиная с раннего возраста ребенка. Для этого соблюдайте ряд простых правил:

• Меняйте хотя бы раз в неделю местоположение игрушек, которые вешаются над кроваткой новорожденного. Иначе малыш может начать фокусироваться только в одном направлении.
• Игрушки нужно вешать по разным сторонам и на высоте не ниже 50 см от лица младенца.
• Наблюдайте за тем, как ребенок рассматривает картинки в книжках. Если он долго смотрит на один предмет, не меняя направления глаз, покажите его офтальмологу.

Если начать корректировать косоглазие своевременно, устранить патологию можно быстро. В большинстве случаев прогнозы благоприятные. Как и при любом другом заболевании, важно не запустить болезнь и не заниматься самолечением.

Вопросы § 70

Физика А.В. Перышкин

1. Как получается и воспринимается изображение глазом?

Свет, падающий в глаз, преломляется на передней поверхности глаза, в роговице, хрусталике и стекловидном теле, благодаря чему на сетчатке образуется действительное, уменьшенное, перевернутое изображение рассматриваемых предметов.

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 предметы мы воспринимаем прямыми.

2. Как создаётся чёткое изображение на сетчатке, когда переводят взгляд с удалённого предмета на близкий?

Кривизна хрусталика, а значит, и его оптическая сила могут отличаться. 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 далеком расстоянии называют аккомодацией глаза.

3. Какое преимущество даёт зрение двумя глазами?

1) Вы видим большее пространство, т.е. увеличивается поле зрения.

2) Зрение двумя глазами позволяет различать, какой предмет находится ближе и какой — дальше от нас.

Глаз и зрение

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?

§ 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.

Преимущества наблюдения двумя глазами

Человек от природы имеет два глаза, но лишь немногие заставляют работать их вместе при наблюдениях звездного неба. Чего мы лишаемся, когда используем свои органы зрения лишь наполовину? Какие преимущества несут в себе наблюдения двумя глазами? Некоторые заявляют, что они могут видеть одним глазом так же хорошо, как и двумя, другие клянутся, что яркость изображений в бинокле удваивается по сравнению с телескопом. Кто же прав?

Эффект от бинокулярного (то есть двумя глазами) зрения в обычной жизни прост и понятен — благодаря ему мы можем видеть объем предметов и определять расстояния до них. Но это свойство неприменимо при наблюдениях небесных светил. Астрономические объекты расположены от нас настолько далеко, что мы не можем видеть их в «стерео». Однако, если вы сомневаетесь в пользе бинокулярного зрения для нас, звездочетов, просто выйдите ближайшей ясной ночью на улицу, взгляните на звездное небо и прикройте один глаз рукой. Почувствовали разницу? То-то и оно! Желание проводить астрономические наблюдения обоими глазами одновременно подвигло меня в свое время на строительство нескольких крупных бинокуляров диаметром 25, 33, а затем и 45 см.

Чтобы понять важность бинокулярного зрения для астрономии, необходимо осознать, что глаз имеет собственные «шумы». Проведите простой эксперимент: закройте глаза и накройте их ладонями, дабы полностью блокировать свет. Вы убедитесь, что картинка не стала абсолютно черной, напротив, в зависимости от вашего физического состояния вы видите неравномерный мерцающий фон, испещренный появляющимися и исчезающими светлыми точками, линиями, кругами и прочими «шумами». Встряхните головой или надавите пальцами на глазные яблоки, и световое шоу разгорится с новой силой.

Во время астрономических наблюдений в условиях очень низкой освещенности этот фон конкурирует со слабыми «полезными сигналами», поступающими от галактик, туманностей и скоплений. Свет от объекта, попадающий одновременно на оба, глаза дает возможность мозгу подтверждать наличие реальных изображений, одновременно фильтруя ложные. Иначе говоря, бинокулярное зрение резко повышает для глаза отношение сигнал-шум, позволяя видеть более слабые объекты на более темном и равномерном фоне.

Повышение контраста

Исследователи бинокулярного зрения Кэмпбелл и Грин доказали, что оно дает примерно 40-процентный выигрыш при наблюдении низкоконтрастных изображений. Они дали математическое объяснение этому явлению: «стандартная ошибка суммы X независимых измерений случайных или шумовых процессов уменьшается пропорционально квадратному корню из X, поэтому наблюдатель двумя глазами (Х=2) может зарегистрировать изображение в квадратный корень из двух менее контрастное (то есть в 1.414 раза), чем одним глазом». Другими словами, бинокулярное зрение уменьшает ту минимальную разницу в контрасте, которую глаз еще в состоянии заметить. А ведь именно контраст объекта — то, как он выделяется на окружающем его фоне — играет даже более важную роль, чем его общая яркость, в вопросе о том, сможем ли мы его увидеть.

Хорошо известные любителям астрономии темная туманность Конская голова и диффузная туманность Пеликан наглядно демонстрируют преимущества наблюдения низконтрастных объектов обоими глазами одновременно. При самых благоприятных условиях труба телескопа позволит вам увидеть лишь слабые намеки на присутствие этих объектов в поле зрения. Используя свои самодельные бинокуляры, я вижу обе туманности безо всяких проблем.

Большие однородные туманности при рассматривании в крупный бинокуляр действительно светятся очень равномерно. При этом многие замечают, что те же объекты выглядят довольно зернистыми при наблюдениях в телескоп одним глазом. Подобная зернистость — не что иное, как все те же «шумы» адаптировавшегося к темноте глаза. Похожая зернистая картинка появляется на экране телевизора при просмотре видеокассеты, отснятой в условиях недостаточной освещенности.

Пороговая чувствительность

При наблюдениях вблизи порога чувствительности глаза 41-процентный выигрыш в контрасте позволяет засечь объекты, светящиеся на 41% слабее. Это справедливо как для звезд, так и для туманностей. Причем в случае туманностей, подобного эффекта нельзя получить простым увеличением диаметра объектива одиночного телескопа, так как вместе с яркостью объекта будет расти и яркость фона неба.

Офтальмолог Кейт Боуэн в результате тестирования большой группы добровольцев продемонстрировал, что бинокулярное зрение позволяет заметить источник света на 25-40 процентов слабее, чем монокулярное зрение. Основываясь на собственном опыте, могу констатировать, что с помощью своего 33-см бинокуляра в центральной части скопления галактик в Деве, в одном поле зрения в М86 я могу разглядеть восемь галактик. Из них лишь пять остаются видимыми, если один глаз закрыть.

Предельная звездная величина

Два глаза, работающие вместе, дают возможность увидеть более слабые звезды, чем один. Известный американский наблюдатель Ричард Берри, пользовавшийся некоторое время моим 45-см бинокуляром, заметил: «Для меня наблюдения обоими глазами увеличивают проницающую способность примерно на половину звездной величины». Его оценка слегка более оптимистична, чем предсказывает теория, согласно которой выигрыш составляет 0.37 звездной величины.

Конечно, вы можете добиться того же самого, увеличив диаметр своего телескопа на 19 процентов, и это наверняка обойдется значительно дешевле строительства бинокуляра. Поэтому, хоть бинокуляры и дают преимущество при наблюдениях всех объектов, оно не столь велико для звезд, поскольку равно-, ценный рост предельной звездной величины можно получить сравнительно небольшим увеличением диаметра объектива телескопа, например, с 20 до 25 см.

Видимость мелких деталей

Исследования Боуэна продемонстрировали улучшение разрешающей способности на 5-10 процентов при бинокулярных наблюдениях высококонтрастных объектов. Это приятное известие, но все же недостаточное для рекомендации бинокуляров для наблюдений ярких планет и двойных звезд, так как аналогичного эффекта можно добиться за счет весьма скромного увеличения диаметра объектива телескопа.

Совершенно иная ситуация складывается при наблюдениях низкоконтрастных объектов, таких как планетарные туманности. В этом случае бинокуляры дают гораздо больший выигрыш, повышая способность глаза различать мелкие детали на 40%.

Наблюдения в бинокуляр

Какое же преимущество дает применение бинокулярного зрения на практике? Из личного опыта и общения с другими наблюдателями я пришел к следующим выводам.

Шаровые скопления. Используя одиночный 40-см телескоп, наблюдатели часто описывают плотное скопление Омега Центавра как кишащее ползающими сквозь него «змеями», а некоторые сравнивают его с «кипящей овсяной кашей». Подобный феномен, на мой взгляд, вызван не атмосферными возмущениями, а тем, что мозг пытается выявить знакомую картину в узоре звезд, образующих скопление. При наблюдениях двумя глазами шаровые скопления выглядят гораздо более спокойными и лучше разрешаются на отдельные звезды.

Темные туманности. Без сомнения, бинокли дают потрясающий эффект при наблюдениях темных туманностей. Вот что написал по этому поводу Берри: «Когда я просматривал в 45-см бинокуляр район вблизи направления на центр Галактики, я решил поискать темные туманности, которые обнаружил несколькими ночами ранее в 50-см телескоп. Однако, бинокуляр запросто показывал темные туманности десятками, и вскоре я остановился в замешательстве, не зная, какие из них я уже видел прежде?»

Цветопередача. На мой взгляд, бинокулярное зрение улучшает цветовое восприятие астрономических объектов. Слабые ржавые и розовые оттенки внешних частей Туманности Ориона гораздо легче увидеть в бинокуляр, чем в одиночный телескоп с той же апертурой. Однако, я не могу привести здесь никаких цифр, описывающих эту разницу. Восприятие цветовых оттенков очень индивидуально, и возможно, не последнюю роль здесь играет воображение.

Объемность. Я уже отмечал ранее, что звезды и планеты слишком далеки от нас, чтобы мы могли их видеть объемными, и, тем не менее. Частенько я ловлю себя на мысли, что некоторые объекты, чаще всего рассеянные звездные скопления, при наблюдениях в бинокуляр кажутся очень даже объемными.

Присутствие. Самое сильное преимущество от использования двух глаз для наблюдения астрономических объектов невозможно описать формулами и выразить в цифрах. Это чувство того, что ты действительно видишь объект, а не его подобие. Многие начинающие любители астрономии говорили мне, что при наблюдениях в бинокуляр им казалось, что они смотрят в окно, тогда как наблюдения в телескоп давали ощущения просмотра картины сквозь маленькое отверстие в стене. Два фактора могут быть причиной подобного эффекта. Во-первых, получая подтверждение увиденной картины от двух глаз, мозг считает ее более «реальной», а во-вторых, изображения объекта в обоих глазах имеют одинаковую форму и размер.

Может ли телескоп конкурировать?

Конечно, может. Меня часто спрашивают, какому бинокуляру может быть эквивалентен тот или иной одиночный телескоп? Обычно я отвечаю, что телескоп и бинокль, имеющие одинаковую светособирающую площадь объективов, примерно равны по своим возможностям, но точный ответ более сложен. При наблюдениях звезд одиночный телескоп эквивалентен бинокуляру, если диаметр его объектива на 19% больше, чем у бинокуляра. При наблюдениях планет различие стирается, если объектив телескопа всего на 10% превышает бинокулярный. Однако, при наблюдениях слабых протяженных объектов преимущество бинокуляров на 41% уже не может быть скомпенсировано аналогичным увеличением объектива телескопа.

А как насчет использования бинокулярной приставки — устройства, расщепляющего световой поток от объектива телескопа на две части, которые рассматриваются через два окуляра. Давайте посмотрим, что из этого может получиться.

При разделении светового потока пополам для каждого глаза яркость изображения падает на 50%, а компенсация бинокулярного зрения, как вы помните, составляет только 41%. Таким образом, в результате применения бинокулярной приставки яркость изображения будет не более 71% (0.50×1.41) от яркости, которая была бы при наблюдении с обычным окуляром. Однако в действительности дела обстоят еще хуже. Из-за потерь света в устройстве, разделяющем световой поток от объектива, глаз достигает не более 30% первоначальной яркости изображения, что в итоге дает всего 41% (0.30×1.41) яркости по сравнению с монокулярными наблюдениями на том же телескопе. И, тем не менее, дополнительный комфорт и более высокое эмоциональное воздействие, получаемое от работы с этим устройством, перевешивает возникающие при этом светопотери, что в общем не столь критично при наблюдениях ярких объектов.

Таким образом, если вы специализируетесь на наблюдениях звезд и ярких планет, то вам не стоит инвестировать свои деньги в строительство бинокуляра — гораздо выгоднее их будет потратить на телескоп с немного большим диаметром объектива или на хорошую бинокулярную приставку. Однако, если вы, как и я, предпочитаете вглядываться темными безлунными ночами в бесконечно далекое призрачное сияние туманностей и галактик, именно крупный бинокуляр предоставит вам неоспоримое преимущество. Купить в магазине такой инструмент невозможно, поэтому, не пожалейте времени и энергии, чтобы построить себе инструмент, который откроет для вас совершенно новые горизонты.

КПД бинокля

Какой бинокль лучше всего подходит для наблюдения небесных объектов? Чтобы ответить на этот вопрос, канадский астроном Рой Бишоп предложил ввести «фактор видимости» — своеобразный коэффициент полезного действия бинокля (Sky & Telescope, май 1995 г.). Этот коэффициент по Бишопу равен произведению диаметра объектива бинокля на его увеличение. Чем больше его величина — тем более пригоден данный инструмент для занятий астрономией.

При выводе своей формулы Бишоп руководствовался двумя предпосылками. Во-первых, чем больше диаметр объектива — тем большее количество света он может собрать. Во-вторых, чем больше увеличение бинокля — тем легче в него заметить слабые протяженные объекты, и тем большее количество деталей с ним можно увидеть. При этом, однако, автор замечает, что сильное увеличение имеет и свои отрицательные стороны: резко уменьшается поле зрения инструмента, и, кроме того, наблюдения невозможно проводить без хорошего штатива.

Применение «фактора видимости» дает порой неожиданные результаты. Например, оказывается, что бинокль 7×50 (фактор равен 350) менее пригоден для астрономии, чем бинокль 10×40 (фактор равен 400). «Это противоречит устоявшимся среди любителей астрономии взглядам, но прекрасно соответствует моему собственному опыту», — замечает Бишоп.

Преимущества зрения двумя глазами

Зависимость зрения от цвета радужной оболочки >>

Преимущества зрения двумя глазами?! Увеличивается поле зрения. Мы можем различать какой предмет находится ближе, а какой дальше от нас. Мы видим предметы объёмными, а не плоскими.

Слайд 14 из презентации «глаз и зрение»

Размеры: 720 х 540 пикселей, формат: .jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как. ». Скачать всю презентацию «глаз и зрение.ppt» можно в zip-архиве размером 1609 КБ.

Похожие презентации

«Упражнения для глаз» — Курс следует проводить один раз в месяц. Упражнение способствует объединенной работе обоих глаз; Упражнение 6. Выполняется стоя. Упражнение расслабляет мышцы и улучшает кровообращение. Упражнение способствует улучшению координации движений глаз и головы. Упражнение развивает способность глазных мышц к статическому напряжению; Упражнение 14.

«Дефекты зрения» — Взгляд вдаль. Пучок лучей сходится за сетчаткой. Медленно открыть глаза. Не читать в плохо освещённых местах, лёжа, в транспорте. изучение имеющейся литературы по вопросу «Глаз и зрение. Строение глаза. Аккомодация глаза. Упражнения: Полезные рекомендации. Исследование качества зрения. Глаз- орган зрения животных и человека.

«Разминка для глаз» — Интересно, сколько будет. Интересно . Считаем со зверюшками. Очень интересный пример! Помоги. Разминка для глаз. Вернуться в меню «Выбери». Весь горох съел. Лучше бабушкины пирожки. Помоги найти нужное количество гороха. Сколько будет ? Выбери.

«Гигиена зрения» — С помощью зрения человек различает цвета, формы, размеры наблюдаемых объектов. Чаще всего глаза фиксируются на короткие дистанции продолжительное время. В обычной жизни мы неправильно пользуемся зрением. Тест по теме «Гигиена зрения». С помощью век, ресниц и слёзной железы обеспечивается защита глаз от инородных мелких частиц.

«Орган зрения» — Работа органа зрения обеспечивается системами: Световоспринимающая система. Психический процесс ощущение. Вспомогательной, оптической, световоспринимающей. Проводящие пути. Палочки, колбочки. Дальнозоркость 1 случай. Раздражение. Дефекты зрения. Анализатор. Затылочная доля коры больших полушарий. Роговица, зрачок, хрусталик, стекловидное тело, водянистую влагу.

«Глаз и зрение» — Коэффициент относительной спектральной чувствительности: Роговица (n = 1.376). Астигматизм. Коррекция астигматизма. Аметропия. Близорукость. Характеристики глаза. Аккомодация. Коррекция дальнозоркости. Влага передней камеры (n = 1.336). Стекловидное тело (n = 1,336). Упрощенная оптическая схема глаза.