Вход

Глаз как оптическая система

Реферат по физике
Дата добавления: 27 августа 2011
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 61 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу
Глаз как оптическая система. Глаз человека имеет приблизительно шарообразную форму; диаметр его (в ср еднем) 2,5 см (рис. 1); глаз окружен снаружи тремя оболочками. Внешняя твердая и прочная оболочка /, называемая склерой или белковой об олочкой, защищает внутренность глаза от механических повреждений. Скле ра на передней части глаза прозрачна и называется роговой оболочкой или роговицей 2; на всей остальной части глаза она непрозрачна, имеет цв ет и называется белком. С внутренней стороны к склере прилегает сосудистая оболочка 3, состоящая из сложного сплетения кровеносных сосудов, питающих глаз. Эта вторая об олочка в передней части глаза переходит в радужную оболочку, окрашенную у разных людей в различный цвет. Радужная оболочка имеет в середине отве рстие, называющееся зрачком 4. Радужная оболочка способна деформировать ся и таким образом менять диаметр зрачка. Изменение это происходит рефле кторно (без участия сознания) в зависимости от количества света, попадаю щего в глаз; при ярком освещении диаметр зрачка равен 2 мм, при слабом осве щении доходит до 8 мм. На внутренней поверхности сосудистой оболочки расположена сетчатая об олочка, или сетчатка 6. Она покрывает все дно глаза, кроме его передней час ти. Сзади через оболочку входит зрительный нерв 7, соединяющий глаз с мозг ом. Сетчатка состоит в основном из разветвлений волокон зрительного нер ва и их окончаний и образует светочувствительную поверхность глаза. Рисунок 1. Схематический разрез глаза человека. 1 — белковая оболочка, 2 — роговая оболочка, 3 — сосудистая оболочка, 4 — зрачок, 5 — хрусталик, 6 — се тчатая оболочка, 7 — нерв, 8 — стекловидное тело, 9 — передняя камера Промежуток между роговой и радужной оболочками называется передней ка мерой 9; он заполнен камерной влагой. Внутри глаза, непосредственно за зра чком, расположен хрусталик 5, представляющий собой прозрачное упругое те ло, имеющее форму двояковыпуклой линзы. Кривизна поверхностей хрустали ка может меняться в результате действия облегающей его со всех сторон мы шцы. Посредством изменения кривизны поверхностей хрусталика достига ется приведение изображения предметов, лежащих на различных расстояни ях, точно на поверхность чувствительного слоя сетчатки; этот процесс наз ывается аккомодацией. Вся полость глаза за хрусталиком заполнена прозр ачной студенистой жидкостью, образующей стекловидное тело 8. По своему устройству глаз как оптическая система сходен с фотоаппарато м. Роль объектива выполняет хрусталик совместно с преломляющей средой п ередней камеры и стекловидного тела. Изображение получается на светочу вствительной поверхности сетчатки. Наводка на резкость изображения ос уществляется путем аккомодации. Наконец, зрачок играет роль изменяющей ся по диаметру диафрагмы. Способность глаза к аккомодации обеспечивает возможность получения на сетчатке резких изображений предметов, наход ящихся на различных расстояниях. Нормальный глаз в спокойном состоянии, т. е. без какого-либо усилия аккомодации, дает на сетчатке отчетливое изоб ражение удаленных предметов (например, звезд). С помощью мышечного усили я, увеличивающего кривизну хрусталика и, следовательно, уменьшающего ег о фокусное расстояние, глаз осуществляет наводку на нужное расстояние. Н аименьшее расстояние, на котором нормальный глаз может отчетливо видет ь предметы, меняется в зависимости от возраста от 10 см (возраст до 20 лет) до 22 см (возраст около 40 лет). В более пожилом возрасте способность глаза к акко модации еще уменьшается: наименьшее расстояние доходит до 30 см и более — возрастная дальнозоркость. Далеко не у всех людей глаз является нормальным. Нередко задний фокус гл аза в спокойном состоянии находится не на самой сетчатке (как у нормальн ого глаза), а с той или другой стороны от нее. Если фокус глаза в спокойном с остоянии лежит внутри глаза перед сетчаткой (рис. 2, а), то глаз называется б лизоруким. Такой глаз не может отчетливо видеть отдаленные предметы, так как напряжение мышц при аккомодации еще сильнее отдаляет фокус от сетча тки. Для исправления близорукости глаза должны быть снабжены очками с ра ссеивающими линзами (рис. 2, б). Рис. 2. Близорукость глаза (а) исправляется с помощью рассеивающей линзы (б); дальнозоркость (в) — с помощью собирающей линзы (г) В дальнозорком глазе фокус при спокойном состоянии глаза находится за с етчаткой (рис. 2, в). Дальнозоркий глаз преломляет слабее нормального. Для т ого чтобы видеть даже весьма удаленные предметы, дальнозоркий глаз долж ен делать усилие; для видения близко лежащих предметов аккомодационная способность глаза уже недостаточна. Поэтому для исправления дальнозор кости употребляются очки с собирающими линзами (рис. 2, г), приводящие фоку с глаза в спокойном состоянии на сетчатку. Оптические приборы, вооружающие глаз. Хотя глаз и не представляет собой тонкую линзу, в нем можно все же найти то чку, через которую лучи проходят практически без преломления, т. е. точку, играющую роль оптического центра. Оптический центр глаза находится вну три хрусталика вблизи задней поверхности его. Расстояние h от оптическог о центра до сетчатой оболочки, называемое глубиной глаза, составляет для нормального глаза 15 мм. Зная положение оптического центра, можно легко построить изображение к акого-либо предмета на сетчатой оболочке глаза. Изображение всегда дейс твительное, уменьшенное и обратное (рис. 3, а). Угол ?, под которым виден предм ет S1S2 из оптического центра глаза О, называется углом зрения. Сетчатая оболочка имеет сложное строение и состоит из отдельных светоч увствительных элементов. Поэтому две точки объекта, расположенные наст олько близко друг к другу, что их изображения на сетчатке попадают на оди н и тот же элемент, воспринимаются глазом как одна точка. Минимальный уго л зрения, под которым две светящиеся точки или две черные точки на белом ф оне воспринимаются глазом еще раздельно, составляет приблизительно од ну минуту. [pic] Рис. 3. а) Угол зрения (?=S'1S'2/h=S1S2,/D; б) при увеличении угла зрения увеличивается изо бражение рассматриваемого предмета на сетчатке; N=b'/b=?'/? Глаз плохо распознает детали предмета, которые он видит под углом менее 1'. Это — угол, под которым виден отрезок, длина которого 1 см на расстоянии 34 м от глаза. При плохом освещении (в сумерках) минимальный угол разрешени я повышается и может дойти до 1°. Приближая предмет к глазу, мы увеличиваем угол зрения и, следовательно, п олучаем возможность лучше различать мелкие детали. Однако очень близко к глазу приблизить предмет мы не можем, так как способность глаза к акком одации ограничена. Для нормального глаза наиболее благоприятным для ра ссматривания предмета оказывается расстояние около 25 см, при котором гл аз достаточно хорошо различает детали без чрезмерного утомления. Это ра сстояние называется расстоянием наилучшего зрения. Для близорукого гл аза это расстояние несколько меньше. Поэтому близорукие люди, помещая ра ссматриваемый предмет ближе к глазу, чем люди с нормальным зрением или д альнозоркие, видят его под большим углом зрения и могут лучше различать мелкие детали. Значительное увеличение угла зрения достигается с помощью оптических приборов. По своему назначению оптические приборы, вооружающие глаз, мож но разбить на следующие две большие группы. 1. Приборы, служащие для рассматривания очень мелких предметов (лупа, микр оскоп). Эти приборы как бы «увеличивают» рассматриваемые предметы. 2. Приборы, предназначенные для рассматривания удаленных объектов (зри тельная труба, бинокль, телескоп и т. п.). Эти приборы как бы «приближают» р ассматриваемые предметы. Благодаря увеличению угла зрения при использовании оптического прибор а размер изображения предмета на сетчатке увеличивается по сравнению с изображением в невооруженном глазе и, следовательно, возрастает способ ность распознавания деталей. Отношение длины изображения на сетчатке в случае вооруженного глаза b' к длине изображения для невооруженного глаз а b (рис. 3, б) называется увеличением оптического прибора.
© Рефератбанк, 2002 - 2017