6.Острота зрения
На сетчатку глаза выходят окончания зрительных нервов. Расстояние между этими нервами рецепторами небольшое, но конечное. Если изображение будет столь малым, что покроет лишь один рецептор, глаз воспримет предмет, как одну светящуюся точку. Чтобы изображение попало на соседние рецепторы, предмет должен находиться под некоторым минимальным углом зрения (рис.22).
φ min 1' 3·10- 4 рад.
Рис. 22. Ход лучей в глазе
Поскольку
и для малых углов
,
то
Если h< 3 ·10- 4·S или S >3500h то предмет воспринимается как точка.
Например, человек ростом h = 2 м воспринимается, как точка на расстоянии S 7000м.
Необычайно высокая острота зрения птиц связана с малым расстоянием между соседними рецепторами на сетчатке. Сокол способен различать однокопеечную монету на расстоянии более километра.
7. Хрусталик глаза
Важнейшей частью глаза является хрусталик. Из общей оптической силы глаза ~60 Дп, хрусталик вносит ~19 Дп, поэтому, вообще говоря, человек может видеть и не имея хрусталика. Очевидно, однако, что изображение на сетчатке будет при этом столь расплывчато, что потеря хрусталика оказывается эквивалентна почти полной слепоте. Химический состав хрусталика глаза представлен на рис.23.
Рис. 23. Химический состав хрусталика
Хрусталик глаза содержит 65 % воды и 35 % белков – это больше, чем любой другой орган человеческого организма. Белками хрусталика является специфические растворимые α, βи кристаллины и нерастворимые альбуминоиды. Молекулы белков собраны в агрегаты и в процессе формирования глаза у зародыша человека наслаиваются друг на друга, наподобие годовых колец дерева. Благодаря этому показатель преломления хрусталика не одинаков, а меняется то середины к краям. Изменения показателя преломления оказываются такими, чтобы компенсировать оптические искажения, свойственные обычным, однородным линзам. Клетки хрусталика не содержат ядра и поэтому не могут делиться. В этом отношении они подобны клеткам эритроцитов, продолжительность жизни которых 100 дней.
С течением времени хрусталик портится, как правило, при этом нарушаются более молодые части хрусталика, которые наслоились сверху. Помутнение хрусталика вызывает сильное рассеивание света, в результате чего человек перестает видеть. Эта болезнь называется катаракта.
Основная причина катаракты - старость. Развитию катаракты способствует диабет, ионизирующее излучение, повреждение глаза, тепловое излучение (например, у стеклодувов) и т.д. Частота возникновения катаракты приведена в таблице.
Частота возникновения катаракты
Возраст (годы) |
Страны Европы, % |
Страны Востока, % |
Оксфорд, % |
40-50 |
1,5 |
3,5 |
0,2 |
50-60 |
4,5 |
16 |
2 |
60-70 |
17 |
33 |
7 |
Выше 70 |
40 |
63 |
20 |
В Индии, Пакистане, Индонезии имеются районы, где более 30% населения к 40-50 годам ослепли от катаракты. В мире ежегодно катаракта возникает у 1 млн. человек. Лекарств против катаракты нет, лечение возможно только операционным путем.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Какие неудобства будет испытывать человек, если заменить хрусталик глаза обычной стеклянной линзой?
Можно ли заменить хрусталик специальными очками?