Аккомодация глаза

Цель работы: определить длину аккомодации и остроту зрения студентов группы

Оборудование для работы: карандаш, линейка, сантиметр, испытуемый.

Аккомодация глаза – это способность глаза к ясному видению разно удаленных предметов, в основе, которой лежит способность глаза изменять преломляющую силу оптической системы за счет изменения кривизны хрусталика.

Физиологический механизм аккомодации глаза состоит в том, что при сокращении волокон цилиарной мышцы глаза происходит расслабление цинновой связки, при помощи которой хрусталик прикреплен к цилиарному телу. При этом уменьшается натяжение сумки хрусталика, и он благодаря эластическим свойствам становится более выпуклым. Расслабление цилиарной мышцы ведет к уплощению хрусталика.

Рисунок 1 – Оптическая система глаза

Хрусталик представляет собой линзу на долю, которой приходится 25% всей преломляющей силы глаза. Хрусталик обладает свойствос автоматически менять свою преломляющую силу; в результате изображение предмета на сетчатке остается четким, когда этот предмет приближается или удаляется по отношению к глазу наблюдателя. Как только изображение на сетчатке становится расплывчатым – т.е. изменяется резкость изображения, возбуждается центр управления аккомодацией, заставляющий хрусталик изменить форму таким образом, чтобы изображение снова стало четким. Толщина хрусталика около 6, а диаметр 11 мм. Сам он управляется цилиарным телом в состав, которого входит аккомодационная мышца. Между хрусталиком и цилиарным телом находятся сотни тонких, постоянно натянутых, так называемых цинновых связок, которые удерживают хрусталик и центрируют его по оси глаза.

В силу физических своих свойств без сил внешнего воздействия (сил натяжения) стремится к сфероидальному, т.е. к шаровидному состоянию. Поэтому хрусталик постоянно натягивает цинновы связки на себя, в то время как цилиарное тело при своем расслаблении натягивает их в свою сторону, т.е. в радиальном направлении. При сокращении же цилиарной мышцы, представляющей замкнутое кольцо, внутренний диаметр этого кольца уменьшается, происходит расслабление цинновых связок, которое тут же компенсируется натяжением со стороны хрусталика, за счет его эластичных свойств.

Точка, которую глаз видит при расслабленном состоянии цилиарной мышцы, называют дальнего точкой ясного видения, а точка, видимая на максимальном приближении – ближнего точкой ясного видения. Для нормального глаза дальняя точка лежит бесконечно далеко, а ближняя – на расстоянии около 15 – 20 см от глаза.

Рисунок 2 - Состояние покоя аккомодации - оптического равновесия

В состоянии покоя аккомодации глаз настроен на далекий объект: аккомодационная мышца расслаблена, цинновы связки растягивают капсулу хрусталика, который уплощен. Учитывая, что объект, на который настроен глаз, находится далеко, лучи попадающие в глаз от него идут практически параллельным пучком, преломляясь в хрусталике, и фокусируются точно на сетчатке.

При переводе взгляда на близкий предмет, лучи, попадающие в глаз, не в состоянии преломиться прежним хрусталиком и сфокусироваться на сетчатке. Это состояние именуется оптическим "стрессом" или оптическим дисбалансом. В доли секунды глаз становится дальнозорким. Фокус будет мнимым, т.е. виртуальным и находиться будет где-то за глазом (рисунок 3).

Рисунок 3 - Состояние оптического стресса - оптического дисбаланса

А на сетчатке где должен был бы быть истинный фокус, в этом случае будет размытое изображение. Именно это размытое изображение послужит сигналом к возбуждению центра управления аккомодацией, откуда мгновенно поступит сигнал к аккомодационной мышце глаза - состояние напряжения аккомодации.

Рисунок 4 - Состояние напряжения аккомодации - оптического равновесия

Мышца сократится, внутренний диаметр цилиарного мышечного кольца уменьшится, цинновы связки ослабнут и хрусталик примет более выпуклую форму, увеличив свою преломляющую силу, мнимый фокус при этом возвратится на сетчатку с четким изображением (рисунок 4).

Таким образом, оптические свойства глаза зависят от состояния хрусталика, который представляет собой двояковыпуклую линзу, меняющую свое фокусное расстояние. Двояковыпуклая линза собирает лучи в одну точку, поэтому называется собирающей. Это плюсовое, положительное стекло. Точка, в которой сходятся лучи, пройдя через линзу, называется фокусом линзы. Фокусов у линзы два – с каждой стороны на равном расстоянии от нее.

(1)

где a — это расстояние от глаза до предмета,

b — расстояние от хрусталика до сетчатки,

f — фокусное расстояние оптической системы глаза.

Величина b является неизменной, поскольку это геометрическая характеристика глаза. Следовательно, чтобы формула линзы оставалась справедливой, вместе с расстоянием a до разглядываемого предмета должно меняться и фокусное расстояние f.

Например, если предмет приближается к глазу, то a уменьшается, поэтому и f должно уменьшаться. Для этого глазная мышца деформирует хрусталик, делая его более выпуклым и уменьшая тем самым фокусное расстояние до нужной величины. При удалении предмета, наоборот, кривизна хрусталика уменьшается, а фокусное расстояние возрастает.

Характеристикой линзы является ее преломляющая способность. Преломляющая способность или оптическая сила линзы – это величина, обратная ее фокусному расстоянию, она измеряется в диоптриях. То есть, чем больше фокус линзы, тем она слабее.

1 диоптрия (сокращенно Д) – это оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1 метр. Чтобы вычислить оптическую силу линзы, надо 1 метр разделить на ее фокусное расстояние. Например, если фокус линзы 20 см, значит ее оптическая сила 100 см / 20 см = 5Д.

Длина аккомодации - это часть пространства (в метрах или сантиметрах), в пределах которой работает аккомодация, то есть в пределах, которой мы можем четко видеть предметы. Длина аккомодации характеризуется положением двух точек – ближайшей точки ясного зрения и дальнейшей точки ясного зрения. Расстояние между ними - это и есть длина аккомодации. Соответственно, на ближайшую точку ясного зрения мы смотрим при максимальном напряжении аккомодации, а на дальнейшую точку – при полном покое аккомодации.

Мы выделяем аккомодацию каждым глазом отдельно (это абсолютная аккомодация) и двумя глазами вместе (относительная аккомодация).

В оптометрии принято абсолютную аккомодацию характеризовать положением дальнейшей и ближайшей точек ясного зрения, а относительную аккомодацию - объемом.