§ 75. Око як оптична система

Існує багато різних оптичних приладів, і кожен з них призначений для того, щоб ♦ допомагати* нашому оку. Наприклад, телескоп і бінокль дають можливість розгля­дати досить віддалені предмети, а лупа і мікроскоп слу­жать для розгляду дуже дрібних предметів. Оскільки при цьому зображення, які дістають в оптичному приладі, розглядаються оком, то вимоги, що ставляться до цих зображень, залежать від властивостей людського ока як оптичної системи. Тому, не торкаючись деталей фізіоло­гічної будови ока, розглянемо лише його оптичну систему.

Складна заломлююча система ока складається (мал. 174) з кришталика L у формі лінзи, розміщеного за невеликою камерою, заповненою прозорою рідиною — водянистою вологою і закритою прозорою роговою обо­лонкою С. Позаду кришталика міститься драглеподібна

речовина, яку називають скловидним тілом G. Сукупність водянистої вологи, кришталика і скловидного тіла і є оптичною системою ока. Оптичний центр цієї системи лежить всередині кришталика, біля задньої його поверхні. Показник заломлення системи дорівнює близько 1,4 (кришталика — 1,5).

Перед кришталиком розміщена райдужна оболонка /, всередині якої є отвір, який називають зіницею. Розмір його змінюється при зміні освітленості. Коли освітленість збільшується, діаметр зіниці зменшується, і навпаки. Цим регулюється освітленість сітчатої оболонки ока R. На сіт-чатій оболонці (її називають ще сітчаткою або ретиною), яка міститься між головним фокусом системи і точкою на подвійній фокусній відстані і відіграє роль екрана, одер­жується дійсне, обернене, зменшене зображення А\В\ роз­глядуваного оком предмета А В. Сприймається зображення світлочутливими елементами — паличками й колбочками. Ці світлочутливі елементи є закінченнями розгалужень зорового нерва N, який входить всередину ока збоку від оптичної осі. Там, де зоровий нерв входить в око, він не має чутливості, тому тут знаходиться сліпа пляма. В центрі сітчатки, на оптичній осі є жовта пляма — область найбільшої гостроти зору. Тут зосереджені світлочут­ливі колбочки, за допомогою яких око сприймає кольори. На інших ділянках сітчатки розташовані в основному палички.

Око має однаково добре бачити предмети, що перебу­вають на різних відстанях від нього. Як би не змінювалась відстань d від предмета до ока, на сітчатці повинно бути чітке зображення. Згідно з формулою лінзи це можливо лише в тому випадку, якщо одночасно змінюється фокусна відстань F оптичної системи ока. Оскільки відстань між

кришталиком і сітчаткою незмінна, то для одержання на сітчатці чіткого зображення різновіддалених предметів повинен змінювати свою фокусну відстань кришталик за рахунок зміни радіусів кривизни його поверхонь. Це від­бувається при деформації кришталика за допомогою м'язів ока. Здатність ока пристосовуватися до бачення на близь­кій і далекій відстанях називається акомодацією.

Акомодація відбувається мимоволі. Як тільки око пере-

^і; водиться з одного предмета на інший, порушується чіт­кість зображення, про що в мозок надходить сигнал. Зво­ротний сигнал з мозку до м'язів ока викликає їх скорочення

f або розтяг доти, поки не одержиться чітке зображення. Точка, яку око бачить при ненапружених м'язах, нази­вається далекою точкою, а видима при максимальному напруженні — ближня точка. Для нормального ока далека точка лежить на нескінченно великій відстані, ближня точка — на відстані 15—20 см.

Кут, утворений променями, які йдуть від країв пред­мета в оптичний центр ока, називають кутом зору. Кут

£ вору а (мал. 175) визначає розмір зображення на сітчатці. Отже, чим більший кут зору, тим більшу кількість деталей на поверхні предмета розрізняє око.

Досвід показує, що людське око при доброму освітленні здатне бачити роздільно дві точки, якщо кут між проме­нями, які виходять з цих точок, не менший за 1'. Якщо кут менший за 1', то обидві точки проектуються на один світло­чутливий елемент сітчатки і зливаються в одну точку. Чим більший кут зору, тим більше зображення на сітчатці і тим більша кількість деталей предмета сприймається оком. Але не завжди можна наблизити предмет до ока, оскільки не можна без стомлюючого напруження м'язів ока розгля­дати занадто близькі предмети.

Оптична відстань, на якій око може працювати не стом­люючись, називається відстанню найкращого зору (для

нормального ока дорівнює близько 25 см). Якщо деталей, які нас цікавлять, не видно з цієї відстані, то подальше збільшення кута зору можливе за допомогою лупи або мікроскопа. Однак буває так, що не можна наблизитися до розглядуваного предмета. У цьому випадку для збіль­шення кута зору застосовують телескоп.