Оптична система ока

Електромагнітне випромінювання з довжиною хвиль у діапазоні від 400 до 750 нм сприймається нами як світло. Більшість інформації про зовнішній світ (до 90 %) людина одержує через зорову сенсорну систему.

Раніше ніж світлова хвиля досягне рецепторних клітин, розташованих у сітківці, промінь світла проходить через середовища ока, які його заломлю­ють, - рогівку, рідину передньої камери ока, кришталик і склисте тіло. Усі ці середовища мають різну густину і складають оптичну систему ока. Світлові промені під час переходу із середовища з однією оптичною густи­ною у середовище з іншою оптичною густиною заломлюються (явище реф­ракції), за винятком тих випадків, коли вони падають перпендикулярно до межі поділу середовищ. Паралельні світлові промені, падаючи на двоопук­лу лінзу, заломлюються у точці позаду лінзи, яка називається головним фо­кусом. Вона розміщена на лінії (головна оптична вісь), яка проходить через центри кривизни лінзи. Відстань між лінзою та головним фокусом назива­ють головною фокусною відстанню. Оптична система ока заломлює світлові промені і фокусує їх на сітківці. Сила заломлювання вимірюється у діоптріях (D). Кількість діоптрій - це величина, обернена до значення го­ловної фокусної відстані, у метрах. Сумарна заломлювальна сила ока моло­дої людини складає 59 D під час розглядання далеких предметів і 70,5 D - під час розглядання предметів, розташованих поблизу.

Для спрощення оцінки заломлювальної сили ока використовують модель "редукованого ока", в якому всі заломлювальні середовища склада­ються в єдину сферичну поверхню. За такої умови на сітківці утворюється зменшене, обернене і дійсне зображення предмета, як і в реальному оці.

Заломлювальні середовища ока не тільки фокусують промені на рецеп­торах сітківки, але й фільтрують їх. Так, рідина передньої камери ока прак­тично не пропускає інфрачервоних променів (з довжиною хвилі понад 760 мкм). Кришталик також поглинає інфрачервоні промені. Ульт­рафіолетові промені поглинає рогівка та інші середовища, тому до сітківки вони не доходять.

Акомодація ока

Акомодація - це пристосування ока для чіткого бачення предмета на різній відстані. Для цього необхідно, щоб промені від окремих його точок були сфокусовані на сітківці. Цю функцію виконують очні м'язи, що по­вертають око і змінюють кривизну кришталика. За звичайних умов заломлювальна сила ока молодої людини забезпечує фокусування паралельних променів, що надходять від далеко розташованого предмета (світлові про­мені, що надходять від об'єкта з відстані понад 6 м від лінзи, вважають па­ралельними). Близько розташовані предмети в такому разі видно нечітко, тому що промені від них сфокусовані за сітківкою. Для того щоб виразно бачити близько розташовані предмети, необхідно збільшити заломлю­вальну силу ока. Це пояснює, чому одночасно не можна чітко бачити дале­ко і близько розташовані предмети. Пристосування ока до виразного бачення віддалених на різні віддалі предметів шляхом зміни кривизни кришталика називається акомодацією.

Акомодація забезпечується кришталиком, викривлення якого може змінюватися. У молодої людини рефракційна здатність кришталика пере­буває у межах від 15 до 29 D. Як було зазначено, кришталик розміщений у тонкий капсулі, що по краях переходить у зв'язку кришталика, радіальні волокна якої прикріплюються з іншого кінця до війкового тіла. Коли ця зв'язка розслаблена, кришталик набуває меншої опуклості, ніж це власти­во для його еластичних елементів. У разі наближення предмета промені від нього стають не паралельними, а розходяться і його зображення мало б пересунутися назад за сітківку. Але скорочується війковий м'яз, послаб­люється натяг волокон кришталикової зв'язки, і завдяки еластичності кришталик стає опуклішим, збільшується заломлювальна сила і зобра­ження залишається на сітківці.

За максимальної кривизни кришталика найближча точка чіткого ба­чення ока (максимальна напруга акомодації) знаходиться на відстані 7-10 см. 3 віком кришталик втрачає еластичність, і після 45-50 років його оптична сила може знижуватися так, що діапазон акомодації буде станови­ти лише близько 2 D. У такому разі найближча точка нормального бачення поступово відсувається і втрачається здатність виразно бачити близькі предмети. Це явище називається пресбіопією (старечою далекозорістю).

Війковий м'яз іннервуєтся парасимпатичними волокнами окорухового нерва, і під час їх збудження око починає ясно бачити близько розташовані предмети. Якщо закапати в око лікарські препарати, які блокують трансмітерне передавання сигналів парасимпатичного нерва (наприклад, атропін), то око перестає бачити близькі предмети. У зв'язку з тим що для бачення близько розташованих предметів війковий м'яз повинен скорочу­ватися, то, наприклад, під час тривалого читання очі починають "утомлю­ватися".