Оптические среды глаза

Изображение на сетчатке образуется в результате преломления света оптическими средами глаза, схема которого приведена на рисунке 11-2.

Рис. 11-2

Глаз окружен соединительнотканной непрозрачной оболочкой 1 – склерой. В передней части склера переходит в прозрачную роговицу 2, через которую свет поступает внутрь глаза, а затем проходит через водянистую влагу передней камеры 3, отверстие радужной оболочки 6, хрусталик 4, стекловидное тело 5 и попадает на сетчатку 9, где содержатся фоточувствительные клетки – фоторецепторы.

Роговица более выпукла, чем остальные части поверхности, глаза и состоит из плоских пучков жестких коллагеновых волокон, идущих во всех направлениях, параллельно поверхности роговицы. Радужная оболочка 6, находящаяся в передней камере перед хрусталиком, содержит пигмент, определяющий так называемый «цвет глаз». В этой мембране находятся круговые и радиально расположенные мышцы, при сокращении которых изменяется диаметра отверстия в радужке – зрачка. Радужная оболочка играет роль своеобразной биологической диафрагмы, регулирующей световой поток, проходящий во внутренние области глаза. Диаметр зрачка изменяется от 2 до 8 мм. В обычных условиях освещения диаметр зрачка 3-4 мм.

Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы и заключен в эластичную тонкостенную сумку, прикрепленную связками к ресничному телу 7, где расположена ресничная мышца. При сокращении ее кольцеобразных волокон уменьшается напряжение связок сумки, и за счет эластичных свойств хрусталик принимает более выпуклую форму. Стекловидное тело не имеет клеточного строения и является почти однородной студенистой массой. Перечисленные оптические среды глаза представляют собой совокупность биологических линз, ограниченных сферическими поверхностями: роговицу, переднюю камеру, хрусталик и стекловидное тело. Как известно из физики, преломляющая способность такой оптической центрированной системы зависит от оптической силы каждой линзы и их количества:

D = D₁ + D₂ + D₃ + D₄,

где D₁, D₂, D₃, D₄ – соответственно оптические силы роговицы, передней камеры, хрусталика и стекловидного тела. Воспользовавшись формулой линзы, можно рассчитать оптические силы отдельных прозрачных сред, считая их в первом приближении тонкими линзами. Так, например, радиус кривизны роговицы порядка 7,8 мм, а ее коэффициент преломления порядка 1,33. Поэтому оптическая сила роговицы:

D₁ = {(1,33 - 1,00)/1} ´ 1000/7,8 = 42 дптр.

Радиус кривизны передней поверхности хрусталика составляет 10 мм, задней – 6 мм, абсолютный коэффициент преломления равен 1,42. Свет на хрусталик падает из передней камеры, заполненной жидкостью с коэффициентом преломления 1,33. Поэтому преломляющая сила хрусталика будет равна:

D₃ = {(1,42 - 1,33)/1,33}´ (10^-3/10 +10^-3/6) = 18 дптр.

Преломляющая способность этой биологической линзы оказывается меньше, чем роговицы. Подобный факт объясняется тем, что у роговицы и воздуха наиболее сильно различаются коэффициенты преломления. Преломляющая способность передней камеры и стекловидного тела невелика, и поэтому оптическая сила глаза определяется, главным образом, оптическими свойствами роговицы и хрусталика:

D @ D₁ + D₃ = =60 дптр.

В нормальных условиях оптическая сила глаза составляет 60-65 дптр.

Дата добавления: 2014-01-15