mozok.click
Орган зрения человека — глаз — одно из самых совершенных и в то же время самых простых оптических устройств. Как устроен глаз? Почему некоторые люди плохо видят и как скорректировать их зрение? С какими обенностями зрения связано производство мультипликационных фильмов? Об этом вы узнаете из данного параграфа.
Вспоминаем строение глаза
Глаз человека — это оптическая система, состоящая из нескольких оптических элементов, которые в совокупности предназначены для создания изображения.
Глаз (см. рис. 16.1) имеет форму шара диаметром примерно 2,5 см. Снаружи глаз покрыт плотной непрозрачной оболочкой — склерой.
Передняя часть склеры переходит в прозрачную роговую оболочку — роговицу, которая действует как собирающая линза и вместе с глазной жидкостью обеспечивает 75 % способности глаза преломлять свет.
Изнутри склера покрыта сосудистой оболочкой, которая в передней части глаза переходит в радужную оболочку — радужку. В центре радужки расположено круглое отверстие — зрачок. Зрачок сужается при увеличении освещенности и расширяется при ее ослаблении.
Способность глаза приспосабливаться к изменению освещенности называют адаптацией.
За зрачком расположен хрусталик — собирающая линза, которая благодаря скрепленным с ней мышцам может изменять свою кривизну, а значит, оптическую силу.
В создании изображения принимает участие и стекловидное тело — прозрачная студенистая масса, заполняющая пространство между хрусталиком и сетчаткой.
Свет, попадающий в глаз, преломляется в роговице, глазной жидкости, хрусталике и стекловидном теле. В результате на сетчатке образуется действительное, уменьшенное, перевернутое изображение предмета (рис. 16.2).
Выясняем, почему человек видит как отдаленные предметы, так и расположенные рядом
Если у человека хорошее зрение, он видит четкими как далеко, так и близко расположенные предметы. Такое возможно потому, что при изменении расстояния до предмета хрусталик изменяет свою кривизну, то есть изменяет свою оптическую силу.
Способность хрусталика изменять свою кривизну при изменении расстояния до рассматриваемого предмета называют аккомодацией.
Если человек смотрит на удаленные предметы, то лучи, исходящие от этих предметов и попадающие в глаз, практически параллельны. В этом случае глаз наиболее расслаблен (вспомните: задумавшись, мы смотрим как будто вдаль). Чем ближе расположен предмет, тем сильнее напрягается глаз (мышцы глаза увеличивают кривизну хрусталика).
Наименьшее расстояние, на котором глаз видит предмет практически не утомляясь, называют расстоянием наилучшего зрения.
Для человека с нормальным зрением расстояние наилучшего зрения — примерно 25 см (именно на таком расстоянии он держит книгу при чтении).
Узнаём об инерции зрения
Если мы будем быстро перемещать в темноте бенгальский огонь, то увидим светящиеся фигуры, образованные «огненным контуром». Во время быстрого вращения карусели ее разноцветные лампы, сливаясь, выглядят для нас как кольца. Наши глаза все время мигают, при этом мы не замечаем, что на некоторый интервал времени предмет, на который мы смотрим, становится невидимым.
Описанные явления объясняются инерцией зрения. Дело в том, что, после того как изображение предмета исчезает с сетчатки глаза (предмет перемещают, прекращают освещать, заслоняют непрозрачным экраном и т. п.), зрительный образ, вызванный этим предметом, сохраняется в течение 0,1 с.
Инерцию зрения широко используют в анимационном кино. Картинки на экране сменяются очень быстро (24 раза в секунду), и во время их смены экран не освещается, однако зритель этого не замечает, — он просто видит
ряд чередующихся картинок. Так на экране создается иллюзия движения.
Сколько картинок нужно нарисовать художнику, чтобы получить мультипликационный фильм продолжительностью всего 10 мин?
На инерции зрения также основано применение стробоскопа. (Стробоскоп представляет собой источник света, излучающий световые вспышки через малые равные интервалы времени.) При фотографировании объектов, освещенных стробоскопом, получают стробоскопические фотографии (рис. 16.3).
Узнаём о недостатках зрения и их коррекции
Подводим итоги
С точки зрения физики глаз — оптическая система, основные элементы которой — роговица, глазная жидкость, хрусталик, стекловидное тело. Свет преломляется в этой оптической системе, и в результате на сетчатке образуется уменьшенное, действительное, перевернутое изображение предмета.
После того как изображение предмета исчезает с сетчатки глаза, зрительный образ, вызванный этим предметом, хранится в сознании человека в течение 0,1 с. Это свойство называют инерцией зрения.
Контрольные вопросы
1. Назовите оптические элементы глаза и их функции. 2. Как реагирует зрачок на изменение освещенности? 3. Почему человек с нормальным зрением может одинаково четко видеть как далеко, так и близко расположенные предметы? 4. Что такое инерция зрения? Приведите примеры. 5. Какой недостаток зрения называют близорукостью? дальнозоркостью? Как их можно скорректировать?
Упражнение № 16
1. Оптическая сила линз бабушкиных очков -2,5 дптр. Определите фокусное расстояние этих линз. Какой недостаток зрения у бабушки?
2. На каком минимальном расстоянии от глаза человек с нормальным зрением должен держать зеркальце, чтобы, не утомляясь, видеть четкое изображение глаза?
3. Почему, чтобы лучше видеть, близорукий человек щурится?
4. Почему даже в чистой воде человек без маски плохо видит?
5. Мальчик держит книгу на расстоянии 20 см от глаз. Определите оптическую силу линз, необходимых мальчику, чтобы читать книгу на расстоянии наилучшего зрения для нормального глаза.
6. Проведите аналогию между фотоаппаратом и глазом человека. Какие функции глаза выполняют разные части фотоаппарата? При необходимости обратитесь к дополнительным источникам информации.
7. Воспользуйтесь дополнительными источниками информации и узнайте о методах профилактики дефектов зрения. Как можно исправить зрение?
Экспериментальное задание
Возьмите разные очки и предложите несколько способов, с помощью которых можно определить, какой недостаток зрения (близорукость или дальнозоркость) корректирует каждая пара. Проверьте, «работают» ли эти способы.
Физика и техника в Украине
Александр Теодорович Смакула (1900-1983) — выдающийся украинский физик и изобретатель. Использовав понятие квантовых осцилляторов, А. Т.
Смакула смог объяснить радиационную окраску кристаллов и вывести количественное математическое соотношение, известное в науке как «формула Смакулы». Работы ученого создали предпосылки для синтеза витаминов А, В2 и др.
, а процесс трансформации кристаллического углерода называют теперь «инверсией Смакулы».
В 1935 г. А. Т. Смакула сделал открытие, благодаря которому его имя навсегда останется в истории мировой науки, — способ улучшения оптических устройств («просветление оптики»).
Суть открытия в том, что поверхность линзы покрывают слоем специального материала толщиной 1/4 длины падающей волны (десятые доли микрометра), что значительно уменьшает отражение света от поверхности линзы и в то же время увеличивает контрастность изображения.
Данное открытие получило очень широкое применение, ведь линзы являются основным элементом большинства оптических устройств (фотоаппаратов, биноклей, микроскопов и т. д.).
2000 год был объявлен ЮНЕСКО годом А. Т. Смакулы.
подводим итоги РАЗДЕЛА II «Световые явления»
1. Изучив раздел II, вы узнали, что мы видим окружающий мир благодаря тому, что тела вокруг нас отражают свет или сами являются источниками света.
2. Вы узнали о законах геометрической оптики.
законы геометрической оптики
3. Вы ознакомились с опытами И. Ньютона и выяснили, что белый свет состоит из света разных цветов. Свет разных цветов распространяется в вакууме с одинаковой скоростью (c = 3 108м/с), а в среде — с разной.
ДИСПЕРСИЯ СВЕТА
4. Вы научились строить изображения в плоском зеркале и линзах.
ПОСТРОЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ
5. Вы ознакомились с оптическими устройствами, в которых используют линзы.
ОПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ К РАЗДЕЛУ II «Световые явления»
Задания 1-8 содержат только один правильный ответ. 1. (1 балл) Какое оптическое явление иллю
стрирует фотография (рис. 1)?
а) отражение света;
б) поглощение света;
в) дисперсию света;
г) преломление света.
2. (1 балл) Какой закон подтверждается существованием солнечных и лунных затмений?
а) закон отражения света;
б) закон прямолинейного распространения света;
в) закон сохранения энергии;
г) закон преломления света.
3. (1 балл) Каким является изображение предмета в плоском зеркале?
а) увеличенным действительным; в) уменьшенным мнимым;
б) равным действительным; г) равным мнимым.
4. (1 балл) Луч света падает из воздуха на поверхность стеклянной пластины (рис. 2). На каком рисунке правильно указаны все три угла: угол падения α, угол отражения β и угол преломления γ ?
а) 1;
б) 2;
в) 3;
г) 4.
5. (2 балла) Какая точка (рис. 3) является изобра
жением светящейся точки S в плоском зеркале?
а) 1; б) 2; в) 3;
г) изображения точки S в зеркале нет.
6. (2 балла) Какова оптическая сила линзы, ход лучей в которой показан на рис. 4?
а) -0,04 дптр; в) +25 дптр;
б) +4 дптр; г) +50 дптр.
7. (2 балла) Какое у человека нарушение зрения, если он носит очки, нижняя часть которых — выпуклые стекла, а верхняя часть — плоские?
а) дальнозоркость;
б) близорукость;
в) у человека нет нарушений зрения;
г) определить невозможно.
8. (2 балла) Во время фотографирования на объектив фотоаппарата села муха. Повлияет ли это на снимок, и если повлияет, то как?
а) не повлияет;
б) на снимке будет изображение мухи;
в) снимок будет менее ярким;
г) снимок будет более ярким.
9. (3 балла) Человек приближается к зеркалу со скоростью 2 м/с. С какой скоростью к человеку приближается его отражение в зеркале?
10. (3 балла) Угол падения луча на зеркальную поверхность равен 70°. Чему равен угол между отраженным лучом и зеркальной поверхностью?
11. (3 балла) Свет падает из воздуха на поверхность прозрачного вещества под углом 45°. Определите абсолютный показатель преломления данного вещества, если преломленный пучок света распространяется под углом 60° к границе раздела сред.
12. (3 балла) Предмет расположен на расстоянии 1 м от собирающей линзы с фокусным расстоянием 0,5 м. На каком расстоянии от линзы расположено изображение предмета?
13. (3 балла) Установите соответствие между средой и скоростью распространения света в этой среде.
1 Алмаз А 1,24 · 108 м/с
2 Бензин Б 1,76 · 108 м/с
3 Лед В 2,00 · 108 м/с
Г 2,29 · 108 м/с
14. (4 балла) На рис. 5 показаны главная оптическая ось КМ линзы, предмет АВ и его изображение А^. Определите тип линзы, ее фокусное расстояние и оптическую силу.
15. (4 балла,) Почему кривизна хрусталика глаза рыбы (рис. 6) больше, чем у человека?
16. (4 балла) Рассматривая марку с помощью лупы, мальчик видит ее на расстоянии наилучшего зрения увеличенной в 4 раза. На каком расстоянии от глаз мальчик держит лупу, если у него нормальное зрение, а оптическая сила лупы +15 дптр?
Сверьте ваши ответы с приведенными в конце учебника. Отметьте задания, которые вы выполнили правильно, и подсчитайте сумму баллов. Затем эту сумму разделите на три. Полученный результат будет соответствовать уровню ваших учебных достижений.
Тренировочные тестовые задания с компьютерной проверкой вы найдете на электронном образовательном ресурсе «Интерактивное обучение».
Новые приемники и источники света
Благодаря достижениям в электронике существенным образом изменились как источники, так и приемники света, стали общедоступными уникальные научные изобретения.
Расспросите ваших дедушек и бабушек о том, как делали фотографии двадцать и более лет тому назад. Оказывается, это была достаточно сложная процедура. Для вас же стало обычным, увидев интересный сюжет, навести камеру мобильного телефона, нажать соответствующую кнопку и мгновенно переслать готовое изображение друзьям.
Приведем еще пример. Об узком направленном пучке света, имеющем уникальные свойства, раньше шла речь только в фантастических произведениях. В наше время лазерный луч применяется настолько широко, что даже самые смелые фантасты прошлого века не могли себе этого представить. Так что, получается, раздел физики под названием «Оптика» безнадежно устарел и вы зря изучали раздел II учебника?
Не будем делать поспешных выводов и рассмотрим некоторые из современных оптических устройств подробнее.
Лазер
Все вы, конечно, видели лазерные шоу в цирке или на эстрадных концертах: тонкие пучки света пронизывают пространство зала, быстро пролетают над головами зрителей. Захватывающее зрелище!
На рисунке представлен один из видов лазеров — газовый. Яркий светящийся «шнур» в стеклянной трубке — это не лазерный луч, а электрический разряд, подобный разряду в лампах дневного света.
Разряд служит для «накачки» рабочего тела (газа внутри стеклянной трубки). Этот процесс заключается в том, что атомы газа постепенно приобретают избыточную энергию от электрического разряда, а затем лавинообразно отдают ее в виде импульса (вспышки) света.
По названию вещества рабочего тела стали классифицировать и сами лазеры: газовые, жидкостные и наиболее удобные для бытовых целей — твердотельные лазеры.
Эстрадные шоу — далеко не единственное применение лазеров. Данные устройства широко используют в медицине, военном деле и др.
Цифровой фотоаппарат
В фотоаппаратах старых конструкций устройством, фиксирующим изображение, была фотопленка. В цифровых фотоаппаратах таким устройством является пластинка, покрытая очень мелкими световыми датчиками (пикселями). Каждый из этих датчиков фиксирует «кусочек» светового потока.
Чем меньше размер пикселя, тем более качественное изображение можно получить. Пластинка хорошего фотоаппарата насчитывает 18-20 млн пикселей. Количество пикселей в мобильном телефоне меньше, так как съемка — не основная функция телефона, соответственно и качество снимков хуже.
Микропроцессор фотоаппарата обрабатывает информацию от сенсоров и запоминает ее в виде отдельного файла.
История фотографии насчитывает более 180 лет.
При этом и в старых фотоаппаратах, и в самых современных один из важнейших элементов — оптическая система, которая должна обеспечить четкое изображение разных объектов съемки — и вашего приятеля, стоящего совсем рядом, и гор, виднеющихся на горизонте. Так что рано сбрасывать оптику со счетов, конструкторам современных фотоаппаратов и видеокамер она еще наверняка пригодится!
Источник: https://mozok.click/1005-glaz-kak-opticheskaya-sistema-defekty-zreniya-i-ih-korrekciya.html
Глаз как оптическая система. Оптическая система глаза включает… :
Орган зрения – глаз – представляет не просто оптическую систему. Это целый мир, в котором есть цвет, солнце, красивые люди. К тому же само строение глаза фантастично, настолько он сложен.
Интересен вопрос о том, как устроена и что включает оптическая система. Чтобы световой луч достиг своей цели, он должен пройти четыре сложные среды.
В них он преломляется и передает информацию в мозг для анализирования.
Оптическая система глаза включает роговицу, камерную влагу, хрусталик и стекловидное тело. Все они представляют линзы, созданные природой из биологических материалов.
Но так как характеристики сред и волокон различные у каждого из оптических приспособлений, то и показатель преломления света будет отличаться. В норме такая особенность природных линз обеспечивает человеку идеальное зрение.
Однако любые патологические или физиологические изменения, происходящие в организме, могут существенно повлиять на эту способность.
Нормальный глаз имеет форму практически правильной сферы. Различные заболевания видоизменяют его форму в горизонтальный или вертикальный эллипс, что существенно влияет на остроту и фокусировку зрения.
Роговица
Оптическая система и рефракция глаза начинаются с роговицы – преломляющей линзы, которая, кроме прямого назначения, выполняет также защитную функцию для органа зрения.
Можно сравнивать строение глаза с фотоаппаратом. В таком случае роговица – не что иное, как его объектив. Световые пучки преломляются на ее передней поверхности, если между ней и водянистой влагой не имеется воздуха.
Такое возможно при оперативных вмешательствах.
Роговица при детальном рассмотрении состоит из пяти слоев, что способствует поддержанию постоянного уровня ее прозрачности. Здоровая линза должна быть круглой, блестящей, видимых кровеносных сосудов быть не должно.
Камерная влага
Оптическая система глаза включает в себя важнейшую биологическую среду – водянистую влагу. Это бесцветная вязкая жидкость, заполняющая собой переднюю и заднюю глазные камеры. Каждый день продуцируется новая порция внутриглазной жидкости, а отработанное количество через шлеммов канал выводится в кровоток.
Камерная влага, помимо преломляющей функции, выполняет еще и питательную, насыщая все элементы глаза аминокислотами. Затруднение выхода ее из камеры влечет развитие глаукомы.
Хрусталик
Глаз как оптическая система снабжен преломляющим элементом, который выполняет функцию рефракции. Это хрусталик. Его можно рассматривать как самостоятельный орган, сложный по строению и важнейший по функциям.
Хрусталик имеет вид полутвердой субстанции без сосудов. Он находится сразу за радужной оболочкой и отвечает за передачу четкого отображения увиденной картинки в границы желтого пятна на сетчатку.
Хрусталик имеет несколько различных слоев и капсульную сумку, которая со временем может утолщаться и вызывать помутнение на поверхности тела.
Стекловидное тело
Оптическая система глаза включает в свой состав стекловидное тело, которое фактически ее замыкает. Оно имеет множество важных функций. Наличие оптической позволяет лучу проходить от хрусталика, который плавает в вязкой жидкости тела, до сетчатки.
И это далеко не все составляющие элементы органа зрения. Попробуем разобраться, что не входит в оптическую систему глаза.
Склера
Роговица пропускает свет. Она прозрачная. Невидимая часть наружной оболочки глаза белая, сравнима с яичным белком. Выполняет защитную и ограничительную функции.
Радужка
Является частью сосудистой оболочки глаза, причем сама полностью их лишена. Это единственный элемент организма, питание которого происходит без участия кровеносной системы.
В центре цветной радужной оболочки располагается зрачок, который под действием света может сужаться и расширяться.
Эта особенность необходима для нормального зрения, так как обеспечивает прохождение светового луча идеального диаметра.
Цилиарное тело
Соединительное звено между задней поверхностью радужки и хориоидеей. Цилиарное тело имеет отростки, которые выполняют очень важные функции. Во-первых, они продуцируют внутриглазную жидкость, во-вторых, поддерживают хрусталик в подвешенном состоянии.
Сетчатка
Это самый сложный, многослойный элемент органа зрения. Сетчатка – природный сенсор, который является периферийной частью анализатора. Именно здесь происходит восприятие цвета и света.
Сетчатка очень тонкая и чувствительная, держится за счет эпителиальных связок, прижимаясь дополнительно стекловидным телом.
Глаз как оптическая система использует сетчатку для фиксации изображения и передачи его по зрительному нерву в мозг.
Природа создала людей идеальными. В строении сетчатки различают колбочковые и палочковые клетки. Первые различают цветное изображение, а вторые отвечают за зрение в сумерках, но они значительно чувствительней. При тончайшем рассмотрении ретина состоит из 10 различных по строению слоев, причем 9 из них абсолютно прозрачные.
Оптическая система глаза включает природный проектор, преломляя световой луч и фокусируя его особым образом через хрусталик на сетчатку. Интересно, что изображение отпечатывается на ней в перевернутом виде. Все окружающее, что видит глаз, анализирует и воспроизводит область головного мозга, отвечающая за зрение. Именно там картинка переворачивается в нормальное, привычное нам, положение.
Считается, что у новорожденных другая оптическая система глаза. Особенности и свойства детского зрения отличаются неразвитостью рефракции и цветового восприятия, то есть все изображения, которые видят дети, перевернутые и обесцвеченные. Способность осознавать зрительные иллюстрации в правильной форме развивается лишь к 6-7 месяцам!
Интересные факты
Оптическая система глаза включает уникальные преломляющие инструменты, но она ничто, если не работает зрительный анализ. Интересно, что существует всего три цвета: зеленый, красный, синий.
Глаз воспринимает, а мозг причудливым образом производит их анализ и выдает в виде различных тонких оттенков.Белый цвет – это не что иное, как смешение зеленого, красного и синего. Невероятно? Так считают ученые.
По этим же утверждениям, черного цвета не существует совсем – это всего лишь пустота. Верить этому или нет, каждый человек решает сам.
На что еще способен глаз? Очень на многое. Например, он может различить от 5 до 10 млн оттенков, но почему-то этого не делает. Ничтожное количество цвета, около 150 тонов – вот чего можно добиться долгими тренировками.
Источник: https://www.syl.ru/article/169862/new_glaz-kak-opticheskaya-sistema-opticheskaya-sistema-glaza-vklyuchaet
Оптическая система глаза: особенности и свойства
Рейтинг 5 из 5:
15 569
Если рассмотреть глазное яблоко здорового человека под микроскопом, то можно выделить множество составляющих элементов, согласованная работа которых позволяет нам получать информацию об окружающем мире в виде цветных и объемных картинок.
Причем, конечный результат напрямую зависит не только от преломляющей силы, но и от расположения точки фокуса и его соотношения с длиной зрительной оси.
Что такое оптическая система глаза?
Оптическая система — совокупность элементов и сред, которые обеспечивают рассеивание, преломление и фокусировку света на сетчатке для создания четкого изображения. Основные ее элементы: роговица, влага передней камеры, хрусталик и стекловидное тело.
Условно можно предположить, что данная система является центрированным механизмом, со сферическими преломляющими поверхностями глаз и совпадающими оптическими осями.
Хотя на самом деле подобная оптика имеет много погрешностей, обусловленных тем, что сферичность роговицы определена только в центре, преломление в наружном слое хрусталика гораздо меньше, чем во внутреннем пространстве.
А степени преломления светового потока в двух перпендикулярных плоскостях совершенно разные.
Особенности зрительного восприятия
В первую очередь оптическая система глаза предназначена для получения информации об окружающем мире через зрение. Данное понятие имеет множество характеристик и особенностей.
Ощущение света позволяет человеческому глазу воспринимать дневной и искусственный свет, а так же различать степень его интенсивности.
А благодаря природной адаптации глазного яблока оптическая система способна самостоятельно без помощи извне адаптироваться к освещенности различной яркости. Световую чувствительность обуславливает природный порог раздражителей светового характера.
Мало кому известно, что человеку с хорошим зрением под силу разглядеть даже небольшой огонек на расстоянии в несколько километров.
Чувствительность зрительного аппарата в первую очередь зависит от многих факторов, таких как интенсивность светового источника, его угловой размер и длина волны, а так же того времени которое действует на глаз световой раздражитель. Из-за ухудшения оптических характеристик склеры с возрастом чувствительность глазного яблока может сильно снижаться.
Свойства зрения
Оптическая система глаза обеспечивает единое зрительное восприятие обоих глаз, такое свойство зрения называется бинокулярностью. Это свойство обусловлено естественным рефлексом, обеспечивать слияние изображений, получаемых двумя глазами в единую картинку.
В связи с тем, что нервные элементы сетчатки двух глаз отличаются, при получении изображения каждым глазом происходит физиологическое двоение предметов, в зависимости от степени их удаления от нас.
Такое свойство зрения, дает возможность самостоятельно оценить, на каком расстоянии находится предмет, а так же оценить его рельефность. Подобная особенность зрения называется стереоскопичностью. Причем стереоскопичность доступна только при взгляде на предмет двумя глазами одновременно. Если смотреть на изображение одним глазом эффект рельефности становится недоступным.
Здесь, же стоит отметить, что в процессе зрения двум глазам отводится несколько разная роль. Тот элемент зрительной системы, который больше принимает участие в процессе формирования изображения, получил название ведущего глаза, а второй – ведомого.
Чтобы проверить подобное свойство оптической системы достаточно посмотреть на какое-либо изображение через отверстие в плотном экране поочередно двумя глазами, для ведущего элемента картинка будет стоять на месте, а для ведомого – несколько сместится.
Детализация изображения
За детализацию изображения или способность различить две точки раздельно на определенном расстоянии отвечает острота зрения. В первую очередь острота зрительного восприятия определена углом, который образуют лучи отраженные от крайних точек рассматриваемого предмета. Причем чем данный угол меньше, тем острота зрительного восприятия выше.
Такой показатель, как острота обусловлен размером колбочек, находящихся в сетчатке, в зоне желтого пятна, а так же некоторыми сопутствующими факторами, типа рефракции, размеров зрачка, степени прозрачности роговицы, эластичности хрусталика и много другого.
5 из 5:
Источник: https://www.zrenimed.com/stroenie-glaza/opticheskaya-sistema-glaza
Оптическая система глаза. Дефекты зрения
Государственное бюджетное образовательное учреждение
города Москвы
специальная (коррекционная) общеобразовательная
школа-интернат IV вида №2
Проектная работа
по теме:
«Оптическая система глаза.
Дефекты зрения».
Авторы Толстова Анна 10 класс
Кузнецова Ольга 9 класс
Руководитель проекта: Романова Мария Викторовна,
учитель физики и информатики
Научный консультант: Лютов Валентин Николаевич,
учитель биологии, ответственный за
инновационную работу в ОУ
Москва,
2014
Тема проекта: Оптическая система глаза. Дефекты зрения.
Актуальность: Наши глаза обладают весьма интересными и жизненно важными свойствами. Однако эти свойства настолько для нас обыденны, привычны, что мы в повседневной жизни их не замечаем или совсем не думаем об их причинах.
Глаз — это очень ценный, но хрупкий орган, который надо беречь. Пренебрежение элементарными гигиеническими правилами приводит к ослаблению остроты зрения и порождает много проблем, вплоть до выбора профессии. Хочется, чтобы мы осмысленно подходили к вопросу о сохранении зрения.
По медицинской статистике большинство учеников нашей школы имеют дефекты зрения, которые частично можно исправить, соблюдая простые правила и выполняя глазную гимнастику.
Цель проекта:
- Расширить знания по темам: Оптическая система глаза. Дефекты зрения.
- Выяснить причины возникновения некоторых дефектов зрения и нахождение путей их устранения.
Основные задачи деятельности:
- расширить знания о строении глаза;
- рассмотреть дефекты зрения программного курса и выходящие за рамки школьной программы;
- наблюдение некоторых психофизиологических особенностей зрения человека;
- составить рекомендации на основе полученных данных для школьников по сохранению зрения.
Объект исследования: состояние зрения школьников.
Предмет исследования: глаз, как оптическая система, дефекты зрения учащихся 9 класса нашей школы.
Методы исследования:
- Изучение современной литературы, медицинских карт учащихся.
- Исследование характеристик зрения.
- Наблюдение некоторых психофизиологических особенностей зрения человека.
- Социологический опрос учащихся.
Теоретическая часть:
По данным некоторых ученых 70% всех сведений человек получает из окружающего мира с помощью зрения, другие полагают, что цифра должна быть увеличена до 90%. Глаза ребенка выполняют значительную зрительную работу. От того, как соблюдаются правила гигиены, зависит и утомление органа зрения и сохранение его полноценной функции на будущее.
Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача – “передать” правильное изображение зрительному нерву.
Основные функции глаза:
- оптическая система, проецирующая изображение;
- система, воспринимающая и “кодирующая” полученную информацию для головного мозга;
- “обслуживающая” система жизнеобеспечения.
Глаз человека представляет собой сложную оптическую систему, которая по своему действию аналогична оптической системе фотоаппарата. Глаз имеет почти шарообразную форму и диаметр около 2,5 см. Снаружи он покрыт защитной оболочкой белого цвета – склерой. Передняя прозрачная часть склеры называется роговицей.
На некотором расстоянии от нее расположена радужная оболочка, окрашенная пигментом. Отверстие в радужной оболочке представляет собой зрачок. В зависимости от интенсивности падающего света зрачок рефлекторно изменяет свой диаметр приблизительно от 2 до 8 мм, т.е. действует подобно диафрагме фотоаппарата. Между роговицей и радужной оболочкой находится прозрачная жидкость.
За зрачком находится хрусталик – эластичное линзоподобное тело. Особая мышца может изменять в некоторых пределах форму хрусталика, изменяя тем самым его оптическую силу. Остальная часть глаза заполнена стекловидным телом.
Задняя часть глаза – глазное дно, оно покрыто сетчатой оболочкой , представляющей собой сложное разветвление зрительного нерва с нервными окончаниями – палочками и колбочками, которые являются светочувствительными элементами.
Лучи света от предмета, преломляясь на границе воздух–роговица, проходят далее через хрусталик (линзу с изменяющейся оптической силой) и создают изображение на сетчатке.
Дальнозоркость
Видимость предметов меняется с возрастом человека: десятилетний ребёнок видит хорошо предмет не ближе 7 см, в 45 лет — 33 см, а в 70 лет необходимы очки для рассматривания близких предметов. Так в течение жизни падает способность хрусталика менять свою кривизну, развивается дальнозоркость.
Симптомы
- плохое зрение вблизи
- плохое зрение вдаль (при больших степенях дальнозоркости)
- повышенная утомляемость глаз при чтении
- перенапряжение глаз при работе (головные боли, жжение в глазах)
- косоглазие и «ленивые» глаза у детей (амблиопия)
- частые воспалительные болезни глаз (блефариты, ячмень, халязион, конъюнктивит)
Причины
Основные причины — укороченное глазное яблоко или недостаточная преломляющая способность оптической системы глаза. Также возможно и сочетание этих двух причин.
Практически все младенцы — дальнозоркие. Но с возрастом у большинства этот дефект пропадает в связи с ростом глазного яблока.
Причина возрастной (старческой) дальнозоркости (пресбиопии) — уменьшение способности хрусталика изменять кривизну. Этот процесс начинается в возрасте около 25 лет, но лишь к 40-50 годам приводит к снижению зрения при чтении на обычном расстоянии от глаз (25-30 см). Примерно к 65 годам глаз уже практически полностью теряет способность к аккомодации.
Опасности некорректированной дальнозоркости
- Дальнозоркость, если ее игнорировать, чревата такими неприятными осложнениями как косоглазие.
- Частые воспалительные болезни глаз (конъюнктивит).
- «Ленивый» глаз (внешне глаз здоров, но плохо видит, и исправить это не удается, ни очками, ни контактными линзами).
- Прогрессирование дальнозоркости может привести к нарушениям оттока внутриглазной жидкости и, как следствие, развитию глаукомы.
Близорукость
Другой дефект зрения — близорукость (миопия). Развивается близорукость от длительного напряжения зрения, связанного с недостатком освещения, нередко имеется наследственная предрасположенность.
Проявляется в том, что сфокусированное изображение попадает не на сетчатку глаза, а перед ней. В основном развивается в школьные годы. Установлено, что в младших классах близоруких немного, но их становится больше в средних и старших классах.
Чаще всего близорукость развивается к 16—18 годам.
Симптомы
При близорукости удалённые объекты видны плохо, нерезко, они кажутся расплывчатыми.
У близоруких часто бывают головные боли. Без использования очков или контактных линз они испытывают повышенную зрительную утомляемость при управлении автомобилем или во время спортивных игр. При ярком освещении зрение несколько улучшается, благодаря диафрагмированию (уменьшению диаметра зрачка).
Причины
Удлинение глазного яблока в переднем и заднем направлении вызывают следующие факторы: врождённая слабость соединительной ткани; ослабление организма в результате нерационального питания, различных заболеваний; наследственная предрасположенность; длительное перенапряжение глаз при работе на близком расстоянии; плохое освещение рабочего места; неправильная посадка при чтении и письме. Близорукость может быть врождённой, однако чаще всего она появляется в период роста организма (в детском и подростковом возрасте).
Коррекция и лечение близорукости
Для улучшения зрения при близорукости используют очки, диоптрийные насадки к оптическим приборам, контактные линзы и другие приспособления.
Давно замечено, что близорукость реже развивается у людей, в силу своей профессии наблюдающих за отдалёнными предметами (моряки, охотники), и не имеющих нужды в длительном рассматривании близких и мелких предметов (чтение, шитьё).
Всматривание в даль в течение определённого времени позволяет несколько адаптироваться, лучше различать предметы. Это дало основу для разработки многочисленных методов тренировки зрения.
Астигматизм
Данный дефект зрения связан с нарушением формы хрусталика или роговицы, в результате чего человек теряет способность одинаково хорошо видеть по горизонтали и вертикали, начинает видеть предметы искажёнными, в которых одни линии чёткие, другие — размытые.
Его легко диагностировать, рассматривая одним глазом лист бумаги с тёмными параллельными линиями — вращая такой лист, астигматик заметит, что тёмные линии то размываются, то становятся чётче. У большинства людей встречается врождённый астигматизм до 0.
5 диоптрий, не приносящий дискомфорта.
При астигматизме нарушение равномерной кривизны роговой оболочки глаза приводит к искажению зрения. Световые лучи не сходятся в одной точке на сетчатке, как это происходит в нормальном глазу, в результате изображение формируется в двух разных местах вдоль зрительной оси.
В некоторых случаях изображение вертикальных линий может казаться нечётким, в других горизонтальные или диагональные линии выявятся вне зоны фокусировки.
Астигматизм часто развивается в раннем возрасте (обычно вместе с дальнозоркостью и близорукостью) и обычно сформировывается уже после первых лет жизни.
Симптомы
Симптомами астигматизма является понижение зрения, иногда видение предметов искривленными, быстрое утомление глаз при работе, головная боль. При одном из способов окончательное подтверждение получают после расширения зрачков раствором атропина и проведения скиаскопии (теневой пробы).Метод диагностики астигматизма изобрёл французский офтальмолог Эмиль Жаваль.
Практическая часть:
Опыт 1 «Обнаружение слепого пятна»
Если вам скажут, что прямо перед вами в поле зрения есть участок, который вы совершенно не видите, вы этому, конечно, не поверите. Возможно ли, чтобы мы всю жизнь не замечали такого крупного недостатка своего зрения? Проведём простой опыт.
1. На листе белой бумаги сделайте рисунок, расположив буквы «О» и «Х» на расстоянии 6-8 см.
2. Закройте левый глаз и посмотрите на букву «О», медленно приближая лист. Буква «Х» исчезнет.
3. Закройте правый глаз и посмотрите на «Х». Исчезнет буква «О».
Вы наблюдаете исчезновение и появление соответствующей буквы, проекция которой попадет на область слепого пятна.
Не думайте, что слепое пятно нашего поля зрения незначительно: когда мы смотрим на дом с расстояния 10 м, то из-за слепого пятна не видим площадь фасада 1 м2, а на небе остаётся невидимым участок площадью в 120 дисков Луны!
Опыт 2 ««Определение ближней точки ясного видения»
Чтобы определить положение ближней точки, учащиеся медленно приближают к глазу текст книги до тех пор, пока буквы перестанут быть ясно видимыми. Затем лентой измеряют расстояние от глаза до книги.
У нормального глаза это расстояние равно примерно 15 см, у близорукого – 5-10 см, а у дальнозоркого – более 15 см.
Для определения ближней точки ясного видения было обследовано 8 обучающихся 9 класса. Проведя анализ данных исследования, были получены следующие результаты:
50% обучающихся имеют склонность к близорукости (4 чел.);
25% обучающихся имеют склонность к дальнозоркости (2 чел.);
У 25% (2 чел.) ближнюю точку ясного видения не возможно установить из-за очень плохого зрения.
Опыт 3 «Бинокулярность»
Два карандаша А и В располагают вертикально против переносицы на расстоянии примерно 25 см друг от друга. На карандаши смотрят то одним, то другим глазом. При наблюдении правым глазом О1 справа виден карандаш В, а слева – карандаш А. при наблюдении левым глазом О2 карандаши меняются местами. Это явление объясняют тем, что каждый глаз смотрит на карандаш с различных «точек зрения».
Наблюдение повторяют, увеличив расстояние между карандашами. Обнаруживают увеличение бокового смещения карандашей, причем по-прежнему оба карандаша кажутся расположенными в одной плоскости и оценить расстояние между ними невозможно.
Иллюзия плоской картины сразу исчезает, если взглянуть на карандаши обоими глазами.
Делаем вывод: зрение двумя глазами позволяет видеть предметы в пространстве и оценивать расстояние между ними.
Однако следует заметить, что по мере удаления предмета от глаза наблюдателя способность судить о расстоянии до предмета постепенно теряется и на большом расстоянии все предметы кажутся лежащими в одной плоскости.
Затем смотрим обоими глазами на каждый карандаш поочередно. При рассматривании карандаша А дальний карандаш В виден в виде двух В1 и В2, расположенных симметрично относительно карандаша А. При переводе взгляда на карандаш В ближний карандаш А раздваивается на А1 и А2.
Таким образом, мы отчетливо видим не сдвоенными только те предметы, на которых сведены оптические оси обоих глаз.
Предметы же более близкие и более далекие двоятся, но последнее мы обычно не замечаем. По углу между оптическими осями и аккомодации глаза мы судим о расстоянии до предмета.
Результаты исследования:
Нами детально изучены 8 медицинских карт учеников 9 класса нашей школы.
Было проведено анкетирование учеников 9 класса.
Анализируя анкеты учащихся можно сделать следующие выводы:
Учащиеся знают состояние своего зрения причины его ухудшения.
Среди основных причин ухудшения зрения названы:
1) компьютер
2) телевизор
3) чтение в темноте
4) наследственность
Учащимся известны меры профилактики по сохранению зрения:
гимнастика для глаз, морковь, черника, лекарства и травы.
Большинство учащихся применяют или стараются применять меры профилактики.
Меры профилактики не применяют из-за забывчивости, нехватки свободного времени.
100% учащихся по вопросам зрения обращались к врачу, но не все выполняют рекомендации врачей и не всегда используют очки.
Советы по сохранению зрения от учеников 9 класса:
меньше смотреть телевизор, меньше сидеть за компьютером, не читать книги в темноте, тренировать глаза, регулярно раз в полгода посещать окулиста, не читать лежа, смотреть телевизор на расстоянии меньше 1 метра, делать гимнастику для глаз, правильно питаться.
Анализируя медицинские данные и анкеты учащихся можно прийти к таким выводам:
Проблемы с ухудшением зрения учеников 9 класса стоит очень серьезно.
Учащиеся знают причины ухудшения зрения и меры профилактики, но из-за забывчивости, нехватки свободного времени не всегда применяют их.
Большую часть времени школьники проводят за компьютером и телевизором.
Выводы:
Проблема сохранения зрения актуальная для учащихся моей школы т.к. у 100% есть дефекты зрения.
Хорошее зрение необходимо человеку для любой деятельности: учебы, отдыха, повседневной жизни. И каждый должен понимать, как важно оберегать и сохранять зрение.
А так же необходимо соблюдать элементарные правила гигиены, которые, в сущности, не так сложны: не читать в некомфортных для глаз условиях, беречь глаза от различных травм, на производстве использовать защитные очки, работать на компьютере с перерывами, питаться полезными для глаз продуктами, выполнять гимнастику для глаз и заниматься спортом.
Упражнения, снимающие усталость глаз.
При кажущейся элементарности этих упражнений, их восстановительный эффект очень высок. Но польза от этих упражнений будет более существенной, если удастся делать их по несколько раз в течение рабочего дня.
Погружение в тьму. Достаточно просто закрыть глаза, но лучше – плотно прикрыть их руками.
Моргание. Моргать нужно быстро и интенсивно. Критерий длительности – чувство усталости глазных мышц.
Вращения. Причем, все возможные: круговые, в стороны, вверх-вниз. Кстати, делая вращения, не забывайте, что именно эти незамысловатые движения глаз лежат в основе техники “стрельба глазами”.
Вдали-вблизи. Переводите взгляд от ближней точки в дальнюю, и наоборот. Фиксироваться на определенной точке – обязательно.
Свет-тьма. Переводите взгляд от объекта, находящегося на свету на объект во тьме.
Массаж. Массируйте бровные дуги от переносицы к вискам, затылочную область, область шейных позвонков и плечевой пояс.
Умывания. Положить на глаза тампоны с успокаивающими растворами на рабочем месте невозможно, то можно заменить эту процедуру умываниями. Лучше всего использовать ромашковый или крепкий черный чай.
Литература:
- Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Шефер Н.И. Факультативный курс физики. М.: Просвещение, 1979г.
- Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. М.: Наука, 1975г.
- www.happydoctor.ru/info/153
- «Википедия» – универсальная энциклопедия.
- www.childvision.ru
Источник: https://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2017/11/19/opticheskaya-sistema-glaza-defekty-zreniya
Загрузка...
