Глаз как живая камера Обскура.

План.

Проблемы хорошего зрения.

Глаз как живая камера Обскура.

Фокусация глаза.

Дальняя и ближняя точки.

Прессбиоприя.

Близорукость.

Испытание на близорукость.

Геперопия, или дальнозоркость.

Астигматизм.

Характеристика бинокулярного зрения.

Трёхмерное кино и бинокулярное зрение.

Способность оценивать расстояние и видеть вбок.

Различные способы оценки расстояния.

Несогласованное напряжение мускулов.

15. Используемая литература.

Проблемы хорошего зрения.

Представьте себе, что вы стоите на углу оживлённой улице какого-нибудь американского города и что вдруг все недостатки зрения превращаются в недостатки ног; тогда более 50% пешеходов начнут хромать или будут, неспособны, ходить без костылей или вынуждены будут прибегнуть к коляскам. Если вместо улицы взять стадион колледжа, то число пострадавших будет составлять около 40%, а на перчаточной фабрике пострадавшими окажутся 8 человек из 10. Современная цивилизация облегчала значительную часть нашего каждодневного труда и освободила нас от многих жизненных забот, но во много раз увеличила нагрузку на глаза.                                                                     

Исследование показывает, что более 95% младенцев рождается с нормальным зрением и без дефектов глаз. Но, как видно из таблицы 1, очень малый процент их достигает пожилого возраста со зрением, которое можно было бы в какой-нибудь мере считать нормальным. На зрение людей возлагается тяжёлая нагрузка. В результате этого Америка быстро превращается в страну «очкастых». Несоответствие человеческого зрения в целом – один из самых серьёзных дефектов современной цивилизации.

Часть перегрузки глаз объясняется тем, что человек пользуется глазами при условиях совершенно иных, чем те, при которых глаз первоначально развивался и для которых он приспосабливался. Первобытный человек пользовался своими глазами почти для того, чтобы смотреть вдаль при ярком солнечном свете – для охоты, рыбной ловли и для сражений. Когда солнце заходило, обязанности глаза кончались. Конечно, первобытный человек не работал целый день с предметами, расположенными вблизи глаз и не ходил потом в панорамное кино, не смотрел телевизионные передачи в течение нескольких часов и не читал книгу далеко за полночь.

Поскольку многие недостатки глаза, по-видимому, создаются нагрузкой на них и условиями, при которых глаза выполняют работу, положение может быть значительно улучшено. Однако это требует научного подхода со стороны различных групп людей и каждого человека в отдельности. Мы, со своей стороны, должны узнать, как устроен глаз, каковы его функции, какие бывают дефекты и какие рабочие условия вызывают перегрузку. Прежде всего, начнём с изучения глаза.

Таблица 1

Приближённый процент нормального зрения среди лиц разного возраста.

 

Возрастная группа.	Процент лиц с недостатками зрения.
Новорождённые	0,5
Учащиеся средней школы	20
Учащиеся колледжа	40
40 лет	60
95 лет	95

Данные взяты из книги М. Лекиша (М. Luckiesh, Light, Vision and Seeing, N. Y., 1944)

Глаз как живая камера Обскура.

Часто глаз называют живой камерой Обскурой, но как большинство аналогий и эта аналогия верна лишь частично. Глаз представляет собой бесконечно более тонкий и сложный прибор, чем самый лучший фотоаппарат, хотя в принципе они одинаковы. В фотоаппарате, как показано на рис.1, имеется простая собирательная линза или система линз, действующая подобно собирательному хрусталику глаза. Чувствительная плёнка в фотоаппарате соответствует чувствительности к свету сетчатой оболочке на задней стороне глаза; ту и другую получают перевёрнутые, действительные, уменьшенные изображения. Диафрагма регулирует количество света, допускаемого в фотоаппарат; радужная оболочка регулирует количество света, входящего в глаз. В темноте зрачок или отверстие радужной оболочки может иметь диаметр почти 1см, а на ярком свете он имеет размер булавочной головки.

 

Фокусация глаз.

В одно мгновение нормальный глаз способен сфокусировать чётко на сетчатой оболочке такой большой удалённый предмет как гора, а в следующую долю секунды он может дать одинаково чёткое изображение отпечатанного текста или спидометра автомашины, находящийся всего на расстоянии какого-нибудь десятка сантиметров от глаз. Если бы мы не обладали такой способностью, нам было бы трудно управлять быстроходными автомобиля и самолётами, не увеличивая количества несчастных случаев, которых и без того много. Теоретически имеется несколько возможных способов. Рыба фокусирует глаз, изменяя расстояние между линзой и сетчатой оболочкой точно так же, как фокусируется фотоаппарат с растяжением. Но, как вы знаете, человеческий глаз фокусируется не таким способом. Хрусталик глаза просто изменяет свою форму. С увеличением расстояния предмета, приводящим к уменьшению расстояния изображения, мускулы, соединённые с внешними краями глазного хрусталика, заставляют хрусталик сплющиваться и

становиться тоньше. Таким образом, его фокусное расстояние увеличивается в достаточной степени, и изображение резко фокусируется на сетчатой оболочке (рис 2.а).

В случае, если предмет приближается к глазу, заставляя увеличиваться расстояние до изображения, хрусталик становится более выпуклым и толстым. Его фокусное расстояние при этом уменьшается так, что расстояние изображения остаётся полным и изображение не сходит с сетчатой оболочки (рис 2,в). Этот процесс, дающий те же самые результаты, что и фокусировка фотоаппарата, называется аккомодацией.

Внутренность фотоаппарата зачернена, так как его стенки поглощают любой попавший луч света. Внутренность глаза точно так же окружена тёмной оболочкой, поглощающей свет. Поверх тёмной оболочки глаза имеется твёрдая белая оболочка, сохраняющая форму глазного яблока и защищающая глаз от повреждений.

Во многих отношениях глаз совершеннее, чем фотоаппарат, но не во всех. Фотоаппарат даёт постоянное изображение предметов со всеми его деталями, между тем как изображение в глазу существует только в течение 1/16 сек до появления следующего чёткого изображения. На сетчатой оболочке часто отсутствуют детали, и одно изображение может перекрываться и заслонять следующее изображение. Именно поэтому два честных наблюдателя могут спорить относительно победителя в гонках. Фотоснимки не обладают такими недостатками и по этому при таких обстоятельствах имеют преимущество перед непосредственным наблюдателем.

Остаточное изображение в глазу приводит к другим интересным явлениям. Оно вызывает размытие картины спиц вращающегося колеса и создаёт видимость святящегося следа за быстродвижущимся в темноте источником света. В действительности мы видим в кино от 16 до 24 неподвижных картин, появляющихся на экране каждую секунду. После каждой такой картины и перед следующей экран затемняется обтюратором кинопроекционного аппарата, но глаз сохраняет впечатление от одной картины до другой и превращает отдельные изображения в иллюзию непрерывного движения.

 

Дальняя и ближняя точки.

Когда глазные мускулы совершенно не напряжены, как это бывает в случае, если смотреть на удалённый предмет, хрусталик имеет максимальное фокусное расстояние, и тогда говорят, что он адаптирован на дальнюю точку. Когда предмет находиться так близко к глазу, что хрусталик имеет наименьшее возможное фокусное расстояние, то говорят, что предмет расположен в ближней точке. Вы можете определить вашу ближнюю точку, медленно приближается шрифт (рис 3) к глазу. Испытание проводиться для каждого глаза отдельно. Кратчайшее расстояние, при котором ещё не заметно смазывание глаз, и есть ваша ближняя точка. Измерьте это расстояние для каждого глаза и сравните с тем, что должно быть согласно таблице 2.

Таблица 2

Прессбиоприя.

С возрастом способность аккомодации постепенно уменьшается. Это объясняется уменьшением упругости хрусталика и способности глазных мускулов увеличивать кривизну хрусталика. Этот недостаток называется прессбиопией. Когда такой недостаток имеет место, ближняя точка удаляется от глаза и аккомодационная способность уменьшается. Из таблицы 2 видно, что для лиц 65-летнего возраста ближняя точка находиться на расстоянии 200 см. Каково будет приблизительно ближайшее расстояние, на котором человек 65 лет может прочесть эту страницу без помощи очков? При таком расстоянии (200 см) сомнительно, что можно было разобрать слова вследствие слишком малой величены изображения на сетчатой оболочке. Идеального расстояния для чтения или другой работы на близком расстоянии не существует, но если учесть все факторы, то можно считать, что наилучшим расстоянием является 32 – 37 см. Но если это расстояние меньше, чем примерно полуторное расстояние ближней точки, то напряжение, которое требуется мускулам для того, чтобы сфокусировать свет и получить резкое изображение на сетчатой оболочке, настолько велико, что, вероятно, наступит усталость глаза.

В возрасте до 35 лет легко соблюдать это правило. После 40 лет (табл. 2) обычно это трудно сделать. В возрасте 45 лет минимальное расстояние равно 1,5*30=45 см, а это дальше, чем необходимо для предмета, чтобы изображение имело соответствующую величину и было легко видимо.

После 40 лет средний хрусталик глаза нуждается в вспомогательном приспособлении для собирания света при рассмотрении близких предметов. С этой целью перед глазом помещается собирательная линза соответствующей оптической силы. Но с такой линзой невозможно видеть удалённые предметы. Для того чтобы, исправить этот недостаток, нужно или снять очки, или применить бифокальные линзы. У таких линз нижняя часть применяется для ближнего зрения, а верхняя – для рассматривания удалённых предметов. Хотя прессбиопия является, по-видимому, естественным и неустранимым недостатком, оказывается, что более сильное освещение ближних предметов в значительной степени заменяет очки для чтения. Более сильное освещение заставляет сильнее сужаться зрачки. Это создаёт более резкое и чёткое изображение на сетчатой оболочке так же, как и в фотоаппарате, - чем меньше отверстие диафрагмы, тем резче изображение.

Близорукость.

В том случае, если расстояние между сетчатой оболочкой и хрусталиком ненормально велико или хрусталик настолько закруглён и толст, что его фокусное расстояние ненормально мало, изображение удалённого предмета попадает перед сетчатой оболочкой (рис. 4). Этот дефект глаза очень распространён и называется близорукостью или миопией. Близорукость – это такой дефект глаза, который чрезвычайно распространён среди школьников и студентов. Согласно данным специалистов каждые 3 новорождённых из 100 обладают этим дефектом; в начальной школе число близоруких составляет примерно 10 из 100; в средней школе число близоруких достигает 24%, а в колледже – 31%. Среди диких племён, живущих и работающих большей частью на открытом воздухе, близорукость почти неизвестна. Точно также среди фермеров и лиц, работающих на открытом воздухе, очень малое количество страдает от близорукости, если только они не приобрели её в школе или при работе с близкими объектами.

Причиной близорукости в большинстве случаев является, по-видимому, то, что в детстве глаз легко деформируется. При работе с близкими предметами глазное яблоко «привыкает» удлиняться на столько, что хрусталик уже теряет способность сплющиваться для фокусирования изображения удалённого предмета на сетчатой оболочке без избыточного напряжения. Сравните длину близорукого глаза на рис. 4 с длиной дальнозоркого на рис. 5.

Испытание на близорукость.

Один из видов проверки на миопию делается при помощи таблицы Снеллена. Таблица Снеллена в уменьшенном виде изображена на рис. 5. При нормальном зрении можно читать седьмую строчку хорошо освещённой таблицы стандартных размеров каждым глазом в отдельности с расстоянием в 50 см. Неспособность сделать это не обязательно свидетельствует о близорукости, так как эта непосредственность может быть вызвана другой причиной. Но если отрицательная (рассеивающая) сферическая линза улучшает видимость (при этом нужно начать с линзы малой оптической силы и постепенно увеличивать силу линзы), то можно предположить наличие близорукости.

Близорукость можно исправить, но не вылечить, при помощи очков. В этом случае применяются рассеивающие сферические линзы (рис. 4.с). Эта линза рассеивает параллельные световые волновые лучи, исходящие от удалённых предметов в достаточной степени для того, чтобы изображение попало на сетчатую оболочку дальше того места, где оно находилось бы без применения очков.

Астигматизм.

Обычно поверхность роговой оболочки – несколько выступающей передней части глазного яблока – и поверхность хрусталика являются частями почти идеальной сфер. Однако нередко кривизна одной или обоих этих поверхностей оказывается большей в одной плоскости, чем в какой – либо другой. Этот дефект, в результате которого получается нечёткое зрение, называется астигматизмом.    

 Астигматизм можно обнаружить при помощи рис.7. Нормальный глаз видит группы линий, изображенных на рисунке с одинаковой чёткостью на всех расстояниях от глаза. В случае, если глаз имеет астигматизм (каждый глаз проверяется отдельно), вертикальные или горизонтальные линии или некоторые линии между ними кажутся чёткими и чёрными, а линии, расположенные под прямым углом к ним, кажутся менее тёмными.

Астигматизм может причинить головные боли и создавать расплывчатость, в особенности, если читать длительное время подряд. Астигматизм исправляется цилиндрической линзой вместо сферической, как показано на рис. 8. Отметьте, в частности, что направление кривизны линзы очков должно совпадать с соответствующей кривизной глазного хрусталика. Следовательно, если астигматическая линза меняет своё положение относительно глаза, необходимо принять меры, чтобы вернуть её на место, так как совершенно необходимо, чтобы соответствующие кривизны совпадали.

План.

Проблемы хорошего зрения.

Глаз как живая камера Обскура.

Фокусация глаза.

Дальняя и ближняя точки.

Прессбиоприя.

Близорукость.

Испытание на близорукость.