Optični sistem človeškega očesa. Optični sistem očesa je sestavljen iz ...

Ogromen delež informacij, ki jih oseba prejme skozi organe vida - oči. Optični sistem človeškega očesa, čeprav slabše po svojih značilnostih do vizije nekaterih živali, je pravzaprav povsem popoln. Od višjih stvaritev narave lahko samo človek in primati zaznavajo barve. Znano je, da lahko optični sistem odraslega človeškega očesa razlikuje do sto ali več barvnih odtenkov. Mimogrede, fotografska tehnika že dolgo ni mogla s človeškim vidnim organom v smislu jasnosti in kakovosti slike.

Nekaj ​​osnov optike

Osredotočenost, ki jo poznamo iz lekcij šolske fizike: dve zatemnjeni sobi, od katerih je ena skozi luknje majhnega premera v stenah. Za steno je postavljen močan vir svetlobe, kot je sonce. Namesto prve luknje, ki je zasnovana kot točkovni vir svetlobnih žarkov, včasih uporablja kompaktno električno napravo za razsvetljavo.

Če med točkovnim virom svetlobe in drugo luknjo postavimo poljubno sliko neprozornega materiala, se na steni (zaslon) za drugo luknjo prikaže slika predmeta, ki se obrne za 180 °.

Enak trik, le še bolj kvalitativno, naredi skupino (z razpršilno lečo) s svetlobnimi žarki. Dejstvo je, da vsaka najmanjša točka katerega koli predmeta, ki je osvetljena sama od sebe, postane vir osvetlitve, majhnega sonca, ki se v vseh smereh (ki odseva) odseva del svetlobe, ki pada na njega. Tako predmeti, ki so nam rdeči, absorbirajo vse svetlobne valove vidnega območja, razen rdeče. Bele stvari in materiali absorbirajo iz vidnega obsega skoraj nič, kar se odraža v velikem prostoru del sveta in črna, nasprotno, uporablja skoraj vse, kar je padlo na njih za ogrevanje.

Kako se vidijo oči in drugi optični sistemi

Upoštevajte fizikalne principe naprave kamere. Dejstvo je, da optični sistem očesa deluje na enak način. Fizika je enako veljavna v napravah, ki so na prvi pogled tako različne. Objektiv (zbiralna leča) pobere svetlobo, ki izhaja iz vsake točke objekta in jo usmeri na zaslon - fotoobčutljivo ploščo.

Plošča je razdeljena na majhne dele - piksle. V sodobnem digitalnem fotoaparatu so piksli elementi, občutljivi na svetlobo, od katerih vsak spominja na svojo svetlost in barvo. Ko se vse točke dodajo skupaj kot mozaik, dobimo sliko.

Čim manjši so ti elementi, tem bolj ko se prilegajo na enoto površine, dobimo boljšo kakovost slike.

Človeški organ vida (optika)

Nenavadno je, vendar na enak način kot ustvarjanje človeških rok - kamera, optični sistem očesa deluje. Konstrukcija podobe poteka v skladu z enakimi načeli.

Sliko zbira in usmerja naravna »leča«, ki igra vlogo leče. Odvisno od razdalje, na kateri je potrebno osredotočiti oko, lahko spremeni svojo ukrivljenost in postane bolj konveksna, če gleda v bližnje predmete (navijanje igle) ali manj konveksno, če pogledamo v daljavo.

Preden dosežemo lečo, svetlobni žarki preidejo skozi luknjo v "diafragmi" - šarenici očesa. In premer luknje je odvisen od intenzivnosti osvetlitve - lahko se poveča v primeru nezadostne osvetljenosti ponoči ali zmanjša na svetel sončen dan, zaščiti mrežnico pred prekomernim sevanjem.

In seveda, optični sistem očesa ne more brez zaslona - fotosenzitivna plošča, njeno vlogo igra mrežnica, na katero se projicira slika.

Biologija človeškega vidnega organa

Vendar pa človeško oko ni tehnično orodje, ampak predvsem biološki organ.

Poleg elementov, ki so neposredno vključeni v konstrukcijo slike, se oblikuje tudi optični sistem očesa:

- roženico, za katero je sprednja komora, napolnjena s tekočino, sestavljena iz 99% navadne vode;

- steklasto telo - ima dobro svetlobno prepustnost, vendar ima nizek lomni količnik in zato ne sodeluje pri oblikovanju slike;

- Zinn ligamenti - prenašajo silo iz posebnih mišic, ki, napnejoče se in sproščujoče, spremenijo ukrivljenost leče, tako da se optični sistem očesa »uglasi« na bližnje ali oddaljene predmete;

- očesni živec je nekakšen »kabelski kanal«, preko katerega se slika prenaša v možgane; v ovojnici optičnega živca tudi prehajajo krvne žile, ki oskrbujejo oko s krvjo.

Vendar pa nekatere sestavine očesa zaslužijo ločeno razpravo.

Objektiv človeškega očesa - leča

Optični sistem očesa je sestavljen iz različnih tkiv, toda najbolj edinstven, morda tisti, ki sestavlja »lečo« našega vizualnega sistema, je leča. Ta organ ne vsebuje niti živčnih vlaken niti plovil, ima izjemno prosojnost, ima rahlo rumenkasto barvo. Stratum corneum, iz katerega je sestavljena leča, ima zelo visok lomni količnik. Če ga primerjamo s povečevalnim steklom, bo njegova moč približno 18 dioptrij. Toda telo leče ni povsem enotno, sestavljeno je iz vlaken, prepletenih v različne smeri.

To pojasnjuje dejstvo, da oseba, ki gleda v oddaljeno zvezdo (absolutno točko za človeško oko), vidi žarke, ki se oddaljujejo od njega.

Retina

Slika je zajeta z objektivom in osredotočena na mrežnico. Kako je urejeno?

Njegova struktura je podobna matrici digitalnega fotoaparata. Namesto svetlobno občutljivih enot (slikovnih pik) fundus Obložene s posebnimi fotosenzitivnimi celicami - palicami in stožci. Menijo, da se palice uporabljajo v slabih svetlobnih pogojih in ne razlikujejo barv. Anatomi povezujejo barvno vizijo s stožci. Tako ima optični sistem očesa dva vzporedna kanala za dnevno in nočno gledanje.

Čudeži vizije v naravi

Kače imajo posebno vizijo, večina od njih se odziva na infrardeče sevanje. Ta prilagoditev jim omogoča, da v popolni temi uspešno lovijo toplokrvne živali.

Toda pogled na metulje jih je »pripeljal« na drugo stran: zaradi tega, ker ptičje krilate ptice zaznavajo del ultravijoličnega območja, zlahka najdejo cvetni prah - glavno hrano.

Popolnoma vidim v temi in geckos. Toda ne v infrardeči barvi, kot kače, ampak v istem spektralnem obsegu kot oseba. Razlika je v tem, da je mrežnica gekonov 350-krat bolj občutljiva na svetlobo! Samo popolna naprava za nočno opazovanje, ki jo je ustvarila narava!

Ta naprava za opazovanje ima na voljo kameleon. Ne samo, da lahko opazuje, ne da bi obrnil glavo, celotnega 360 ° sveta, ki ga obkroža, vendar še vedno lahko izmeri razdaljo do predmetov z enim očesom kot merilcem razdalje.

Toda lastnik največje oči na svetu je velikan lignji. Dejstvo je, da je njen življenjski prostor globina morja od kilometra in globlje. V takšnem prepadu praktično ni nobene sončne svetlobe, vendar z lastnimi očmi velikosti povprečne lubenice lignje vidijo svojega zapriseženega sovražnega kita na razdalji do 1000 metrov.