Орган зрения человека: Строение глаза человека | ЦМХГ Макарчука

Анатомия глаза человека, функциональные возможности зрения

Глаза являются парным органом, правильная работа которого обеспечивает 90 % информации об окружающем мире. Этот анализатор обладает достаточно сложной анатомией. Его важная особенность – бинокулярное зрение, позволяющее воспринимать окружающий мир обоими глазами. Зрительный аппарат отличается высокой чувствительностью к различным вредным факторам и нуждается в особо бережном уходе.

Органы зрения имеют форму шара, поэтому их называют «глазными яблоками». Они расположены в углублениях черепной коробки (глазницах). Передняя поверхность каждого глаза защищена верхними и нижними веками.

Основные элементы глазного яблока:

• роговица;
• радужка;
• зрачок;
• хрусталик;
• сетчатка;
• стекловидное тело;
• склера.

Движение глаз обеспечивается 6 мышцами (4 прямыми и 2 косыми). Передачу оптических импульсов в головной мозг осуществляет зрительный нерв, представляющий собой сплетение тончайших волокон.

Строение и функционирование роговицы

Эта эластичная оболочка похожа по форме на выпукло-вогнутую линзу. Роговица защищает переднюю часть глаза. Она не содержит в себе кровеносных сосудов и состоит из 5 слоев.

В нормальном состоянии роговица глаза прозрачная, блестящая и гладкая, имеет высокую степень чувствительности. Диаметр роговой оболочки:

• по вертикали – 11,5 мм;
• по горизонтали – 12 мм.

Средняя толщина центральной части – 500 микрон, периферийной – до 1 мм.

Роговица пропускает сквозь себя световые лучи, благодаря чему воспринимается трехмерное изображение. Она является главной преломляющей средой органа зрения.

Строение и функционирование радужки

Радужка, или радужная оболочка, располагается за передней камерой глаза. Она состоит из двух групп мышц.

Радужка выполняет следующие функции:

• регулирует количество света, попадающего во внутренние структуры глазного яблока;
• отделяет друг от друга роговицу и хрусталик;
• способствует изменению размера зрачкового отверстия;
• участвует в формировании четкой картинки.

Степень пигментации радужки определяет цвет глаз, который бывает самым разнообразным. Иногда пигментные клетки распределяются в ней неравномерно, приводя к развитию гетерохромии.

Функционирование и строение зрачка

Зрачок находится в центре радужной оболочки. Он выглядит как круглое черное отверстие, способное менять свой диаметр (сужаться и расширяться). Такая функция обеспечивается двумя мышцами – сфинктером и дилататором.

Механизм работы зрачка имеет много общего с диафрагмой фотоаппарата:

• при ярком освещении его размер уменьшается, обеспечивая более четкое изображение;
• при недостатке света происходит обратный процесс – расширение.

Зрачок регулирует степень проникновения световых лучей внутрь глаза. Сужаясь, он минимизирует попадание света, защищает внутренние структуры от ожогов. Также зрачок способствует устранению свечения вокруг рассматриваемых объектов.

Строение и функционирование хрусталика

Хрусталик занимает заднюю глазную камеру. По форме он напоминает двояковыпуклую линзу. Его передняя поверхность более плоская, чем задняя. Толщина хрусталика составляет 4-5 мм, высота – около 9 мм.

В норме этот элемент глаза прозрачный, поскольку содержит в себе особый белок кристаллин. В органе зрения он удерживается специальными связками, которые помогают ему менять кривизну.

Хрусталик преломляет свет и направляет его в нужные области глаза. Преломляющая способность природной линзы составляет 20-22 D. Благодаря изменению ее формы человек может различать ближние и дальние объекты.

Строение и функционирование сетчатки

Сетчатка, или ретина, представляет собой высокочувствительную ткань, состоящую из нескольких слоев. Это внутренняя оболочка глаза, которая образована нейронами и кровеносными сосудами.

Сетчатка содержит в себе рецепторы двух типов – палочки и колбочки, названные так из-за своей формы. Именно они позволяют глазу различать свет.

Ретина играет важнейшую роль в обеспечении визуального восприятия. Она отвечает за центральное и периферическое зрение, способность видеть цвета и оттенки.

Стекловидное тело

Стекловидное тело выглядит как прозрачное бесцветное вещество, напоминающее гель. Данная структура имеет шарообразную форму и занимает до 2/3 глазного яблока.

Почти 99% стекловидного тела – это вода. Остаток представлен коллагеном, аминокислотами, муцином, мочевиной, калием, магнием и другими соединениями.

Стекловидное тело обеспечивает полноценное питание сетчатки и оптимальное положение хрусталика, поддерживает нормальное внутриглазное давление (ВГД). Также этот элемент защищает зрительный орган от негативного воздействия, ослабляет последствия травм.

Что такое склера и зачем она нужна

Склера является плотной непрозрачной частью наружной оболочки глаза. Она сформирована коллагеновыми волокнами, придающими ей плотность.

Склера занимает большую часть фиброзной оболочки глазного яблока. В разных участках ее толщина составляет от 0,3 мм до 1 мм.

Основные функции склеры – опора для внутренних и внешних структур зрительного органа, защита от неблагоприятных факторов, предохранение сетчатки от избыточного попадания света. Также она обеспечивает отток водянистой влаги, регулирует показатели внутриглазного давления.

Как меняется строение глаз при нарушениях зрения

Многие патологии приводят к изменениям в строении зрительного органа, обнаружить которые может опытный врач-офтальмолог:

• при близорукости (миопии) глазное яблоко увеличивается, приобретает удлиненную форму;
• при дальнозоркости (гиперметропии) орган зрения становится укороченным;
• кератоконус вызывает истончение роговицы, придает ей форму конуса;
• катаракта, чаще возникающая в пожилом возрасте, провоцирует помутнение прозрачного от природы хрусталика;
• ретинопатия сопровождается повреждением сосудов сетчатки, ее «иссыханием».

Нарушения в структуре ретины также провоцируются общими заболеваниями – артериальной гипертензией, патологиями почек. На сетчатку негативно воздействует токсикоз, возникающий у некоторых женщин в период вынашивания ребенка.

Строение и функции глаза, анатомия глаза

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, хиазму, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор или зрительную систему.

Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв «правую часть» изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения — правую и левую — головной мозг соединяет воедино.

Так как каждый глаз воспринимает «свою» картинку, при нарушении совместного движения правого и левого глаз может быть расстроено бинокулярное зрение. Попросту говоря, у вас начнет двоиться в глазах или вы будете одновременно видеть две совсем разные картинки.

Основные функции глаза

• оптическая система, проецирующая изображение;
• система, воспринимающая и «кодирующая» полученную информацию для головного мозга;
• «обслуживающая» система жизнеобеспечения.

Строение глаза

Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача — «передать» правильное изображение зрительному нерву.

Роговица — прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза — склерой. См. строение роговицы.

Передняя камера глаза — это пространство между роговицей и радужкой. Она заполнена внутриглазной жидкостью.

Радужка — по форме похожа на круг с отверстием внутри (зрачком). Радужка состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются. Она входит в сосудистую оболочку глаза. Радужка отвечает за цвет глаз (если он голубой — значит, в ней мало пигментных клеток, если карий — много). Выполняет ту же функцию, что диафрагма в фотоаппарате, регулируя светопоток.

Зрачок — отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.

Хрусталик — «естественная линза» глаза. Он прозрачен, эластичен — может менять свою форму, почти мгновенно «наводя фокус», за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали. Располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как и роговица, входит в оптическую систему глаза.

Стекловидное тело — гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует во внутриглазном обмене веществ. Входит в оптическую систему глаза.

Сетчатка — состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида: колбочки и палочки. В этих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) в электрическую энергию нервной ткани, т. е. фотохимическая реакция.

Палочки обладают высокой светочувствительностью и позволяют видеть при плохом освещении, также они отвечают за периферическое зрение. Колбочки, наоборот, требуют для своей работы большего количества света, но именно они позволяют разглядеть мелкие детали (отвечают за центральное зрение), дают возможность различать цвета. Наибольшее скопление колбочек находится в центральной ямке (макуле), отвечающей за самую высокую остроту зрения. Сетчатка прилегает к сосудистой оболочке, но на многих участках неплотно. Именно здесь она и имеет тенденцию отслаиваться при различных заболеваниях сетчатки.

Склера — непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся 6 глазодвигательных мышц. В ней находится небольшое количество нервных окончаний и сосудов.

Сосудистая оболочка — выстилает задний отдел склеры, к ней прилегает сетчатка, с которой она тесно связана. Сосудистая оболочка ответственна за кровоснабжение внутриглазных структур. При заболеваниях сетчатки очень часто вовлекается в патологический процесс. В сосудистой оболочке нет нервных окончаний, поэтому при ее заболевании не возникают боли, обычно сигнализирующие о каких-либо неполадках.

Зрительный нерв — при помощи зрительного нерва сигналы от нервных окончаний передаются в головной мозг.

Полезно почитать

Общие вопросы о лечении в клинике

Строение глаза и функционирование зрительной системы

Для многих из нас будет открытием, что глазами мы только смотрим, но не видим. Изображение формируется в коре головного мозга, которая воспринимает сигналы от зрительного нерва и преобразует в картинку, отражающую действительность. Орган зрения – совершенный анализатор, выработавшийся в процессе эволюционного развития. Ни одна современная технология не позволяет создать даже примитивный аналог человеческого глаза. Через глаза мы получаем более 80% информации, поэтому глаза необходимо беречь и периодически проходить обследование у врача-офтальмолога. Своевременное выявление заболеваний и адекватное лечение предотвратит развитие серьезных осложнений.

Как мы видим?

Обработка импульсов, поступающих в мозг от двух глаз, дает объемное изображение. Первичные сигналы от сетчаток обоих глаз передаются по зрительным нервам, которые образуют частичный перекрест (хиазму). Нервные волокна, идущие изначально от каждого глаза отдельно, перераспределяются таким образом, что в правое полушарие коры головного мозга поступает информация с правой стороны сетчатки обоих глаз, а в левое – с левой стороны. После перекреста нервный импульс попадает в подкорковые центры зрительного анализатора, где происходит анализ зрительных стимулов, оцениваются их цветовые характеристики, пространственный контраст и средняя освещенность в различных участках поля зрения. Далее нейроны подкоркового слоя через аксоны передают преобразованные сигналы в проекционную область зрительной коры, где и формируется изображение.

Зачем нужно проверять зрение?

Глаз в этой сложнейшей системе является всего лишь «приемником», преобразующим изображение в миллионы нервных импульсов. Малейший сбой в сложнейшем механизме чреват серьезными последствиями, вплоть до полной слепоты.  Диагностика с применением приборов последнего поколения позволяет выявить любую проблему на ранней стадии и принять меры к ее устранению.

Строение глаза

Глаза – не только «зеркало души», но и сложнейшие оптические приборы, принимающие и кодирующие электромагнитные волны видимой части спектра в нервные импульсы для передачи в мозг. В глазном яблоке заключены одновременно три аппарата – рефракционный, аккомодационный и сенсорный, согласованная работа которых и обеспечивает зрительное восприятие.

• Роговица – передняя часть глазного яблока, имеющая конфигурацию выпукло-вогнутой линзы. Выполняет рефракционную функцию, преломляя лучи света. С внутренней стороны примыкает к склере.
• Передняя камера глаза – полость между роговицей и радужной оболочкой, заполненная жидкостью.
• Радужная оболочка – кольцо из мышц, меняющих тонус в зависимости от освещения, в результате чего зрачок увеличивается или уменьшается. Цвет радужки определяется количеством пигмента.
• Зрачок – отверстие круглой формы, через которое световые лучи проникают внутрь глаза.
• Хрусталик – прозрачное эластичное тело, фокусирующее световые лучи на сетчатке. При нарушении работы хрусталика или несоответствии длины глаза преломляющей способности роговицы и хрусталика изображение фокусируется не на сетчатке, а до нее или после нее. Восстановить четкость картинки в этом случае помогут очки или контактные линзы. Помутнение хрусталика вызывает катаракту.
• Стекловидное тело – субстанция с гелеобразной консистенцией, заполняющая внутреннюю часть глаза и обеспечивающая внутриглазной обмен веществ.
• Сетчатка – тонкая внутренняя оболочка глаза, содержащая  фоторецепторы, принимающие первичную зрительную информацию и кодирующие ее в систему нервных импульсов для последующей передачи в мозг. В сетчатке имеется два вида фоторецепторовов –палочки и колбочки. Правильная согласованная работа позволяет видеть мелкие детали и различать цвета. Дефекты сетчатки выявляются при осмотре глазного дна.
• Склера — наружная оболочка глазного яблока, пронизанная кровеносными сосудами и нервными окончаниями. В передней части переходит в прозрачную роговицу. К склере присоединены глазные мышцы, благодаря которым глазное яблоко является подвижным.
• Зрительный нерв – пучок нервных волокон, по которым преобразованные импульсы, передаются в головной мозг.

Оптик-Центр предлагает пройти комплексное обследование, по результатам которого врач-офтальмолог предложит оптимальный метод коррекции зрения – очки, контактные линзы, лазерную коррекцию или замену хрусталика. Очки и линзы совершенно бесплатно помогут подобрать в салонах «Оптик-Центр»,  а консультанты предложат красивую и модную оправу, которая станет отличным аксессуаром.

Органы зрения, зрительная сенсорная система

Орган зрения является весьма чувствительным и одним из важных наших анализаторов. При помощи органа зрения человек воспринимает мир. Глаз обеспечивает получение представления об освещенности предмета, его цвете, форме, величине, расстоянии, на котором он находится от нас, о движении предмета.

В многообразной трудовой деятельности людей, в выполнении многочисленных весьма тонких работ глазу принадлежит первостепенная роль.

Строение глаза

Глаз имеет весьма сложное строение и состоит из нескольких частей.

Глаз расположен в глазнице черепа. Из глазного яблока выходят зрительный нерв, соединяющий его с головным мозгом. Глазное яблоко состоит из внутреннего ядра окружающих его трех оболочек: наружной, средней внутренней. Наружная оболочка — склера, или белочная оболочка, представляет собой жесткую, непрозрачную соединительную тканную капсулу, переходящую спереди в прозрачную роговицу, через которую в глаз проникает свет. Под ней находится сосудистая оболочка, которая спереди переходит в ресничное тело, где расположена ресничная мышца, регулирующая кривизну хрусталика, и в радужную оболочку, в центре которой имеется отверстие (зрачок), способное суживаться под влиянием мышц, заложенных в толще радужки. Сосудистая оболочка богата кровеносными сосудами и содержит черный пигментный слой, поглощающий свет.

Во внутренней оболочке — сетчатке находятся светочувствительные рецепторы — палочки и колбочки. В них энергия света превращается в процесс возбуждения, который передается по зрительному нерву в затылочную долю коры больших полушарий. Колбочки сосредоточены в центре сетчатки, напротив зрачка — в желтом пятне и обеспечивают дневное зрение, воспринимая цвета, форму и детали предметов. На периферии сетчатки имеются только палочки, которые раздражаются слабым сумеречным светом, но нечувствительны к цвету.

Место, где зрительный нерв выходит из сетчатки, не содержит рецепторов и называется слепым пятном. Внутреннее ядро глазного яблока образует (вместе с роговицей) оптическую систему глаза и состоит из хрусталика, стекловидного тела и водянистой влаги передней и задней камер глаза. Прозрачный и эластичный хрусталик, расположенный позади зрачка, имеет форму двояковыпуклой линзы. Он вместе с роговицей и внутриглазными жидкостями преломляет входящие в глаз лучи света и фокусирует их на сетчатке.

При сокращении ресничной мышцы хрусталик меняет свою кривизну, принимая форму для дальнего и ближнего зрения. Приспособление глаза к получению отчетливых изображений предметов, находящихся на разных расстояниях, называют аккомодацией. Она происходит за счет изменения кривизны хрусталика. Преломившиеся лучи света от рассматриваемого предмета, попадая на сетчатку, образуют на ней уменьшенное обратное изображение предмета.

Однако мы видим предметы в прямом виде благодаря повседневной тренировке зрительного анализатора, что достигается образованием условных рефлексов, постоянной проверкой зрительных ощущений, повседневной практикой.

Вспомогательный аппарат глаза состоит из защитных приспособлений, слезного и двигательного аппарата. К защитным образованиям относятся брови, ресницы и веки, покрытые с внутренней стороны слизистой оболочкой, которая переходит на глазное яблоко. Слезы, выделяемые слезной железой, омывают глазное яблоко, постоянно увлажняют роговицу и стекают по слезному каналу в носовую полость. Двигательный аппарат каждого глаза состоит из шести мышц, сокращение которых позволяет изменять направление взгляда.

Рецепторы сетчатки — палочки и колбочки — отличаются как по строению, так и по функциям. С колбочками связано дневное зрение, а с палочками — сумеречное. В палочках имеется вещество красного цвета — родопсин. На свету, в результате фотохимической реакции, он распадается, а в темноте восстанавливается в течение 30 минут из продуктов собственного расщепления. Вот почему человек, войдя в темную комнату, вначале ничего не видит, а через некоторое время начинает различать предметы.

В колбочках содержится другое светочувствительное вещество — иодопсин. Он распадается в темноте и восстанавливается на свету в течение 3-5 минут. Расщепление иодопсина на свету дает цветовое ощущение. Из двух рецепторов сетчатки к цвету чувствительны только колбочки, которых в сетчатке три вида: одни воспринимают красный цвет, другие — зеленый, третьи — синий. В зависимости от степени возбуждения колбочек и сочетания раздражений воспринимаются различные другие цвета и их оттенки.

Нарушение зрения

У людей с нормальным зрением на сетчатке возникает четкое изображение предметов, так как оно сфокусировано на центр сетчатки. Нарушение нормальной деятельности слоя палочек в сетчатке вызывает заболевание, известное под названием «куриная слепота», выражающееся в том, что с наступлением темноты человек абсолютно теряет зрение.

Способность глаза рассматривать предметы при различной яркости освещения называется адаптацией. Она нарушается при недостатке витамина А и кислорода, а также при утомлении.

Нарушения зрения часто являются следствием ненормальной длины глазного яблока. Близорукость развивается при увеличении продольной оси глаза. Глазное яблоко увеличено в размере, изображение далеких предметов даже при отсутствии аккомодации хрусталика получается перед сетчаткой. Такой глаз ясно видит только близкие предметы и поэтому называется близоруким. Очки с вогнутыми стеклами, отодвигая изображение на сетчатку, исправляют близорукость.

При укорочении оси глазного яблока наблюдается дальнозоркость. Изображение фокусируется позади сетчатки. Для исправления требуются двояковыпуклые стекла. Старческая дальнозоркость развивается обычно после 40 лет, когда хрусталик теряет эластичность, твердеет и утрачивает способность менять кривизну, что мешает четко видеть на близком расстоянии. Глаз утрачивает способность к ясному видению разно удалённых предметов. Врожденная дальнозоркость связана с уменьшенной величиной глазного яблока или слабой преломляющей силой роговицы или хрусталика. В отличие от старческой, при врожденной дальнозоркости аккомодация хрусталика может быть нормальная.

Соблюдение простых правил гигиены зрения позволяет предупредить перенапряжение и избежать нарушений зрения.

Необходимо, чтобы рабочее место было хорошо освещено, но не слишком ярким светом, который должен падать слева. Источники искусственного света должны быть прикрыты абажурами.

При чтении, письме, работе с мелкими предметами расстояние от объектов до глаз должно составлять 30–35 см. Вредно читать лежа или в движущемся транспорте.

Чтобы избежать инфекционных заболеваний глаз, нужно беречь их от пыли, от разных механических воздействий, не тереть руками, вытирать только чистым платком или полотенцем. Расстройство зрения может возникнуть из-за недостатка витамина А.

Глаз как орган зрения и оптическая система

Конспект интегрированного урока «Глаз как орган зрения и оптическая система» (8класс, технология деятельностного подхода)

Л.А.Денисова, Т.Г.Пирогова, МБОУ «СОШ №56» г. Чебоксары.

Предмет: Биология и физика.

Тема урока: «Глаз как орган зрения и оптическая система».

Тип урока: интегрированный урок (биология и физика) изучения нового материала с элементами технологии деятельностного подхода.

Цель: формирование представлений о строении глаза и механизмах работы оптической системы глаза.

Задачи:

— изучить строение глаза и рассмотреть особенности его функционирования;

-рассмотреть глаз как оптическую систему и изучить нарушения функциональной деятельности оптической системы глаза;

— закрепить гигиену органов зрения и объяснить коррекцию дефектов зрения.

Планируемые результаты:

— предметные: расширение знаний о свойствах и особенностях строения глаза и гигиене зрения; продолжение работы по формированию навыков учащихся анализировать источники информации и результаты экспериментальной работы; умение формулировать выводы по изученному материалу.

— метапредметные: умение работать с опорным текстом; выработать умение анализировать изучаемые явления и выяснить обусловленность строения оптической системы глаза по законам физики; развить интерес к предметам естественнонаучного цикла.

— личностные: воспитание этики групповой работы и чувства товарищеской взаимовыручки; развитие самостоятельности мышления и интеллекта; формирование культуры речи и воспитание бережного отношения к своему здоровью, здоровью окружающих; формирование умения использовать полученные знания на практике.

Оборудование и материалы: мультимедийный проектор, компьютер, экран, презентация по теме, лабораторный набор L-микро «Геометрическая оптика», опорный текст «Зрительный анализатор», модель глаза, схема глазного яблока, жетоны формы глаза для команд, дидактический материал для радужного кросс-опроса.

Основные понятия, изучаемые на уроке: «зрительный анализатор», «глазное яблоко», «глазные мышцы», «слезная железа», «белочная оболочка (склера)», «роговая оболочка (роговица)», «зрачок», «радужная оболочка (радужка)», «хрусталик», «стекловидное тело», «ресничное тело», «сетчатка», «палочки», «колбочки», «желтое пятно», «слепое пятно», «бинокулярное зрение», «близорукость», «дальнозоркость», «аккомодация». 

ХОД УРОКА.

Организационный момент. Приветствие учащихся, проверка готовности к уроку.

Повторение и актуализация опорных знаний.

На доске закреплены рисунки детей с изображением глаз.

Учитель биологии: Ребята, а что вы помните о глазах из курса зоологии? Как происходила эволюция зрения у животных? (Ответы учащихся).

Например, у простейших, это – светочувствительный глазок, который только мог улавливать источник света и тепло, у червей – орган, улавливающий направление света.  У насекомых – это уже фасеточное зрение, а у млекопитающих животных и человека – сложный орган зрения – глаз Повторение понятий: простые  глаза, сложные глаза, фасеточное зрение, монокулярное зрение, бинокулярное зрение.

Рубрика «Помните ли вы, что …»

— у крабов стебельчатые глаза, обеспечивающие обзор в любой плоскости и различающие цвет и форму предметов;

— самые большие глаза у головных моллюсков: у гигантского осьминога они 30см в диаметре, а у каракатицы лишь в 10 раз меньше ее самой;

— грифы могут разглядеть добычу на расстоянии 3-4 км, а шмель на расстоянии 25-40 см;

— у хамелеона левый и правый глаз движутся независимо друг от друга и передают две картинки в мозг;

— некоторые глубоководные и пещерные рыбы глаз не имеют;

— птицы имеют очень острое зрение, у некоторых видов глазные яблоки по размеру больше головного мозга;

— собаки хорошо улавливают движение и форму предметов, но почти не различают цветовые оттенки;

— ящерицы видят мир в оранжевом цвете, потому что в сетчатке много жировых капель, выполняющие роль светофильтра;

— совы имеют прекрасное зрение в черно-белом цвете;

— пчелы различают 6 цветов и невидимых для человека ультрафиолетовый;

— комнатная муха любит желтый цвет, ее раздражают голубой и зеленый оттенки;

— органы глубоководных кальмаров, змеи способны улавливать инфракрасные лучи;

— лошади живут в мире желто-голубых тонов;

— синего кита большие глаза величиной в футбольный мяч.

Изучение нового материала. Учитель биологии: Ребята, давайте попробуем определить тему нашего урока. Какие ассоциации у вас возникают к ключевому слову «глаза»? (Ответы учащихся). Учащиеся вспоминают и перечисляют все органы чувств, их функции, обращая особое внимание на то, что 90% информации об окружающем мире человечество получает с помощью органов зрения; приводят примеры, говорят о необходимости изучения строения глаз. При этом они сами формируют цели и задачи урока (учитель биологии их конкретизирует).

Ребята, сейчас вы изучите строение глаза по опорному тексту «Зрительный анализатор», дидактической карточке и модели глаза, слайду «Строение зрительного анализатора». (Приложение 1).

А теперь проверим, как вы справились с заданием. Для работы на уроке участники команд распределяете  жетоны формы глаз с основными понятиями урока на обратной стороне жетона и готовитесь показывать свои знания:

-каждое понятие характеризуют 3 участника из разных команд;

-по модели глаза каждая команда показывает место расположения частей глаза.

Молодцы, ребята, справились с заданием!

А теперь проведем фронтальный эксперимент «Работа зрачка».

Цель: пронаблюдать работу зрачка при различной освещенности глаза.

Ход работы: сидящие в командах рядом поворачиваются к источнику света (окну) и прикрывают один глаз ладонью. Через несколько секунд отодвигают ладони и наблюдают за изменениями зрачка.

Вывод учащихся: зрачок рефлекторно сужается на свету.

Ребята, вы согласны с выражением, что «глаза — зеркало души». (Ответы учащихся). А давайте, подтвердим это, выполнив психогимнастику.

Если нас что-то удивляет… (Раскрываем широко глаза и делаем удивленный вид).

А если на душе грустно стало…  (Опускаем глаза вниз).

А когда на душе у нас радость…  (Глаза поднимаем вверх и улыбаемся).

Посмотрите друг на друга, какие красивые у вас глаза! Вам больше по душе «глаз-пессимиста» или «глаз-оптимиста»? (Ответы учащихся).

Молодцы, ребята!  Мы с вами изучили глаз человека как орган зрения. А теперь учитель физики расскажет вам об оптической системе глаза.

Учитель физики: К оптической системе глаза относится: роговица, хрусталик, стекловидное тело. Вся эта система дает на сетчатке глаза изображение предмета.

Вопрос: Какое вы видите изображение предмета на сетчатке глаза? (Ответ: уменьшенное, перевернутое, действительное). Свет, падая на сетчатку глаза, раздражает нервные окончания и по нервным каналам раздражения передаются в мозг. Мозг непрерывно корректирует зрение, и мы видим предметы такими, какие они есть.

Демонстрационный опыт «Работа хрусталика». (Прибор L-микро «Геометрическая оптика»).

Вопросы по опыту: 1. Что с собой представляет хрусталик?  (Ответ: двояковыпуклая собирающая линза).

2. Какие изменения произошли с параллельными световыми лучами после выхода из хрусталика? (Ответ: лучи преломились и собрались в одной точке — фокусе).
3. Где расположена точка фокуса? (Ответ: на сетчатке глаза).
4. Какие изменения произошли при замене тонкой линзы на линзу более широкую по середине? (Ответ: точка фокуса переместилась ближе к линзе, т.е. линза сильнее преломляет лучи).
5. Чем отличаются эти две собирающие линзы? (Ответ: степенью преломления, т.е. оптической силой).

Фронтальный эксперимент  «Аккомодация».

Цель: пронаблюдать работу хрусталика при различном удалении предмета от глаза, выявить расстояние наилучшего зрения.

Ход работы. Задание. Расположите ладонь на расстоянии 25см от глаз. Рассмотрите линии ладони. Медленно приближайте ладонь к носу.

Вопросы: что происходит с изображением? Каково расстояние наилучшего зрения?

Выводы: изображение становится нечетким, размытым. Расстояние наилучшего зрения 20 – 25 см от глаз, таким оно должно быть при чтении. Существует предел аккомодации – 12 см – максимальное сжатие хрусталика.

Учитель физики: Я вижу, что в классе есть ученики, у которых ладонь расположена на расстоянии меньше 25см. О каком  дефекте зрения идет речь? (Ответы учащихся). У близоруких людей расстояние наилучшего зрения меньше 25см.

Вопрос: 1.Как исправить близорукость? (Ответ: используют очки).

Демонстрационный опыт с использованием двух линз: собирающей и рассеивающей. (Прибор L-микро «Геометрическая оптика»).

Выводы опыта: 1. Для исправления близорукости используют  очки с рассеивающей  двояковогнутой линзой. 2. Дальнозоркость исправляется очками с собирающей двояковогнутой линзой.

Учитель физики: А очки и линзы  решают проблемы со зрением? (Ответы учащихся).

Учитель биологии: Ребята, вы правы! В очках глаза становятся «ленивыми». Значит, как нужно помочь нашим глазам? (Ответы учащихся). Гимнастика для глаз очень разнообразна. Мы вам предлагаем следующие упражнения для тренировки ослабленных глазодвигательных мышц: «Дуга», «Змейка», «Циферблат». Молодцы, ребята! А теперь изучим текст «Гигиена зрения» и определим, что мы знали и что нового узнали?

Гигиена зрения.

— Вредно держать книги и тетради на расстоянии ближе, чем 30см от глаз. Когда человек рассматривает предметы на небольшом расстоянии, мышечный аппарат глаза делает усилие, изменяется кривизна хрусталика, появляется быстрое утомление и ухудшение зрительного восприятия.

— При частом плохом освещении и неверной посадке появляется привычка рассматривать всё вблизи. В итоге появляется близорукость. Пребывание на природе, где существует большой кругозор, является прекрасным отдыхом для глаз. Для обычной работы глаз необходимо хорошее освещение. Стол для занятий необходимо ставить так, чтобы свет падал слева.

— Нельзя читать в движущемся транспорте, особенно если в нём плохое освещение. Из-за частых толчков меняется расстояние между книгой и глазами: то приближается к ним, то отдаляется, то отклоняется в сторону. В таких условиях кривизна хрусталика то увеличивается, то уменьшается, а глаза постоянно поворачиваются, «ловя» ускользающий текст. В итоге появляются нарушения зрения.

— Когда человек читает лёжа, положение книги в руке относительно глаз постоянно меняется, и такая  привычка наносит огромный вред  зрению.

— Глаза необходимо беречь от травм. Это самая распространенная причина помутнения роговицы и слепоты. Основной причиной глазных травм у детей являются шалости, драки.

— Пагубное воздействие на зрение оказывает курение, применение спиртных напитков. Никотин, алкоголь и другие токсические вещества могут привести к тяжёлым поражениям зрительного нерва и вызвать потерю зрения.

— Для глаз очень вредно влияет частая и продолжительная работа на компьютере. Это связано с тем, что глаза воспринимают на мониторе множественные точки, а не целое изображение. Кроме того, монитор постоянно мерцает, что ещё больше утомляет глаз. После работы на компьютере некоторое время надо дать глазам отдых.

— Морковь в рационе помогает лучше видеть в темноте. Витамин А, которым богата морковь, помогает эффективнее работать палочкам сетчатки. При глазных болезнях полезно также есть капусту и другие зелёные листовые овощи.

— Если зрение всё-таки падает, нужно обязательно обратиться к офтальмологу для своевременной коррекции зрения.

Итак, ребята, согласны ли вы с тем, что большая часть информации вам известна? Давайте озвучим ту часть информации, которую вы узнали. (Ответы учащихся)

Молодцы ребята! Нам необходимо закрепить изученный материал сегодняшнего урока.

Закрепление. Радужный кросс-опрос. (Команды получают ответы на вопросы на цветной бумаге).

1. Отверстие в центре радужной оболочки. (Зрачок)
2. Диаметр составляет 2,5 см. (Глазное яблоко)
3. Выделяет дезинфицирующую жидкость. (Слезная железа)
4. Обеспечивают движение глаза. (Глазные мышцы)
5. Место на сетчатке, лишенное зрительных рецепторов. (Слепое пятно)
6. Вещество, поддерживающее внутриглазное давление. (Стекловидное тело)
7. Место на сетчатке с преобладанием колбочек. (Желтое пятно)
8. Передняя выпуклая прозрачная часть глазного яблока. (Роговица)
9. Отвечают за цветное зрение. (Колбочки)
10. Внутренняя оболочка глаза со светочувствительными клетками. (Сетчатка)
11. Способность глаза приспосабливаться к различным расстояниям при рассматривании предметов. (Аккомодация)
12. Передают черно-белое изображение. (Палочки)
13. Защищает от механических и химических повреждений. (Белочная оболочка)
14. Эластичная двояковыпуклая линза. (Хрусталик)
15. Цвет оболочки определяется количеством и распределением пигмента. (Радужная оболочка)
16. Дефект зрения, при котором изображение формируется перед сетчаткой глаза. (Близорукость)
17. Дефект зрения, при котором резко ухудшается способность видеть близкие объекты. (Дальнозоркость)
18. Зрительные рецепторы, нервные пути и мозговые центры образуют (Зрительный анализатор)

Подведение итогов урока. Мы живем в мире разнообразных световых явлений, многие из которых нам кажутся загадочными и необычными. С помощью зрения мы наблюдаем окружающий мир, вечерние зори, радугу, плывущие по небу облака. С помощью глаз мы видим все вокруг нас, а ведь порой даже не задумываемся о том, а как это происходит у человека и других живых существ в природе. Для нас это естественно так же, как и дыхание. На основе физических законов возникла вся современная оптическая техника. Но самым ценным и главнейшим для нас является «живой» оптический прибор – наш орган зрения – глаз. Давайте все относиться к нашим глазам как к необыкновенному чуду, очень ранимому, но такому незаменимому в нашей жизни. Думаем, что данная тема заинтересовала вас, и вы охотно выполните домашнее задание.

Домашнее задание. 1.Защита творческих работ на тему «Как прекрасен этот мир, посмотри!». 2.Задание для любознательных: исследовательская работа «Цвет глаз и характер человека».

Рефлексия. Что дал вам сегодняшний урок? Чем ценен для вас изученный материал? Как вы оцениваете свою работу на уроке? Испытываете ли вы эмоциональный подъем, чувство удовлетворения на уроке?

    Спасибо всем за урок!

Использованная литература

1. Д.В.Колесов, Р.Д.Маш. Биология. Человек. 8 класс.- М.: Дрофа, 2013.
2. А.В. Перышкин. Физика. 8 класс. — М.: Просвещение, 2013.
3. 3. Н. В. Орлова«Про глаза от «А» до «Я», 2007.
4. К.Ю. Богданов. Физик в гостях у биолога. – М.: Наука, 1986.
5. М.А. Залесский .Занимательная анатомия. – М.: Росмен, 2000.

6.М.С. Аксенова.Энциклопедия для детей. Биология. – М.: Аванта+, 1999.

Приложение 1.   Опорный текст «Зрительный анализатор».

Все сведения об окружающем мире человек получает благодаря специальным чувствительным органам-анализаторам, состоящим из рецепторного органа, нервных путей и мозговых центров, включая кору больших полушарий. Более 95% информации воспринимается с помощью зрения. Глаз человека имеет форму шара и поэтому называется глазным яблоком. Глаз  диаметром 2,5 см и массой  около 8 грамм расположен в глазнице черепа. Движение глаза достигается сокращением шести глазных мышц. Защищают глаз брови, веки и ресницы. Слезная железа, расположенная у наружного угла глаза, выделяет слезную жидкость, которая увлажняет поверхность глазного яблока, согревает его, попавшие частицы, а затем стекает по слезному каналу в носовую полость. Снаружи глаз покрыт белой плотной белочной оболочкой (склерой), которая защищает глаз от механических и химических повреждений. В передней части глаза белочная оболочка прозрачная и называется роговицей (роговая оболочка). Она свободно пропускает световые лучи. За склерой находится сосудистая оболочка, которая пронизана густой сетью кровеносных сосудов, снабжающих глазное яблоко кровью. Внутренняя поверхность сосудистой оболочки содержит черный пигмент, который поглощает световые лучи. В передней части глаза сосудистая оболочка переходит в радужную оболочку (радужку). Ее цвет определяется количеством и распределением пигмента. В центре радужной оболочки находится отверстие – зрачок. Он регулирует поступление внутрь глаза лучей света. При ярком свете зрачок рефлекторно сужается, а при слабом освещении расширяется. За зрачком расположен эластичный хрусталик – двояковыпуклая линза, окруженная ресничной мышцей. Всю внутреннюю часть глазного яблока заполняет стекловидное тело – прозрачное студенистое вещество, которое поддерживает  внутриглазное давление. Световые лучи, преломляясь в роговице, водянистой влаге, хрусталике, стекловидном теле, фокусируются на внутренней оболочке глазного яблока – сетчатке. В сетчатке расположены  зрительные рецепторы – палочки и колбочки. Палочки воспринимают форму предмета при слабом освещении и передают только черно-белое изображение. Колбочки отвечают за цветное зрение. Палочки сравнительно равномерно распределены по сетчатке глаза. Колбочки сосредоточены преимущественно в центральной части  сетчатки, в так называемом желтом пятне. А место на сетчатке, откуда выходит зрительный нерв, лишено зрительных рецепторов и называется слепым пятном. В сетчатке происходит преобразование света в нервные импульсы, которые по зрительному нерву передаются в зрительную  зону коры больших полушарий (затылочную долю).

Строение глаза

Глаз человека имеет шаровидную форму, отсюда его название — глазное яблоко. Он состоит из трех оболочек: наружной, сосудистой и сетчатки, а также внутреннего содержимого.

Передняя часть наружной оболочки — роговица — подобна прозрачному окошку во внешний мир, через нее лучи света попадают внутрь глаза. Имея выпуклую форму, она не только пропускает, но и преломляет эти лучи. Остальная часть наружной оболочки — склера — непрозрачна и внешне похожа на вареный яичный белок.

Вторая оболочка — сосудистая — состоит из множества мелких сосудов, по которым кровь снабжает глаз кислородом и питательными веществами. В этой оболочке также выделяют несколько частей: переднюю — радужка, среднюю — цилиарное тело и заднюю — хориоидея. Цвет наших глаз определяется содержанием пигмента в радужке, которая видна через роговицу. В центре радужки находится круглое отверстие — зрачок. Его размеры меняются в зависимости от освещенности: в темноте он увеличивается, на ярком свету — уменьшается.

Пространство между роговицей и радужкой называют передней камерой. Цилиарное тело вырабатывает внутриглазную жидкость, которая циркулирует внутри глаза, омывая и питая роговицу, хрусталик, стекловидное тело. Эта жидкость оттекает через специальную дренажную систему в углу передней камеры. В толще цилиарного тела находится и аккомодационная мышца, которая с помощью связок регулирует форму хрусталика.

Хориоидея — задняя часть сосудистой оболочки — непосредственно контактирует с сетчаткой, обеспечивая ей необходимое питание.

Третья оболочка глаза — сетчатая (или сетчатка) — состоит из нескольких слоев нервных клеток и выстилает его изнутри. Именно она обеспечивает нам зрение. На сетчатке отображаются предметы, которые мы видим. Информация о них затем передается по зрительному нерву в головной мозг. Однако не вся сетчатка видит одинаково: наибольшей зрительной способностью обладает макула — центральная часть сетчатки, где расположено основное количество зрительных клеток (колбочек).

Внутри оболочек заключены передняя и задняя (между радужкой и хрусталиком) камеры, заполненные внутри глазной жидкостью, а главное — хрусталик и стекловидное тело. Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы. Как и роговица, он пропускает и преломляет лучи света, фокусируя изображение на сетчатке. Стекловидное тело имеет консистенцию желе и отделяет хрусталик от глазного дна.

Слаженная работа всех отделов глаза позволяет нам видеть вдаль и вблизи, днем и в сумерках, воспринимать многообразие цветов, ориентироваться в пространстве.

Возрастные особенности органа зрения: изменения

С самого рождения организм человека непрерывно меняется, и орган зрения не исключение. Наиболее значимые изменения происходят у дошкольников, подростков и людей старшего возраста (от 40 лет и старше).

Зрение новорожденных и младенцев

Дети рождаются со «слабой» рефракцией (с гиперметропией), что обусловлено маленькими размерами глаз новорожденного.

По мере роста глазного яблока степень гиперметропии постепенно уменьшается, и к 7 годам острота зрения становится максимальной.

Чтобы убедиться, что зрительный аппарат ребёнка развивается нормально, необходимо проходить осмотры у врача-офтальмолога, для раннего выявления отклонений.

Зрение у дошкольников

Обследование ребенка с 2х лет позволяет более информативно оценить состояние глаз, особенно если ребенок уже умеет говорить. При необходимости, врач-офтальмолог назначает ребенку ношение очков, для полноценного и правильного дальнейшего развития органа зрения и профилактики амблиопии («ленивого глаза»).

Следующий очень важный этап — это школа. Активное использование гаджетов, интенсивная зрительная нагрузка приводят к избыточному напряжению аккомодации.

На этом фоне часто развивается ложная близорукость, при которой человек хуже видит вдали. Такое нарушение зрения обратимо, и при своевременной диагностике и профилактике можно предотвратить возникновение истинной близорукости.

Особенности зрения у подростков

По статистике в возрасте 12-14 лет, в период полового созревания у подростков наблюдается прогрессирование имеющейся ранее близорукости, либо ее появление. На это влияет общее состояние организма, нарушение осанки, чрезмерные зрительные нагрузки, увлеченность гаджетами и компьютером, низкая физическая активность, несоблюдения зрительного режима и недостаточная освещённость рабочей зоны.

Зрение у молодых людей

Возраст от 20 до 40 лет считается расцветом жизненной энергии и сил человека. В этом возрасте у человека уже сформирован орган зрения и выявлены какие-либо его нарушения (близорукость, дальнозоркость, астигматизм). Большинство людей, для компенсации этих нарушений, пользуются очками или контактными линзами. Этот возраст оптимальный для выполнения лазерной коррекции зрения, ввиду достижения максимального результата.

Особенности зрения людей среднего возраста

Пресбиопия — естественный процесс, происходящий у всех людей 40+, обусловленный постепенной утратой способности хрусталика к аккомодации.

В этот период возникают трудности при рассматривании близко расположенных предметов, нарастает дискомфорт, появляются жалобы на двоение, покраснение и сухость глаз.

Для коррекции пресбиопии используются очки для чтения. При уже имеющихся нарушениях зрения могут использоваться бифокальные или мультифокальные очки, или же контактные линзы.

При выполнении лазерной коррекции в этом возрасте подход более взвешенный. Близорукий человек, привыкший прекрасно видеть вблизи без очков, должен понимать, что после операции ему потребуются очки для чтения. Окончательное решение принимается индивидуально, учитывая потребность пациента, его мотивацию и профессию.

Зрение у пожилых людей

В пожилом возрасте обменные процессы замедляются, ухудшается кровообращение, появляются сопутствующие заболевания (повышение артериального давления, сахарный диабет и др.). Все это отрицательно сказывается на глазах. Помимо пресбиопии, у людей в этом возрасте могут появиться следующие заболевания глаз:

• макулярная дегенерация (поражение центральной зоны сетчатки)
• глаукома (повышенное внутриглазное давление, приводящее к постепенной атрофии зрительного нерва)
• катаракта (помутнение хрусталика)

Важно, что все эти болезни успешно поддаются лечению при своевременной диагностике.

График посещения врача-офтальмолога

• 3 года
• 6 лет
• 12-14 лет
• 18 лет
• 40 лет
• cтарше 40 лет — каждый год

Узнайте все о глазу, его анатомии и функционировании.

Анатомия глаза

Из пяти чувств зрение используется чаще всего.

Глаз — главный орган зрительной системы, он получает изображения, видимые человеком, и превращает их в электрический сигнал, который передается по зрительному нерву в мозг.

Как только сигнал достигает зрительной коры, он «транслируется» мозгом, чтобы создать изображение, чтобы человек мог интерпретировать окружающую среду.

Глаз представляет собой глобус диаметром около 25 мм и весом 8 граммов.

Его образуют несколько органов:

Цилиарное тело тело — это передняя часть сосудистой оболочки, к которой прикреплен хрусталик благодаря нескольким волокнам, называемым поясницей Цинна или поддерживающими связками хрусталика. Он играет фундаментальную роль в секреции водянистой влаги и в фокусе световых лучей для обеспечения зрения.

iris представляет собой круглую мембрану, перфорированную в середине зрачком. Он образует окрашенную часть глаза, цвет которой определяется толщиной эпителия. Радужка светлая, когда эпителий тонкий, и темный, когда он толстый.

Сокращение или растяжение радужки — это физиологический рефлекс адаптации к свету. Если свет сильный, зрачок маленький (миоз), если свет тусклый, размер зрачка увеличивается, чтобы получить максимум света (мидриаз).

Роговица представляет собой прозрачную ткань в передней части глаза, которая передает свет на хрусталик и сетчатку. Он состоит из 5 слоев (эпителий, мембрана Боумена, строма, десцеметовая мембрана и эндотелий), у него нет кровоснабжения (поэтому он не кровоточит), но снабжается множеством нервов. Это объясняет его важную чувствительность и «роговичный рефлекс», который заставляет веко мигать в качестве защитного механизма, когда объекты находятся близко к глазу. Его постоянно питают слезы и водянистая влага.

Водная жидкость представляет собой прозрачную жидкость, которая обеспечивает питательные вещества, предназначенные для роговицы и зрачка. Его функция — поддерживать внутриглазное давление и форму глазного яблока.

Склера — это прочная белая мембрана, составляющая «белок» глаза.

Хориоидея представляет собой ткань глазного яблока, очень сосудистую и питательную оболочку глаза.

Сетчатка представляет собой тонкую мембрану, которая покрывает большую часть внутренней поверхности глазного яблока. Чувствительный к свету, он образован фоторецепторами (палочками и колбочками) и нейронами, которые передают электрические сигналы в мозг. Центральная сетчатка включает макулу и ямку. Его кровоснабжение обеспечивается центральной артерией и веной сетчатки.

Оптический нерв нерв , который является вторым черепным нервом, начинается на головке зрительного нерва и обеспечивает передачу зрительной информации от сетчатки к мозгу.

Глазодвигательные мышцы

Внутри глазницы глазной шар поддерживается и перемещается глазодвигательными мышцами:

Прямой живот:

• Нижняя прямая мышца живота обеспечивает движение глаза вниз: движение вниз.
• superior rectus обеспечивает движение глаза вверх: движение вверх.
• Медиальная прямая мышца живота обеспечивает движение глаза к носу: движение внутрь.
• Боковая прямая мышца живота обеспечивает движение глаза к виску: движение наружу.

наклонная:

• нижняя косая мышца : это более короткая глазодвигательная мышца. Это обеспечивает движение глаза к виску и увеличение поля зрения.
• Верхняя косая мышца : это более длинная глазодвигательная мышца.Это позволяет движение глаза к носу и уменьшение поля зрения.

Слезная система

Слезная система соответствует всему органу, позволяющему производить, переделывать и выделять слезы.

Непрерывная циркуляция слез помогает предотвратить обезвоживание роговицы (питательная функция) и удаление загрязнений, присутствующих в глазу.

Слезы производятся слезной железой , под верхним веком. Они распространяются на переднюю часть глаза, на которую они распространяются посредством моргания. Это также обеспечивает их дренаж через слезную точку во внутреннем углу век.

Слезы отводятся слезным канальцем в носослезный канал и, наконец, в носовую полость .

Слезы на 98% состоят из воды и нескольких веществ (электролиты, глюкоза, мочевина, белки…).

Видение

Световые лучи , присутствующие в нашей среде, обеспечивают зрение, а различные органы глаза находятся за совокупностью механизмов, воспринимающих свет и, следовательно, изображения.

Световой поток сначала определяется диафрагмой, которая соответствующим образом адаптирует размер зрачка.

После чего свет проходит через окулярную среду, а именно через хрусталик и стекловидное тело, которое должно быть прозрачным, чтобы свет мог проходить.

Затем он достигает сетчатки и ее фоторецепторных клеток ;

• колбочки , в основном расположенные в центральной части сетчатки (желтого пятна), отвечают за цветовое зрение, за детализацию форм и связаны с дневным зрением.
• стержни , в основном расположенные на периферии сетчатки, намного более чувствительны к свету и отвечают за видение контуров и движений. Они связаны с зрением низкой яркости.

Этот ансамбль органов преобразует свет в электрических сигналов , посылаемых в мозг через зрительный нерв, чтобы изображение можно было интерпретировать.

Питание и зрение

Хорошее питание важно для здоровья глаз, важную роль играют несколько питательных веществ:

• Витамин A (жирорастворимый витамин) и бета-каротин (провитамин A, который организм превращает в витамин A) важны для сетчатки и ее клеток.

Печень, цельное молоко и масло содержат витамин А. Бета-каротин содержится во фруктах и ​​овощах, таких как сладкий картофель, морковь, тыква, шпинат и брокколи.

Цитрусовые, киви, зеленые овощи и капуста содержат витамин С.

• Лютеин и зеаксантин представляют собой пигменты, которые действуют как антиоксиданты на хрусталик и желтое пятно, поскольку они защищают от старения клеток и связанных с ними заболеваний глаз.

Эти питательные вещества содержатся в темных фруктах и ​​темных овощах: капуста, шпинат, брокколи, апельсин, сладкий перец, киви, зеленые овощи и яичный желток.

• Омега-3 представляют собой полиненасыщенные жирные кислоты и являются основным компонентом клеточных мембран и нервных клеток, особенно на сетчатке. Они также способствуют увлажнению глаз и могут предотвратить сухость глаз. Также важна их профилактическая роль в отношении возрастной дегенерации желтого пятна.

Лосось, сардины, скумбрия, грецкие орехи, рапс и лен содержат эти жирные кислоты.

человеческий глаз | Определение, структура и функции

Глаз защищен от механических повреждений, будучи заключенным в лунку или орбиту, которая состоит из частей нескольких костей черепа, образующих четырехгранную пирамиду, вершину который указывает обратно в голову.Таким образом, дно глазницы состоит из частей верхней, скуловой и небной костей, а крыша — из глазничной пластинки лобной кости, а за ней — малого крыла клиновидной кости. Зрительное отверстие, отверстие, через которое зрительный нерв возвращается в мозг, а большая глазная артерия выходит на орбиту, находится на носовой стороне верхушки; верхняя глазничная щель — это более крупное отверстие, через которое проходят крупные вены и нервы. Эти нервы могут нести невизуальные сенсорные сообщения — e.ж., боль — или это могут быть двигательные нервы, контролирующие мышцы глаза. Есть и другие трещины и каналы, по которым проходят нервы и кровеносные сосуды. Глазное яблоко и его функциональные мышцы окружены слоем орбитального жира, который действует как подушка, обеспечивая плавное вращение глазного яблока вокруг практически фиксированной точки — центра вращения. Выпячивание глазных яблок — проптоз — при экзофтальмическом зобе вызывается скоплением жидкости в жировой ткани глазницы.

Жизненно важно, чтобы передняя поверхность глазного яблока, роговица, оставалась влажной.Это достигается за счет век, которые во время бодрствования через равные промежутки времени вымывают по поверхности секреты слезного аппарата и других желез, а во время сна покрывают глаза и предотвращают испарение. У крышек есть дополнительная функция предотвращения травм от инородных тел за счет действия мигательного рефлекса. Веки представляют собой складки ткани, покрывающие переднюю часть глазницы и оставляющие, когда глаз открыт, миндалевидное отверстие. Кончики миндаля называются канти; ближайший к носу — это внутренний угол глазной щели, а другой — внешний угол глазной щели. Крышка может быть разделена на четыре слоя: (1) кожа, содержащая железы, выходящие на поверхность края века, и ресницы; (2) мышечный слой, содержащий, главным образом, мышцу orbicularis oculi, отвечающую за закрытие века; (3) волокнистый слой, который придает крышке ее механическую стабильность, причем его основными частями являются пластинки предплюсны, которые граничат непосредственно с отверстием между веками, называемым глазным отверстием; и (4) самый внутренний слой века, часть конъюнктивы.Конъюнктива — это слизистая оболочка, которая служит для прикрепления глазного яблока к орбите и векам, но допускает значительную степень вращения глазного яблока на орбите.

веко

Верхнее и нижнее веко.

esra su

Конъюнктива

Конъюнктива выстилает веки, а затем изгибается назад по поверхности глазного яблока, образуя внешнее покрытие передней части глаза и заканчиваясь в прозрачной области глаза, роговице. Часть, выстилающая веки, называется глазной частью конъюнктивы; часть, покрывающая белок глазного яблока, называется бульбарной конъюнктивой. Между бульбаром и конъюнктивой глазного яблока есть две свободные, повторяющиеся части, образующие углубления, которые выступают назад к экватору земного шара. Эти углубления называются верхним и нижним сводами или конъюнктивальными мешками; именно слабость конъюнктивы в этих точках делает возможными движения век и глазного яблока.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишись сейчас

Фиброзный слой

Фиброзный слой, придающий крышке механическую стабильность, состоит из толстых и относительно жестких пластинок предплюсны, граничащих непосредственно с глазным отверстием, и гораздо более тонкой глазной фасции, или листа соединительной ткани. ткань; оба вместе называются орбитальной перегородкой.Когда веки закрыты, все отверстие глазницы закрыто этой перегородкой. Две связки, медиальная и латеральная связки век, прикрепленные к орбите и к орбитальной перегородке, стабилизируют положение век по отношению к глазному яблоку. Медиальная связка намного прочнее.

Мышцы век

Закрытие век достигается за счет сокращения orbicularis мышцы, единственного овального листа мышцы, идущего от областей лба и лица и окружающего глазницу до век.Он разделен на глазничную и глазную части, и в основном глазная часть внутри века вызывает закрытие века. Пальпебральная часть проходит через веки от связки, называемой медиальной пальпебральной связкой, и от соседней кости глазницы в виде серии полуэллипсов, которые встречаются за пределами внешнего угла глаза, бокового угла глазной щели, образуя группу волокон, называемую боковой глазной шов. Дополнительные части orbicularis получили отдельные названия, а именно, мышца Хорнера и мышца Риолана; они входят в тесную связь со слезным аппаратом и способствуют оттоку слезы.Мышца риолана, лежащая близко к краям век, способствует удержанию век в плотном прилегании. Орбитальная часть orbicularis обычно не связана с морганием, которое может полностью выполняться глазной частью; однако это связано с плотным закрытием глаз. Затем кожа лба, виска и щеки подтягивается к медиальной (носовой) стороне глазницы, и радиальные борозды, образованные этим действием глазничной части, в конечном итоге приводят к так называемым гусиным лапкам у пожилых людей. .Следует понимать, что две части могут быть активированы независимо; таким образом, глазничная часть может сокращаться, вызывая морщинистость бровей, что снижает количество света, попадающего сверху, в то время как глазная часть остается расслабленной и позволяет глазам оставаться открытыми.

Открытие глаза — это не только результат пассивного расслабления orbicularis мышцы, но также результат сокращения мышцы levator palpebrae superioris верхнего века. Эта мышца берет начало от экстраокулярных мышц на вершине глазницы в виде узкого сухожилия и проходит вперед в верхнее веко в виде широкого сухожилия, поднимающего апоневроз, которое прикрепляется к передней поверхности предплюсны и к коже, покрывающей верхнее веко. крышка.Сокращение мышцы вызывает приподнятие верхнего века. Нервные связи этой мышцы тесно связаны с нервными связями экстраокулярной мышцы, необходимой для поднятия глаза, так что, когда глаз смотрит вверх, верхнее веко имеет тенденцию двигаться вверх синхронно.

orbicularis и levator — поперечно-полосатые мышцы под произвольным контролем. Веки также содержат гладкие (непроизвольные) мышечные волокна, которые активируются симпатическим отделом вегетативной системы и имеют тенденцию расширять глазную щель (глазное отверстие) за счет подъема верхнего и опускания нижнего века.

В дополнение к уже описанным мышцам, другие лицевые мышцы часто взаимодействуют при закрытии или открытии век. Таким образом, мышцы corrugator supercilii подтягивают брови к переносице, образуя выступающую «крышу» над медиальным углом глаза и образуя характерные борозды на лбу; Крыша используется в первую очередь для защиты глаз от солнечных лучей. Пирамидальные мышцы, или процерус, занимают переносицу; они возникают из нижней части носовых костей и прикрепляются к коже нижней части лба по обе стороны от средней линии; они втягивают кожу в поперечные борозды. При открытии века к коже бровей прикрепляется лобная мышца, отходящая высоко на лбу, на полпути между венечным швом, швом через верхнюю часть черепа и краем глазницы. Поэтому сокращение заставляет брови приподняться и противодействует действию глазничной части orbicularis; эта мышца особенно задействована, когда человек смотрит вверх. Он также срабатывает, когда зрение затрудняется из-за расстояния или отсутствия достаточного света.

Самый внешний слой крышки — это кожа, черты которой не сильно отличаются от кожи на остальной части тела, за возможным исключением крупных пигментных клеток, которые, хотя и встречаются в других местах, гораздо более многочисленны в коже крышки.Клетки могут блуждать, и именно эти движения пигментных клеток определяют изменения окраски, наблюдаемые у некоторых людей с нарушениями здоровья. На коже есть потовые железы и волосы. По мере приближения к стыку кожи и конъюнктивы волосы меняют свой характер и становятся ресницами.

Железистый аппарат

Глаз поддерживается секретами слезных желез (слезных желез). Эти миндалевидные железы под верхними веками простираются внутрь от внешнего угла каждого глаза.Каждая железа состоит из двух частей. Одна часть находится в неглубокой выемке в части глазницы, образованной лобной костью. Другая часть выступает в заднюю часть верхнего века. Протоки каждой железы, числом от трех до 12, открываются в верхний свод конъюнктивы, или мешок. Из свода слезы стекают через глаз в слезную точку, небольшие отверстия на краю каждого века рядом с его внутренним углом. Пункта — это отверстия в слезные протоки; они переносят слезы в слезные мешки, расширенные верхние концы носослезных протоков, по которым слезы попадают в нос.

Испарению слез по мере их прохождения через глаз в значительной степени препятствует секреция масляного и слизистого материала другими железами. Таким образом, мейбомиан, или железы предплюсны, состоят из ряда удлиненных желез, проходящих через пластинки предплюсны; они выделяют масло, которое выходит на поверхность края века и действует как барьер для слезной жидкости, которая накапливается в канавках между глазным яблоком и барьерами века.

Как работает человеческий глаз

Человеческий глаз принадлежит к общей группе глаз, встречающихся в природе, которые называются «глаза камеры».«Подобно тому, как объектив камеры фокусирует свет на пленку, структура в глазу, называемая роговицей, фокусирует свет на светочувствительную мембрану, называемую сетчаткой.

Структура глаза

Роговица — это прозрачная структура, расположенная в самой передней части глаза, который помогает фокусировать падающий свет. Позади зрачка расположена бесцветная прозрачная структура, называемая хрусталиком. Прозрачная жидкость, называемая водянистой влагой, заполняет пространство между роговицей и радужной оболочкой.

«Роговица фокусирует большую часть свет, затем он проходит через линзу, которая продолжает фокусировать свет », — пояснил д-р.Марк Фромер, офтальмолог и специалист по сетчатке глаза в больнице Ленокс Хилл в Нью-Йорке. [ 7 величайших загадок человеческого тела ]

Позади роговицы находится цветная кольцеобразная мембрана, называемая радужной оболочкой. По словам Фромера, радужная оболочка имеет регулируемое круглое отверстие, называемое зрачком, которое может расширяться или сужаться, чтобы контролировать количество света, попадающего в глаз.

Ресничные мышцы окружают хрусталик. Мышцы удерживают линзу на месте, но они также играют важную роль в зрении.Когда мышцы расслабляются, они натягивают и сглаживают линзу, позволяя глазу видеть объекты, находящиеся далеко. Чтобы четко видеть объекты вблизи, цилиарная мышца должна сокращаться, чтобы сделать хрусталик утолщенным.

Внутренняя камера глазного яблока заполнена желеобразной тканью, называемой стекловидным телом. После прохождения через линзу свет должен пройти через эту жидкость, прежде чем поразить чувствительный слой клеток, называемый сетчаткой.

(Изображение предоставлено: LiveScience Graphic / Изображение любезно предоставлено 3DScience.com)

Сетчатка

Фромер объяснил, что сетчатка — это самый внутренний из трех слоев ткани, составляющих глаз. Самый внешний слой, называемый склерой, придает большей части глазного яблока белый цвет. Роговица также является частью внешнего слоя.

Средний слой между сетчаткой и склерой называется сосудистой оболочкой. Хориоидея содержит кровеносные сосуды, которые снабжают сетчатку питательными веществами и кислородом и удаляют продукты жизнедеятельности. [ Image Gallery: Глазной имплантат восстанавливает зрение слепоте ]

В сетчатку встроены миллионы светочувствительных клеток, которые бывают двух основных видов: палочки и колбочки.

Жезлы используются для монохромного зрения при плохом освещении, а колбочки используются для цвета и для обнаружения мелких деталей. Колбочки упакованы в часть сетчатки непосредственно за сетчаткой, называемую ямкой, которая отвечает за резкое центральное зрение.

Когда свет попадает на стержни или колбочки сетчатки, он преобразуется в электрический сигнал, который передается в мозг через зрительный нерв. Затем мозг преобразует электрические сигналы в изображения, которые видит человек, сказал Фромер.

Проблемы / болезни зрения

Наиболее частыми проблемами со зрением являются близорукость (миопия), дальнозоркость (дальнозоркость), дефект глаза, вызванный несферической кривизной (астигматизм) и возрастная дальнозоркость (пресбиопия). Национальный глазной институт.

У большинства людей пресбиопия разовьется в возрасте 40-50 лет, и им понадобятся очки для чтения, сказал Фромер. По его словам, с возрастом хрусталик становится более плотным, и цилиарным мышцам становится труднее сгибать его.

К основным причинам слепоты в США относятся катаракта (помутнение хрусталика), возрастная дегенерация желтого пятна (ухудшение центральной части сетчатки), глаукома (повреждение зрительного нерва) и диабетическая ретинопатия (повреждение крови сетчатки). сосуды), согласно данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC). Другие распространенные расстройства включают амблиопию («ленивый глаз») и косоглазие (косоглазие), сообщает CDC.

Дополнительный отчет Тани Льюис, штатного писателя

Примечание редактора: Если вам нужна дополнительная информация по этой теме, мы рекомендуем следующую книгу:

Связанные страницы о человеческом теле

Части человеческое тело

• Мочевой пузырь: факты, функции и заболевание
• Человеческий мозг: факты, анатомия и картография
• Толстая кишка: факты, функции и заболевания
• Уши: факты, функции и заболевания
• Пищевод: факты, функции и заболевания
• Желчный пузырь: функции, проблемы и здоровое питание
• Сердце человека: анатомия, функции и факты
• Почки: факты, функции и заболевания
• Печень: функции, отказы и заболевания
• Легкие: факты, функции И болезни
• Нос: факты, функции и заболевания
• Поджелудочная железа: функция, расположение и заболевания
• Тонкий кишечник: функция, длина и проблемы
• S Pleen: функции, расположение и проблемы
• Желудок: факты, функции и заболевания
• Язык: факты, функции и заболевания

Системы человеческого тела

• Система кровообращения: факты, функции и болезни
• Пищеварительная система Система: факты, функции и заболевания
• Эндокринная система: факты, функции и заболевания
• Иммунная система: заболевания, нарушения и функции
• Лимфатическая система: факты, функции и заболевания
• Мышечная система: факты, функции и болезни
• Система: факты, функции и заболевания
• Репродуктивная система: факты, функции и заболевания
• Дыхательная система: факты, функции и заболевания
• Скелетная система: факты, функции и заболевания
• Кожа: факты, болезни и состояния
• Мочевыделительная система : Факты, функции и заболевания

Дополнительные ресурсы

Глаз человека | Безграничная физика

Человеческий глаз

Человеческий глаз — это орган, который реагирует на свет и обеспечивает восприятие света, цветового зрения и восприятия глубины.

Цели обучения

Определять части человеческого глаза и их функции

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Глаз состоит из нескольких частей, включая радужную оболочку, зрачок, роговицу и сетчатку.
• Глаз состоит из шести мышц, которые контролируют движение глаз, обеспечивая разное напряжение и вращающий момент.
• Глаз работает как фотоаппарат: зрачок обеспечивает диафрагму, диафрагма — диафрагму, роговица напоминает линзу.Способ формирования изображения очень похож на способ формирования изображения выпуклой линзой.

Ключевые термины

• зрачок : отверстие в середине радужной оболочки глаза, через которое проходит свет и фокусируется на сетчатке.
• апертура : диаметр апертуры, ограничивающей ширину светового пути через всю систему. Для телескопа это диаметр линзы объектива (например, у телескопа может быть апертура 100 см).

Человеческий глаз — это вход в одно из пяти наших чувств. Человеческий глаз — это орган, реагирующий на свет. Он обеспечивает восприятие света, цветового зрения и восприятия глубины. Нормальный человеческий глаз может видеть около 10 миллионов различных цветов! Человеческий глаз состоит из многих частей, и это то, что мы собираемся рассмотреть в этом атоме.

Недвижимость

Вопреки тому, что вы могли подумать, человеческий глаз — не идеальная сфера, а состоит из двух частей разной формы: роговицы и склеры.Эти две части соединены кольцом, называемым лимбом. Видимая часть глаза — это радужная оболочка, цветная часть глаза. Посередине радужной оболочки находится зрачок, черная точка, меняющая размер. Роговица покрывает эти элементы, но прозрачна. Глазное дно находится напротив зрачка, но внутри глаза и его нельзя увидеть без специальных инструментов. Зрительный нерв — это то, что передает сигналы глаза в мозг. это схема глаза. Человеческий глаз состоит из трех слоев:

Схема человеческого глаза : роговица и хрусталик глаза действуют вместе, формируя реальное изображение на светочувствительной сетчатке, которая имеет наибольшую концентрацию рецепторов в ямке и слепом пятне над зрительным нервом. Сила хрусталика глаза регулируется, чтобы обеспечить изображение на сетчатке для различных расстояний до объекта. Здесь показаны слои тканей с разным показателем преломления в хрусталике. Однако для ясности они были опущены на других рисунках.

1. Самый внешний слой — состоит из роговицы и склеры.
2. Средний слой — состоит из сосудистой оболочки, цилиарного тела и радужки.
3. Внутренний слой — сетчатка, которую можно увидеть с помощью инструмента, называемого офтальмоскопом.

Когда вы находитесь внутри этих трех слоев, есть водянистая влага (прозрачная жидкость, которая содержится в передней и задней камерах), стекловидное тело (прозрачное желе, которое намного больше, чем водянистая влага) и гибкая линза. Все это связано учеником.

Динамика

Каждый раз, когда глаз двигается, даже немного, он автоматически корректирует экспозицию, регулируя диафрагму, которая регулирует размер зрачка. Это то, что помогает глазам приспособиться к темным местам или действительно яркому свету. Хрусталик глаза похож на линзу в очках или фотоаппарате. Человеческий глаз имеет апертуру, как и фотоаппарат. Эту функцию выполняет зрачок, а диафрагма — диафрагма. Различные части глаза имеют разные показатели преломления, и это то, что изгибает лучи для формирования изображения. Роговица обеспечивает две трети мощности глаза. Объектив обеспечивает оставшуюся мощность. Изображение проходит через несколько слоев глаза, но происходит очень похоже на изображение выпуклой линзы.Когда изображение, наконец, достигает ретены, оно инвертируется, но мозг исправляет это. показывает, что происходит.

Диаграмма зрения : Изображение формируется на сетчатке, при этом лучи света сходятся в большей степени на роговице, а также при входе и выходе из линзы. Лучи сверху и снизу объекта отслеживаются и создают перевернутое реальное изображение на сетчатке. Расстояние до объекта рисуется меньше масштаба.

Движение глаз

Каждый глаз состоит из шести мышц; латеральные прямые мышцы живота, медиальные прямые мышцы живота, нижние прямые мышцы живота, верхние прямые мышцы живота, нижние косые мышцы и верхние косые мышцы живота. Все эти мышцы обеспечивают различное напряжение и крутящий момент для управления движением глаза. Вот несколько примеров движений глаз:

• Быстрое движение глаз — часто называемое REM, это происходит во время сна, когда происходят самые яркие сны.
• Saccade — это быстрые одновременные движения обоих глаз, контролируемые лобной долей мозга.
• Вестибулоокулярный рефлекс — это движение глаз, противоположное движению головы и удерживающее объект, на который вы смотрите, в центре зрения.
• Движение преследования — это движение слежения, когда вы следуете за движущимся объектом. Он менее точен, чем вестибулоокулярный рефлекс.

Color Vision

Используя колбочки сетчатки, мы воспринимаем изображения в цвете; каждый тип конуса видит области красного, зеленого или синего цвета.

Цели обучения

Объясните, как человеческий глаз воспринимает цвета

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Колбочки сетчатки отвечают за распознавание цветов. Существует три типа конусов, каждый из которых может принимать только один цвет: красный, зеленый или синий. Вот почему экраны телевизоров и компьютеров состоят из тысяч маленьких красных, зеленых или синих огней.
• Человеческий глаз более чувствителен к изменениям интенсивности, чем к изменениям цвета, поэтому допустимо использовать черно-белую фотографию вместо цветной и почему люди все еще могут различать все на фотографии без цвета.
• Цвета обычно записываются разными значениями красного, зеленого или синего.Каждое значение представляет собой лог-форму этой частоты.

Ключевые термины

• яркость : интенсивность объекта, не зависящая от его цвета.

В человеческом зрении за цветовое зрение отвечают колбочек. Оттуда важно понять, как воспринимается цвет. Используя клетки колбочек в сетчатке, мы воспринимаем изображения в цвете. Каждый тип конуса определенно видит области красного, зеленого или синего (RGB) в цветовом спектре красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго, фиолетового.

Цвета между этими абсолютными значениями рассматриваются как различные линейные комбинации RGB. Вот почему телевизоры и экраны компьютеров состоят из тысяч маленьких красных, зеленых или синих огней, и почему цвета в электронной форме представлены разными значениями RGB. Эти значения обычно приводятся в виде значения их частоты в логарифмической форме.

Цветовое пространство YUV

Человеческий глаз более чувствителен к изменениям интенсивности, чем к изменениям цвета, поэтому допустимо использовать черно-белую фотографию вместо цветной и почему люди по-прежнему могут различать все на фотографии без цвета.Интенсивность или яркость Y можно найти из следующего уравнения:

[латекс] \ text {Y} = 0,3 \ text {R} +0,6 \ text {G} +0,1 \ text {B} [/ latex]
[латекс] \ text {Y} = 0,3 \ text {R} +0.6 \ text {G} +0.1 \ text {B} [/ latex]

Предыдущее уравнение относится к яркости, но цветность (имеющая отношение к цветам) может быть найдена из следующих уравнений:

[латекс] \ text {U} = 0,5 (\ text {BY}) [/ latex]
[латекс] \ text {U} = 0,5 (\ text {B} — \ text {Y}) \\ \ text {V} = 0,625 (\ text {R} — \ text {Y}) [/ latex]

[латекс] \ text {V} = 0. 625 (\ text {RY}) [/ латекс]

Вы можете перейти от цветовых пространств RGB к YUV с помощью следующей матричной операции:

[латекс] \ begin {pmatrix} \ text {Y} \\ \ text {U} \\ \ text {V} \ end {pmatrix} = \ text {C} * \ begin {pmatrix} \ text {R} \\ \ text {G} \\ \ text {B} \ end {pmatrix} [/ latex]

Где C равно:

[латекс] \ begin {pmatrix} 0,3 & 0,6 & 0,1 \\ -0,15 & -0,3 & 0,45 \\ 0,4375 & -0,3750 & -0,0625 \ end {pmatrix} [/ latex]

Визуальная чувствительность

In, мы видим, что

Визуальная чувствительность : Этот график показывает чувствительность глаза к компонентам яркости (Y) и цветности (U, V) изображений.Горизонтальная шкала представляет собой пространственную частоту и представляет частоту чередующегося рисунка из параллельных полос с синусоидально изменяющейся интенсивностью. Вертикальная шкала — это контрастная чувствительность человеческого зрения, которая представляет собой отношение максимального видимого диапазона интенсивностей к минимально различимому изменению интенсивности от пика к пику на указанной частоте.

• максимальная чувствительность к Y возникает для пространственных частот около 5 циклов / градус, что соответствует полосатым узорам с полупериодом (шириной полосы), равным 1.8 мм на расстоянии 1 м (~ длина руки).
• Глаз имеет очень слабую реакцию выше 100 циклов / градус, что соответствует ширине полосы 0,1 мм на расстоянии 1 м. На стандартном экране ПК шириной 250 мм для этого потребуется 2500 пикселей на строку! Следовательно, текущий стандарт SVGA 1024 × 768 пикселей по-прежнему несколько далеки от идеала и ограничен размером пятна на ЭЛТ. Современные дисплеи ноутбуков имеют размер экрана около 0,3 мм, но они приятны для просмотра, потому что края экрана такие острые (и нет мерцания).
• Чувствительность к яркости падает на низких пространственных частотах, показывая, что мы не очень хорошо умеем оценивать абсолютные уровни яркости, пока они не изменяются со временем — чувствительность яркости к временным флуктуациям (мерцанию) не падает при низких пространственных частотах. частоты.
• Максимальная чувствительность цветности намного ниже максимальной светочувствительности, при этом сине-желтая (U) чувствительность составляет примерно половину от красно-зеленой (V) чувствительности и примерно 16 от максимальной светочувствительности.
• Чувствительность цветности падает выше 1 цикл / градус, что требует гораздо меньшей пространственной полосы пропускания, чем яркость.

Теперь мы можем понять, почему лучше преобразовать в домен YUV перед попыткой сжатия изображения. Компоненты U и V могут быть дискретизированы с меньшей частотой, чем Y (из-за более узкой полосы пропускания), и могут быть определены количественно более грубо (из-за более низкой контрастной чувствительности).

Разрешение человеческого глаза

Человеческий глаз — это орган чувств, обеспечивающий зрение и способный различать около 10 миллионов цветов.

Цели обучения

Описывать поле зрения и цветовую чувствительность человеческого глаза

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Сетчатка человеческого глаза имеет коэффициент статической контрастности около 100: 1 и коэффициент динамической контрастности около 1000000: 1.
• Глаз включает линзу, аналогичную линзам в оптических приборах, таких как фотоаппараты.
• Приблизительное поле зрения отдельного человеческого глаза составляет 95 ° от носа, 75 ° вниз, 60 ° к носу и 60 ° вверх, что позволяет людям иметь горизонтальное поле зрения, обращенное вперед, почти на 180 градусов. .

Ключевые термины

• коэффициент статической контрастности : Коэффициент яркости самого яркого и самого темного цвета, который система способна обрабатывать одновременно в любой момент времени.
• коэффициент динамической контрастности : коэффициент яркости самого яркого и самого темного цвета, который система способна обрабатывать с течением времени (во время движения изображения).
• поле зрения : Угловой размер того, что можно увидеть либо глазом, либо с помощью оптического инструмента или камеры.

Человеческий глаз — это орган, реагирующий на свет во многих обстоятельствах. Как сознательный орган чувств человеческий глаз допускает зрение; палочковидные и колбочковые клетки сетчатки позволяют сознательное восприятие света и зрение, включая цветовую дифференциацию и восприятие глубины. Человеческий глаз может различать около 10 миллионов цветов. Модель человеческого глаза можно увидеть на.

Схематическая диаграмма человеческого глаза : Структура глаза и сетчатка крупным планом.

Сетчатка человеческого глаза имеет коэффициент статической контрастности около 100: 1 (около 6.5 ступеней диафрагмы). Как только глаз перемещается, он повторно регулирует свою экспозицию, как химически, так и геометрически, регулируя радужную оболочку (которая регулирует размер зрачка). Первоначальная адаптация к темноте происходит примерно через четыре секунды глубокого, непрерывного темноты; Полная адаптация за счет корректировок химического состава сетчатки в основном завершается за тридцать минут. Следовательно, возможен динамический коэффициент контрастности около 1000000: 1 (около 20 диафрагм). Процесс нелинейный и многогранный, поэтому прерывание светом запускает процесс адаптации заново.Полная адаптация зависит от хорошего кровотока (таким образом, адаптации к темноте может быть затруднено плохое кровообращение и сосудосуживающие факторы, такие как табак).

Глаз включает линзы, похожие на линзы в оптических приборах (например, фотоаппаратах). Могут применяться те же принципы. Зрачок человеческого глаза — это его апертура. Ирис — это диафрагма, которая служит диафрагмой. Из-за рефракции в роговице эффективная апертура (входной зрачок) немного отличается от физического диаметра зрачка.Входной зрачок обычно составляет около 4 мм в диаметре, хотя он может варьироваться от 2 мм (f / 8,3) в ярко освещенном месте до 8 мм (f / 2,1) в темноте. Последнее значение медленно уменьшается с возрастом; Глаза пожилых людей иногда расширяются не более чем на 5-6 мм.

Приблизительное поле зрения отдельного человеческого глаза составляет 95 ° от носа, 75 ° вниз, 60 ° к носу и 60 ° вверх, что позволяет людям иметь горизонтальное поле зрения, обращенное вперед, почти на 180 градусов. . При вращении глазного яблока примерно на 90 ° (исключая вращение головы, включая периферическое зрение) горизонтальное поле зрения достигает 170 °.Приблизительно на 12–15 ° височно и на 1,5 ° ниже горизонтали находится зрительный нерв или слепое пятно, которое составляет примерно 7,5 ° в высоту и 5,5 ° в ширину.

Близорукость, дальнозоркость и коррекция зрения

Чтобы человеческий глаз мог видеть ясно, изображение должно формироваться непосредственно на сетчатке; в противном случае изображение размытое.

Цели обучения

Определить факторы, вызывающие близорукость и дальнозоркость дефекты зрения

Ключевые выводы

Ключевые моменты

• Фокус изображения будет меняться в зависимости от формы линзы.Ваш объектив меняется в зависимости от расстояния до объекта, расслабления или сокращения мышц, и это контролирует фокусное расстояние.
• Близорукость возникает, когда изображение формируется до сетчатки.
• Дальнозоркость возникает, когда изображение формируется за сетчаткой.

Ключевые термины

• миопия : нарушение зрения, при котором удаленные объекты кажутся нечеткими, потому что глаз фокусирует свое изображение перед сетчаткой, а не на ней.
• дальнозоркость : нарушение зрения, при котором глаз фокусирует изображения позади сетчатки, а не на ней, так что удаленные объекты видны лучше, чем близкие.

Человеческий глаз — это вход в одно из пяти наших чувств. Человеческий глаз — это орган, реагирующий на свет. Он обеспечивает восприятие света, цветового зрения и восприятия глубины, но не все глаза идеальны. Нормальный человеческий глаз может видеть около 10 миллионов различных цветов!

Недвижимость

Вопреки тому, что вы могли подумать, человеческий глаз — не идеальная сфера, а состоит из двух частей разной формы: роговицы и склеры.Эти две части соединены кольцом, называемым лимбом. Видимая часть глаза — это радужная оболочка, цветная часть глаза. Посередине радужной оболочки находится зрачок — черная точка, меняющая размер. Эти элементы покрывает роговица, но она прозрачна. Глазное дно находится напротив зрачка, но внутри глаза, и его нельзя увидеть без специальных инструментов. Зрительный нерв — это то, что передает сигналы глаза в мозг. показывает схему глаза.

Видение

Различные части глаза имеют разные показатели преломления, и это то, что изгибает лучи для формирования изображения.Роговица обеспечивает две трети мощности глаза. Объектив обеспечивает оставшуюся мощность. Изображение проходит через несколько слоев глаза, но происходит это очень похоже на выпуклую линзу. Когда изображение, наконец, достигает ретены, оно инвертируется, но мозг исправляет это. Чтобы зрение было четким, изображение должно формироваться непосредственно на сетчатке. Фокус нужно менять, как и в камере, в зависимости от расстояния и размера объекта. Хрусталик глаза гибкий и меняет форму.Это изменяет фокусное расстояние. Цилиарные мышцы глаза контролируют форму хрусталика. Когда вы на чем-то сосредотачиваетесь, вы сжимаете или расслабляете эти мышцы.

Диаграмма зрения : Изображение формируется на сетчатке, при этом лучи света сходятся в большей степени на роговице, а также при входе и выходе из линзы. Лучи сверху и снизу объекта отслеживаются и создают перевернутое реальное изображение на сетчатке. Расстояние до объекта рисуется меньше масштаба.

Близкое зрение

Близорукость или миопия — это дефект зрения, который возникает, когда фокус изображения находится перед сетчаткой.Это показано на рисунке. Близкие объекты видны хорошо, а удаленные объекты размыты. Это можно исправить, поместив перед глазом расходящиеся линзы. Это заставит световые лучи распространиться прежде, чем они попадут в глаз.

Близкое зрение : Это происходит, когда изображение формируется до сетчатки

Дальновидное зрение

Дальнозоркость или дальнозоркость — это дефект зрения, который возникает, когда изображение фокусируется за сетчаткой. Это показано в.Далекие объекты видны хорошо, но более близкие объекты размыты. Это можно исправить, поместив собирающие линзы перед глазом. Это заставит световые лучи немного сходиться вместе, прежде чем они попадут в глаз.

Дальнее зрение : это происходит, когда изображение формируется за сетчаткой

Орган зрения — анатомия человека

РИС. 863– Поперечный срез головы куриного эмбриона, инкубация в течение 48 часов.(Дюваль.)

(Органон Визус; Глаз) Луковица глаза ( Bulbus oculi; глазное яблоко ), или орган зрения, содержится в полости орбиты, где он защищен от травм и перемещается глазными мышцами. С ним связаны некоторые вспомогательные структуры, а именно мышцы, фасции, брови, веки, конъюнктива и слезный аппарат.

Луковица глаза заключена в жировой ткани глазницы, но отделена от нее тонким перепончатым мешком, fasia bulbi (стр. 1024).Он состоит из сегментов двух сфер разного размера. Передний сегмент небольшой сферы; он прозрачный и составляет примерно одну шестую часть луковицы. Он более заметен, чем задний сегмент, который представляет собой одну из более крупных сфер, и непрозрачен и составляет примерно пять шестых луковицы. Термин передний полюс применяется к центральной точке переднего изгиба луковицы, а термин задний полюс — к центральной точке его заднего изгиба; линия, соединяющая два полюса, образует оптическую ось . Оси двух лампочек почти параллельны и поэтому не соответствуют осям орбит, которые направлены вперед и в стороны. Зрительные нервы следуют направлению осей орбит и поэтому не параллельны; каждый входит в свое глазное яблоко на 3 мм. на носовую сторону и немного ниже уровня заднего полюса. Луковица имеет гораздо больший поперечный и переднезадний диаметры, чем вертикальный, первый составляет около 24 мм., последняя примерно до 23,5 мм .; у самки все три диаметра несколько меньше, чем у самца; его переднезадний диаметр при рождении около 17,5 мм, а в период полового созревания от 20 до 21 мм.

РИС. 864– Поперечный срез головы куриного эмбриона, инкубация в течение пятидесяти двух часов. (Duval.)

Разработка. — Глаза начинают развиваться в виде пары дивертикулов латеральных сторон переднего мозга.Эти дивертикулы появляются до закрытия переднего конца нервной трубки; после закрытия трубки они известны как зрительные пузырьки . Они выступают по сторонам головы, и периферийная часть каждой расширяется, образуя полую луковицу, в то время как проксимальная часть остается узкой и составляет оптический стержень (рис. 863, 864). Эктодерма, покрывающая луковицу, утолщается, инвагинируется и, наконец, отделяется от эктодермального покрытия головы в виде пузырька клеток, пузырька хрусталика , , который составляет зачаток хрусталика.Наружная стенка луковицы становится утолщенной и инвагинированной, и, таким образом, луковица превращается в чашку, оптическую чашу , , состоящую из двух слоев клеток (рис. 864). Эти два слоя непрерывны друг с другом на краю чашки, который в конечном итоге перекрывает переднюю часть линзы и достигает будущей апертуры зрачка. Инвагинация не ограничивается внешней стенкой луковицы, но затрагивает также ее задне-нижнюю поверхность и проходит в виде бороздки на некоторое расстояние вдоль оптического стержня, так что на какое-то время появляется щель или трещина, хориоидальная щель, находится в нижней части чашки (рис.865). Через бороздку и щель мезодерма переходит в оптический стебель и чашечку, и в этой мезодерме развивается кровеносный сосуд; на седьмой неделе борозда и трещина закрываются, и сосуд образует центральную артерию сетчатки. Иногда хориоидальная трещина сохраняется, и когда это происходит, сосудистая оболочка и радужная оболочка в области трещины остаются неразвитыми, вызывая состояние, известное как колобома сосудистой оболочки или радужки.

РИС.865– Глазной бокал и хориоидальная трещина, вид снизу, у человеческого эмбриона возрастом около четырех недель. (Kollmann.)

Сетчатка развивается из глазного бокала. Внешний слой чашечки сохраняется в виде единого слоя клеток, которые принимают столбчатую форму, приобретают пигмент и образуют пигментированный слой сетчатки; пигмент сначала появляется в клетках у края чашки. Клетки внутреннего слоя разрастаются и образуют слой значительной толщины, из которого развиваются нервные элементы и стентакулярные волокна сетчатки вместе с частью стекловидного тела.В той части чашечки, которая перекрывает линзу, внутренний слой не дифференцируется на нервные элементы, а образует слой столбчатых клеток, которые накладываются на пигментированный слой, и эти два слоя образуют pars ciliaris и pars iridica retinæ .

Клетки внутреннего или сетчатого слоя глазного бокала дифференцируются в спонгиобласты и герминативные клетки, а последние своим подразделением дают начало нейробластам.Из спонгиобластов формируются стентакулярные волокна Мюллера, наружная и внутренняя ограничивающие мембраны, а также фундамент молекулярных слоев сетчатки. Нейробласты формируют ганглиозный и ядерный слои. Слой палочек и колбочек сначала развивается в центральной части глазного бокала, а оттуда постепенно расширяется к краю бокала. К восьмому месяцу жизни плода завершаются все слои сетчатки.

Зрительный стержень превращается в зрительный нерв за счет облитерации его полости и прорастания в нее нервных волокон.Большинство этих волокон являются центростремительными и растут назад в зрительный стержень от нервных клеток сетчатки, но некоторые отходят в противоположном направлении и происходят от нервных клеток в головном мозге. Волокна зрительного нерва получают свои мозговые оболочки примерно на десятой неделе после рождения. Хиазма зрительного нерва образуется в результате встречи и частичного перекреста волокон двух зрительных нервов. За хиазмой волокна растут назад по оптическим трактам к таламусу и среднему мозгу.

Хрусталик развивается из пузырька хрусталика, который отступает в пределах края чашечки и отделяется от вышележащей эктодермы мезодермой. Клетки, образующие заднюю стенку пузырька, удлиняются и превращаются в волокна хрусталика, которые растут вперед и заполняют полость пузырька (рис. 866). Клетки, образующие переднюю стенку, сохраняют свой клеточный характер и образуют эпителий на передней поверхности взрослого хрусталика.Ко второму месяцу жизни хрусталик покрывается сосудистой мезодермальной капсулой, capsula vasculosa lentis ; кровеносные сосуды, снабжающие заднюю часть этой капсулы, происходят из гиалоидной артерии; для переднего отдела от передних цилиарных артерий; часть капсулы, которая покрывает переднюю часть линзы, называется зрачковой мембраной . К шестому месяцу все сосуды капсулы атрофируются, кроме гиалоидной артерии, которая исчезает в течение девятого месяца; Положение этой артерии у взрослого человека обозначается гиалоидным каналом, который идет от диска зрительного нерва до задней поверхности хрусталика.С потерей кровеносных сосудов capsula vasculosa lentis исчезает, но иногда зрачковая мембрана сохраняется при рождении, вызывая состояние, называемое врожденной атрезией зрачка .

РИС. 866– Горизонтальный разрез глаза кролика, зародившегося в течение восемнадцати дней. X 30. (Kölliker.)

Стекловидное тело проявляется между линзой и глазным бокалом.Зачаток хрусталика и глазной пузырь сначала контактируют друг с другом, но после закрытия пузырька хрусталика и образования глазного бокала первый отделяется от сетчатого слоя бокала; эти два, однако, остаются связанными сетью тонких протоплазматических процессов. Эта сеть, происходящая частично из клеток хрусталика и частично из клеток сетчатого слоя чашечки, составляет примитивное стекловидное тело (рис. 867, 868). Сначала эти протоплазматические отростки происходят из всего сетчатого слоя чашечки, но позже ограничиваются цилиарной областью, где в процессе конденсации они, по-видимому, образуют цилиарную зону.Мезодерма, которая входит в чашечку через хориоидальную щель вокруг экватора хрусталика, тесно соединяется с этой ретикулярной тканью и способствует формированию стекловидного тела, которое, таким образом, происходит частично из эктодермы и частично из мезодермы.

РИС. 867– Сагиттальный разрез глаза человеческого эмбриона шести недель. (Kollmann.)

РИС.868– Участок развития глаза форели. (Szily.)

Передняя камера глаза выглядит как щель в мезодерме, отделяющая хрусталик от вышележащей эктодермы. Слой мезодермы перед щелью образует собственное вещество роговицы, которое позади щели — строму радужной оболочки и зрачковую оболочку. Волокна цилиарной мышцы происходят из мезодермы, но волокна сфинктера и дилататорного зрачка имеют эктодермальное происхождение и развиваются из клеток зрачковой части глазного бокала.

Склера и сосудистая оболочка происходят из мезодермы, окружающей глазной бокал.

века образованы как небольшие кожные складки (рис. 866, 867), которые примерно в середине третьего месяца сходятся вместе и соединяются перед роговицей. Они остаются едиными примерно до конца шестого месяца.

Слезный мешок и носослезный проток образуются в результате утолщения эктодермы в бороздке, назооптической борозды, между латеральными носовыми и верхнечелюстными отростками.Это утолщение образует прочный шнур клеток, который погружается в мезодерму; в течение третьего месяца центральные клетки пуповины разрушаются и образуется просвет — носослезный канал. Слезные протоки возникают в виде зачатков из верхней части канатика клеток и вторично образуют отверстия ( puncta lacrimalia, ) по краям век. Эпителий роговицы и конъюнктивы, а также тот, который выстилает протоки и альвеолы ​​слезной железы, имеют эктодермальное происхождение, как и ресницы и выстилающие клетки желез, которые открываются по краям век.

Анатомия глаза и принципы его работы

Глаз — это орган, который обнаруживает свет и посылает сигналы по зрительному нерву в мозг. У людей глаз — ценный орган чувств, который дает нам способность видеть. Он обеспечивает восприятие света и зрение, в том числе способность различать цвета и глубину.

JGI / Getty Images

Несмотря на небольшие размеры, глаз — очень сложный орган. Глаз примерно 1 дюйм в ширину, 1 дюйм в глубину и 0.9 дюймов в высоту. Человеческий глаз имеет угол обзора 200 градусов и может видеть 10 миллионов цветов и оттенков. У людей два глаза, что позволяет нам лучше воспринимать глубину и бинокулярный стереопсис.

Анатомия глаза

• Роговица — Роговица представляет собой прозрачную куполообразную структуру в передней части глаза. Роговица обеспечивает глаз 2/3 преломляющей силы.
• Конъюнктива — Конъюнктива — это слизистая оболочка, покрывающая поверхность глаза и внутреннюю часть век.
• Склера — Склера представляет собой белое твердое внешнее покрытие глазного яблока. Склера переходит в роговицу.
• Радужка — радужная оболочка — это пигментированная ткань с двумя мышцами, которые контролируют сужение зрачка и его расширение. Радужная оболочка действует как диафрагма, контролирующая количество света, попадающего в глаз. Радужная оболочка — это цветная часть глаза.
• Зрачок — Зрачок — это отверстие в середине радужной оболочки, через которое свет проходит к сетчатке.Зрачок черный, потому что свет, попадающий в глаз, поглощается сетчаткой.
• Передняя камера — Передняя камера представляет собой заполненную жидкостью камеру между радужной оболочкой и внутренней поверхностью роговицы, которая состоит из эндотелия. Водяная жидкость — это жидкость, заполняющая переднюю камеру.
• Трабекулярная сеть — Трабекулярная сеть — это сеть тканей, расположенных вокруг основания роговицы в углу глаза. Трабекулярная сеть является продолжением цилиарного тела.Он отвечает за отток водянистой влаги в канал Шлемма (дренажные трубки) и в систему крови.
• Кристаллическая линза — Кристаллическая линза обеспечивает глаз 1/3 преломляющей или фокусирующей силы. Это фиброзная ткань, которая может изменять форму, увеличивая или уменьшая свою силу. Поскольку он может изменять форму, он позволяет глазу фокусироваться на промежуточных и близких объектах.
• Цилиарное тело — Хрусталик прикреплен к цилиарному телу с помощью зонул хрусталика.Цилиарное тело — это мышца, которая может сокращаться, чтобы изменить форму хрусталика. Это позволяет людям внимательно следить за близкими объектами. Другая функция цилиарного тела — производить водянистую влагу, которая течет в переднюю камеру.
• Сетчатка — Сетчатка — это светочувствительная ткань, которая улавливает световую энергию и передает ее в мозг в виде нервных импульсов.
• Зрительный нерв — Зрительный нерв представляет собой сеть нервных клеток, которые получают импульсы от слоя нервных волокон на сетчатке. Он передает нервные импульсы в мозг.

Диаграмма

, зрительный нерв, радужная оболочка, роговица, зрачок и др.