Зрение — как устроен и работает человеческий глаз

Тончайший луч гелий-неонового лазера пронизывает зрачок человеческого глаза. Он прорезает крошечное отверстие в замутненном зрачке, чтобы свет снова мог проникать в глаз.

Значение зрения для человека

Человеческий глаз — это уникальный орган, благодаря которому мы получаем до восьмидесяти процентов информации об окружающем мире. Он позволяет оценивать глубину, расстояние, размеры, движение и цвет предметов. Глаза могут двигаться вверх, вниз и в стороны, обеспечивая максимально широкий обзор.

Организм человека. Выпуск №1

Зрачок и его работа

Зрачок — это отверстие в центре радужной оболочки глаза. Радужка контролирует количество света, попадающего внутрь глаза:

• При ярком освещении мышцы радужки сокращаются, зрачок сужается до размера крошечной точки, пропуская минимальный поток света.
• При тусклом свете радужка расслабляется, зрачок расширяется, пропуская больше света.
• Размер зрачка может меняться не только из-за освещения, но и под воздействием сильных эмоций, например страха или любви.

Сужение и расширение зрачка при ярком и тусклом освещении.

Устройство глаза

Человеческий глаз имеет форму шара.

Его передний отдел покрыт прозрачным слегка выпуклым слоем — роговицей. Она соединена с белочной оболочкой глаза — склерой, которая охватывает почти всю внешнюю поверхность глазного яблока и пронизана множеством кровеносных сосудов.

Роговица — это первая линза глаза. Она имеет постоянную форму и фокус, никогда не меняет положения и преломляет световые лучи, направляя их вглубь глаза.

Под роговицей находится радужная оболочка — мышечный диск с отверстием в центре, то есть зрачком. Цвет радужки может быть голубым, зелёным или карим.

За радужной оболочкой расположен хрусталик — вторая линза глаза. Он гибкий и способен менять форму благодаря системе подвешивающих связок и цилиарных мышц. При взгляде на дальние предметы мышцы расслабляются, хрусталик становится более плоским; при рассматривании близких предметов его кривизна увеличивается.

Между роговицей и радужкой находится прозрачная жидкость — внутриглазная влага. Она защищает роговицу от микроорганизмов.

Внутреннее пространство глаза заполнено стекловидным телом — прозрачным студенистым веществом, придающим глазному яблоку упругость и форму.

Шарообразную форму, твердость и упругость глазному яблоку придаёт заполняеющая его студенистая жидкость, называемая стекловидным телом. На своём месте в глазнице глаз удерживается особым отростком. Внутри него находится зрительный нерв, передающий в мозг зрительные сигналы.

Как глаз формирует изображение

Свет проходит через роговицу, зрачок, хрусталик и стекловидное тело, после чего попадает на сетчатку — внутреннюю оболочку глаза. Сетчатка состоит из примерно ста тридцати миллионов светочувствительных клеток:

• Палочки — воспринимают свет, но не различают цвета, позволяют видеть в темноте.
• Колбочки — отвечают за восприятие цветов и чёткое зрение при достаточном освещении.

Колбочки сосредоточены в центральной ямке сетчатки, палочки — по её периферии.

Сетчатка соединена со зрительным нервом, который передаёт световые сигналы в мозг. Изображение, попадающее на сетчатку, изначально перевёрнутое, но мозг автоматически «переворачивает» его, чтобы мы видели мир правильно.

Объёмное и цветовое зрение

Каждый глаз видит предметы под немного разным углом. Мозг совмещает эти изображения, создавая объёмное восприятие — стереоскопическое зрение.

В кинематографе можно получить трехмерный спецэффект, отпечатав два изображения, снятых под несколько иным ракурсом - одно в красном, а другое в зелёных цвете - и наложив их друг на друга. Зрители надевают специальные очки с разноцветными стёклами, так что один глаз видит только красное изображение, а другой - только зелёное, что и даёт в сумме трёхмерный эффект.

Человеческий глаз различает до десяти миллионов оттенков. Мы видим только определённый диапазон световых волн и не воспринимаем ультрафиолет, который доступен, например, насекомым.

Белый свет образуется при сочетании трёх основных цветов — красного, синего и зелёного.

Нарушения зрения

1. Близорукость — изображение фокусируется перед сетчаткой, из-за чего плохо видны дальние предметы. Причина — удлинённая форма глазного яблока или слишком сильное преломление в хрусталике. Исправляется вогнутыми линзами, контактными линзами или лазерной коррекцией.

Близорукость чаще развивается в возрасте 7–18 лет, при этом глазное яблоко удлиняется, и изображение фокусируется перед сетчаткой. Человек плохо видит вдаль — удалённые объекты кажутся размытыми, приходится щуриться. Для коррекции назначают очки или линзы со знаком «минус».

2. Дальнозоркость — изображение фокусируется за сетчаткой, из-за чего плохо видны близкие предметы. Причина — укороченное глазное яблоко или слабое преломление хрусталика. Исправляется выпуклыми линзами.

Дальнозоркость обычно формируется до 7 лет и связана с укорочением глазного яблока — изображение фокусируется за сетчаткой. При этом трудно видеть вблизи: сложно читать, шить или выполнять работу с мелкими деталями. Корректируют зрение очками или линзами со знаком «плюс».

Близорукость (миопия) — изображение фокусируется перед сетчаткой, из-за чего дальние объекты видны размыто. Дальнозоркость (гиперметропия) — фокусировка происходит за сетчаткой, что затрудняет чёткое восприятие близких предметов.

3. Астигматизм — роговица имеет неправильную форму, из-за чего световые лучи фокусируются в разных точках, и изображение искажается.
4. Косоглазие — несогласованная работа глазных мышц, когда один глаз направлен в сторону от другого. Лечится упражнениями, ношением повязки на здоровый глаз, очками или операцией.
5. Цветовая слепота — нарушение способности различать определённые цвета. Чаще встречается у мужчин и передаётся по наследству.
6. Глаукома — повышение внутриглазного давления из-за накопления жидкости. При отсутствии лечения может привести к слепоте.

7. Катаракта — помутнение хрусталика, из-за чего изображение становится размытым, как через замерзшее стекло. Лечится хирургическим удалением хрусталика с заменой на искусственную линзу.

Защитные механизмы глаза

• Веки и ресницы защищают глаза от пыли и яркого света.
• Слёзная жидкость омывает поверхность глаза и содержит вещества, убивающие микробы.
• Брови отводят пот от глаз.
• Глаз находится в глазнице, окружённой жировой тканью, которая смягчает удары.

Оптические иллюзии

Какую цифру вы видите? Люди с нормальным цветовым зрением, различающие все три основным цвета - красный, зеленый и синий, увидят здесь число 74. Люди с красно-зеленой - наиболее распространенной - цветовой слепотой не отличают красный от зеленого и видят число 21. Полной цветовой слепотой страдают единицы. Цветовая слепота, как и цвет волос, наследуется от родителей. Мальчики подвержены ей больше, чем девочки. Избавиться от нее невозможно, но она крайне редко перерастает в серьезную проблему.

Интересные факты о зрении

• Человек моргает один–два раза каждые десять секунд. За двенадцать часов это около двадцати пяти минут, проведённых с закрытыми глазами.
• Новорождённые не моргают первые полгода жизни.
• Витамин А, содержащийся в моркови, улучшает работу палочек сетчатки и помогает видеть в темноте.
• При переходе из ярко освещённого места в темноту зрение приспосабливается постепенно — от нескольких секунд до нескольких минут.
• Французы называют сумерки «часом синевы», потому что колбочки перестают работать, и цвета кажутся сине-серыми.

Понравилась статья?
Подписывайтесь на научный журнал "Древо Познания", и познавайте мир вместе с нами! :)

Организм человека. Выпуск №1