Бележки за очите и зрението
Човешкото око е много съвършен инструмент. Има невероятна способност да се самонастройва и саморегулира, което му позволява да работи при различни условия на осветление. Той има способността да коригира грешките, които възникват в него поради несъвършенството на неговата оптична система по такъв начин, че ние дори не ги забелязваме.
Обикновено, когато се сравнява окото с фотоапарата, ролята на лещата се приписва на лещата. Междувременно основната пречупваща повърхност на окото на човека и сухоземните животни е роговицата, а не лещата. Оптичната сила на човешката роговица е 43 диоптъра, а на лещата - от 20 до 30 диоптъра, в зависимост от нейната изпъкналост, която се променя при акомодация - фокусиране. Това се дължи на факта, че разликата в коефициентите на пречупване на въздуха и роговицата (1,37) е по-голяма, отколкото между лещата (1,38) и околната среда (1,33).
Под вода трябва да сложим маска, за да задържим въздуха пред роговицата, защото на границата на водата и роговицата рефракцията е недостатъчна и образът е замъглен. Лещата играе и ролята на настройващ елемент на оптичната система на окото. Промяната на неговата изпъкналост ви позволява да получите рязко изображение на обекти, разположени както далеч, така и близо до очите.
При рибите фокусирането се постига не чрез промяна на степента на изпъкналост на лещата, а чрез преместването й (между другото, роговицата на рибата практически не пречупва светлинните лъчи и лещата служи като единствен оптичен елемент на окото; окото на рибата е подобно на камера по отношение на фокусирането).
Промяната в изпъкналостта на лещата се дължи на нейните еластични свойства и свиване на съответните мускули. С механизма на акомодация е свързано следното явление: ако се гледат концентрични кръгове от малъкразстояние, създава впечатление за въртящо се витло. Факт е, че напрежението на акомодиращия мускул се състои от множество контракции на много влакна, които бързо следват едно след друго. Следователно лещата има осцилираща повърхност; в различни моменти различни сектори от кръговете се оказват по-ясно изобразени и с последователната им промяна се създава впечатление за въртене на тези сектори. Може би по същата причина имаме „ослепителни очи“, когато гледаме шахматна схема от малки черни и бели квадратчета. Тъй като ефектът зависи от напрежението на акомодиращия мускул, той изчезва, ако мускулът е отпуснат (регулирайте погледа да гледа в далечината).
Пречупващата среда на окото, както повечето пречупващи среди, пречупва най-силно виолетовите и сините лъчи, а най-слабо червените. Ако светлината от далечен източник премине през ръба на зеницата (с помощта на малка диафрагма или затвор, направен от лента черна хартия), тогава на ръба на роговицата тя се разлага на спектър, както в призма. Това се вижда особено ясно при наблюдение на синия железопътен сигнален знак; светлинните филтри на този сигнален знак пропускат освен синята и червена светлина, поради което при частично запушване на зеницата сигналното изображение се разпада на две напълно отделни петна - червено и синьо.
При оценката на разстоянието до обекта от голямо значение е степента на конвергенция на очите (информация на зрителните оси), необходима за комбиниране на образите на обекта в двете очи. В повечето случаи желаната конвергенция се задава автоматично и този процес убягва от нашето внимание. Но изборът на желаната конвергенция е труден, ако обектът се състои от части, които се повтарят периодично и са разположени по хоризонтална линия. В този случай окото, сякаш „незнае за какво да се хване, тъй като при различна конвергенция на очите различни части от обекта се проектират върху ретината, но еднакво подходящи за подравняване.
Направете следния експеримент: На тъмен фон поставете равномерно осветен низ от еднакви кръгли мъниста, като го издърпате хоризонтално на разстояние 20-25 см от очите. Желателно е краищата на конеца в пръстите и други непериодични елементи на обекта да не се виждат. Опитайте се да намалите (присвиете) очите си по такъв начин, че изображенията да се изместят с цял брой мъниста. В същото време изглежда, че низът от мъниста се е приближил до лицето. С известна практика този експеримент е успешен с почти всяка периодична шарка, например шарка върху тапет или върху плочки, и дори с чифт еднакви моливи. Ако експериментът с моливите е успешен и можете да задържите очите си върху „третия“ молив (обединеното изображение на два различни молива), дори когато разстоянието между тях се промени, тогава имайте предвид, че когато раздалечите моливите, „третият“ молив се вижда не само по-близо, но изглежда, че става по-малък.
Диаметърът на зеницата на окото ни варира в зависимост от осветеността от 7-8 до 1,5 mm, тоест около 5 пъти. Това означава, че площта му и количеството пропусната светлина се променят около 25 пъти. Не е много. При камерите относителният диаметър на блендата се променя най-малко 10 пъти или дори повече, така че съотношението на блендата може да се променя стотици пъти. Между другото, при много нощни животни, които трябва да се предпазват от излишната светлина през деня, зеницата не е кръгла, като нашата, а като цепка. Какви са предимствата на такъв ученик! Кръглата зеница се стеснява поради свиването на кръговите мускули. За да се намали площта на зеницата 100 пъти, мускулните влакна трябва да се свият около 10 пъти. Ако зеницата е образувана от два снопа влакна,фиксирани в краищата, достатъчно е да ги скъсите един път и половина, така че площта на зеницата да намалее стотици пъти. Котките, змиите, крокодилите, нощните гущери - геконите имат цепнато зеница. Но по някаква причина природата е надарила совите с кръгли зеници.
Повечето хора не знаят за съществуването на сляпо петно. Направете експеримент, който ви позволява не само да проверите наличието на сляпо петно, но и да оцените частта от зрителното поле, която не виждаме. На лист хартия поставете яркочервена точка отляво. Затваряйки дясното си око, начертайте линия с молив от точката надясно и леко нагоре; в същото време проследете върха на молива с лявото си око, като същевременно отбелязвате наум дали точката се вижда отляво. След като точката изчезне, маркирайте позицията на молива. Направете същото в продължението на започнатата линия, като я насочите отдалеч към първата маркировка, след това в перпендикулярна посока и т.н. Това ще ограничи областта на точките на листа, като гледате, което губите яркочервената точка вляво. Ако сега листът хартия се завърти на 130° и се погледне светлата точка (сега тя ще бъде от дясната страна на листа) със същото око, тогава зоната, ограничена от маркировките, ще се проектира върху сляпото петно, което може да се провери, като поставите малка монета върху него. Няма да видим монетата.
Сляпото петно, както знаете, се образува от влакната на зрителния нерв, преминаващи отвътре през ретината навън. Подобно "решение" на проблема с изхода на нервните влакна от ретината не е нито най-доброто, нито единственото възможно: например при главоногите (калмари, октопод) окото няма сляпо петно. Защо окото на гръбначните е толкова смешно? В крайна сметка наличието на „мъртво“, невидимо пространство е очевидно неблагоприятно.
Този "метод" за извеждане на зрителния нерв през ретината, което води досляпо петно, се свързва с произхода на окото на гръбначните по време на еволюцията и не е толкова лесно да се откажеш от това наследство на природата, дори и да е неблагоприятно. Да, трябва да признаем, че всъщност не страдаме от наличието на сляпо петно. Дори и да гледате с едно око, трябва да обърнете специално внимание, за да намерите сляпо петно, а ако гледате с две, изобщо няма да успеете.