A szem mint optikai rendszer. Tárgy: A fény mozgása a szemben
29-04-2012, 14:11
Leírás
A külvilág tárgyainak észlelése a szem végzi el a retinán lévő tárgyak képének elemzésével. A retinában összetett fotokémiai folyamat játszódik le, ami a az észlelt fényenergia átalakítása V ideg impulzusok. Ezek az impulzusok az idegrostok mentén eljutnak az agykéreg látóközpontjaiba, ahol átalakulnak vizuális érzésés az észlelés. Ezenkívül csak a folyamat első részét veszik figyelembe - a kép képződését a szem optikai rendszere által. Ez figyelembe veszi a rendszerben rejlő interferenciát. Adatok kb morfológiai szerkezet a szem csak a szem optikai rendszerének jellemzőinek megértéséhez szükséges mértékben adható meg,A szem optikai elemei
A szem optikai rendszere különböző átlátszó szövetekből és rostokból álló lencsék rendszerének tekinthető. Ezeknek a természetes lencséknek az "anyagában" lévő különbségek különbséget okoznak az optikai jellemzőikben és mindenekelőtt a törésmutatóban. A szem optikai rendszere valódi képet hoz létre a megfigyelt tárgyról a retinán.
A normál szem alakja közel áll a gömbhöz. Felnőtteknél a szemgolyó átmérője körülbelül 25 mm. Tömege körülbelül 78 g.Ametropiával gömb alakúáltalában megsértik. A tengely anteroposterior dimenziója, amelyet szagittális tengelynek is neveznek, rövidlátásban általában meghaladja a függőleges és vízszintes (vagy keresztirányú) dimenziót. Ebben az esetben a szem már nem gömb alakú, hanem ellipszis alakú. A hypermetropiában éppen ellenkezőleg, a szem hosszirányban kissé lapított, a sagittális mérete kisebb, mint a függőleges és a keresztirányú.
Intravitális mérés anteroposterior tengely a szem jelenleg nem jelent problémát. Erre használják echobiometria(ultrahang alkalmazásán alapuló módszer) vagy röntgen módszerrel. Ennek az értéknek a meghatározása számos diagnosztikai probléma megoldásához fontos. Azt is meg kell határozni igazi érték a szemfenék elemeinek képének léptéke.
Tekintsük a szem optikai rendszerének fő elemeit a geometriai és a fizikai optika szempontjából.
Szaruhártya. A felnőtt szaruhártya átmérője 10-12 mm. A szaruhártya domborúbb, mint a szemgolyó többi része. A szaruhártya elülső felületének görbületi sugara átlagosan 7,6-7,8 mm, hátsó felülete kb. 6,8 mm, vastagsága a középső részén 0,5-0,9 mm. A szaruhártya elülső felületének alakja eltér a gömbétől. Szinte egybeesik csak a gömbbel központi része körülbelül 4 mm átmérőjű. A középponttól távolabb számos szabálytalanság jelenik meg, a görbület észrevehetően csökken, ami okot adott arra, hogy a szaruhártya ellipszoidhoz vagy más másodrendű görbéhez közeli alakját tekintsük. A szaruhártya alakjának kérdésére a szem aberrációinál még visszatérünk, hiszen a szaruhártya levegővel határos elülső felületének formája befolyásolja leginkább. gömbi aberráció szemek.
A szaruhártya csaknem azonos vastagságú héj, amely csak a periféria felé vastagodik.
Ez azt jelenti, hogy az izolált szaruhártya gyenge negatív (diffúz) lencseként működik, ami első pillantásra kissé váratlannak tűnik. Amint a számításból kiderül, az átlagos szem izolált szaruhártya törőereje: 5,48 dioptria, elülső és hátsó gyújtótávolsága f \u003d f "= -1825 mm. Ezek az adatok csak az izolált szaruhártyára vonatkoznak, körülvéve mindkét oldalon levegővel. Élő szemnél a szaruhártya teljesen eltérő körülmények között van.Csak az elülső felülete határos levegővel, míg a háta érintkezik vizes humor elülső kamra, melynek törésmutatója alig tér el a szaruhártya törésmutatójától. Ennek eredményeként a szemre eső sugarak a szaruhártya áthaladása után, amely az optikai tengely felé tereli, szinte nem változtatja meg irányát a vizes humorba jutva. Ilyen körülmények között a szaruhártya erős pozitív (kollektív) lencseként működik, míg elülső és hátsó gyújtótávolsága különbözik: f = -17,055 mm és f - 22,785 mm. A szaruhártya, mint a szem optikai rendszerének összetevője (Dp) törőereje 43,05 dioptria. Ami elöl van gyújtótávolság negatív és hátsó pozitív azt jelzi, hogy a lencse pozitívként működik. A szaruhártya törőerejének változását a vele szomszédos környezet függvényében egy víz alatt úszó ember példájával szemléltethetjük. Egy úszó számára minden tárgy elveszti a körvonalait, elmosódottnak tűnik. Ennek az az oka, hogy a szaruhártya törőereje csökken, ha nem a levegővel, amelynek törésmutatója 1, hanem a vízzel, amelynek törésmutatója 1,33, szomszédos. Ennek hatására a vízben a szem optikai ereje csökken, és a tárgy képe már nem a retinán, hanem mögötte alakul ki. A szem túllátóvá válik. Ahhoz, hogy éles képet kapjon a retinán lévő tárgyról, az úszónak pozitív lencsés védőszemüveget kell viselnie, amikor vízbe merül. Figyelembe véve, hogy az üveg és a víz törésmutatói között kicsi a különbség, a lencsék optikai teljesítményének nagyon nagynak kell lennie - körülbelül 100 dioptriának, azaz 1 cm-es gyújtótávolságnak.
A szem egyes jellemzőinek, különösen a polarizált fényre adott reakciójának megértéséhez tudnia kell, hogy a szaruhártya rostjainak bizonyos csoportjai különböző típusúak. optikai anizotrópia.
lencse. A lencse bikonvex lencse alakú, lekerekített élekkel. Gyermekeknél színtelen és rugalmas, felnőtteknél rugalmasabb, idős korban kemény lesz, zavaros, sárgás árnyalatot kap. A lencsét a hám átlátszó rostjai alkotják, amelyek a központi részen sűrűbbek, a periférián pedig lágyabbak. Ebben a tekintetben a mag közepén a törésmutató 1,5%-kal magasabb, mint a periférián. Hagyományosan a lencse mindkét felületét egy szabályos gömb részének tekintik. Valójában közelebb állnak a másodrendű görbékhez; mindkét felület görbülete középen nagyobb, mint a periférián, azaz a szaruhártyahoz hasonlóan a lencse középső része majdnem gömb alakú, és a szélek mentén ellaposodik.
törőerő izolált lencse 101,8 dioptriás, gyújtótávolsága 9,8 mm. A lencse be vivo, amelyet vizes humor és az üvegtest vesz körül, gyújtótávolsága 69,908 mm, optikai teljesítménye pedig mindössze 19,11 dioptria.
Tehát annak ellenére, hogy az izolált lencse erősebb pozitív lencse, mint az izolált szaruhártya, a legnagyobb eleme optikai teljesítmény A szaruhártya az emberi szemben szolgál.
Spektrális transzmisszió terjedt el különböző szemek elég jelentős. Ez életkortól is függ. Megfigyelték, hogy idős korban, amikor a lencse besárgul, és kevesebb kék és zöld fényt bocsát ki, a tárgyak sárgábbnak tűnnek a megfigyelő számára. Ez néha a változással magyarázható színek festményeken, a művész életkorától függően.
Az elülső és hátsó kamra átlátszó vizes humorral van tele. Nagyon hasonló benne kémiai összetétel kamra nedvességével üveges test, és törésmutatóik megegyeznek.
A szem hüvelyei. A szem és a kamera közötti analógia jól ismert. Csakúgy, mint a kamerában, a szemben a képalkotás és a kép vételére szolgáló részlegeket „burkolat” választja el a külső fénytől – a szemgolyó falai. Ezeket a falakat három héj alkotja: a külső - a sclera, a középső - a vaszkuláris (choroid) és a belső - a retina, amely fényérzékeny rétegként szolgál.
Ellentétben a kamerával, amelynek falai teljesen átlátszatlanok, és a fény csak a lencsén keresztül jut be a film fényérzékeny rétegébe, a szem membránjai nem a pupillán, hanem a sclerán keresztül juttatják el a fény egy részét a retinára. - 0,5-1 mm vastag, kemény összekötő hüvely. Megvilágítva: a sclera nagyon erős fénnyel (például diafanoszkópiával) jól látható, hogyan világít a szemgolyó belső felülete. Ez a fény általában nem elegendő a szemészeti vizsgálathoz, de elég a daganatok és a szem membránjainak sűrűségében, vastagságában és pigmentációjában bekövetkező egyéb változások kimutatására. A szem és a kamera "burkolatának" átlátszóságának ilyen különbsége nagyon jelentős, ha a szemet optikai rendszernek tekintjük. Az is érdekes, hogy a szemgolyó alacsony átlátszósága elsősorban nem a sclera, hanem az érhártya optikai sűrűségének köszönhető.
érhártya lágy vaszkuláris membrán, amely egy hálózatból áll véredény táplálja a szemet. A retina felőli oldalon pigmenthámréteg borítja, amely a szem fő védelmeként szolgál az idegen fénytől. A pigmenthámban való abszorpciónak köszönhető, hogy a szemgolyó belső felületének reflexiója nagyon alacsony (5-10%). A beeső fény többi részét ez a réteg nyeli el. A pigmentáció az érhártya különböző részein eltérő. Tehát a hátsó pólus régiójában, ahol az erek sűrűbbek, a pigmentáció erősebb, így a membránnak ez a része szabad szemmel barna foltosnak tűnik. sötét folt szintén kiemelkedik a központi fossa vidékén. Növekedéssel, például szemészeti vizsgálattal, itt egy kis folt figyelhető meg, amelyet az egyenlőtlen sejtpigmentáció okoz. A pigmentáció mértéke attól függ általános színezés. A barnáknál a pigmentáció erősebb, az albínóknál teljesen hiányzik, ami éles hanyatlás látás, mivel a sclerán áthaladó fényes, idegen fény rárakódik a szem optikai rendszere által alkotott tárgy képére.
Így az egyik lényeges különbség a szem és a kamera optikai rendszere között az részleges áteresztőképesség a szemhéjak a fényért, ami bizonyos körülmények között interferenciát okoz fátyol formájában és csökkenti a kontrasztot fő retina képe. A szemnek ez a tulajdonsága pozitív oldala, széles körben használják a szemészetben diagnosztikai célokra, például diafanoszkópiával, a szemfenéki elváltozások lokalizálásával stb. Nem minden állatnak van pigmenthámja (például a krokodilnak fehér a szemfenéke). A szemgolyó szerkezetének ilyen eltérésének következménye a következő okfejtésből válik világossá. Pigment hiányában a szemgolyó belső felülete világos, azaz nagy a visszaverő képessége. Ennek eredményeként a szembe egy kis lyukon - a pupillán keresztül - belépő fény többszörösen visszaverődik a szemgolyó belső felületéről, és a teljes belső felület megvilágítása szinte egyenletessé válik. A tárgy képének kontrasztja ezen a világos háttéren élesen lecsökken, az érzékelés romlik. A pigment epitéliumtól mentes szem munkája a világítástechnikában jól ismerthez hasonlít Ulbricht integráló labda, melynek belső felületét fehér matt festék borítja. A labdába egy kis lyukon keresztül belépő fény többszörös visszaverődésen megy keresztül, és az integrált visszaverődési együttható eléri a 90%-ot. A tapasztalat azt mutatja, hogy az emberi szem nem így működik. Egy tárgy megfigyelésekor a fátyol nem érezhető. Ezt elősegíti a pigment epitélium jelenléte.
A pigment epitélium jelentős fényelnyelését szemészeti vizsgálat egyértelműen megerősíti. Ha az oftalmoszkóp által megvilágított mezőt a rekeszizom korlátozza, akkor az orvos egy erősen megvilágított kört lát a beteg szemfenékén lévő sötét mezőn. Nincs észrevehető háttérvilágítás.
A szem pupillán áthaladó fénnyel való megvilágításának tényleges sémája az ábrán látható. A pupillán áteső és a szem átlátszó közegei által megtört fény a tárgyról képet alkot a retina N valamely részén. Ebben az esetben a képen koncentrált fényenergia nagy részét a pigment elnyeli, átalakul idegimpulzusokat, és vizuális érzéssé válik. Így a képet magasabb központok érzékelik és elemzik. Mivel azonban a pigment nem teljesen fekete test, a fényenergia egy része (kb. 5-10%) diffúz módon visszaverődik a szemfenék meg nem világított felületére. Ezt a visszavert fényt a pigment epitélium újra elnyeli, és halvány fátylat hoz létre. A fény körülbelül 1%-a visszaverődik, és újra belép a szemfenék felszínére. A másodlagos visszaverődések nagyon csekély hatással vannak a képminőségre, és a további visszaverődéseknek nincs gyakorlati jelentősége.
Így az emberi retina teljes felületét visszavert fénnyel megvilágító hatás miatt magas együttható a pigmenthám felszívódása jelentéktelen, de a szem munkáját tekintve nem szabad figyelmen kívül hagyni.
Cikk a könyvből: .
, lencse és üvegtest. Ezek kombinációját dioptriás készüléknek nevezik. BAN BEN normál körülmények között A látó célpontról érkező fénysugarak szaruhártya és lencse általi törése (törése) következik be, így a sugarak a retinára fókuszálnak. A szaruhártya (a szem fő fénytörő eleme) törőereje 43 dioptria. A lencse domborúsága változhat, törőereje 13 és 26 dioptria között változik. Ennek köszönhetően a lencse biztosítja a szemgolyó elhelyezését a közeli vagy távoli tárgyakhoz. Amikor például egy távoli tárgyból érkező fénysugarak belépnek normál szem(lazított ciliáris izomzattal), a cél a fókuszban lévő retinán van. Ha a szem egy közeli tárgyra irányul, akkor a retina mögé fókuszál (vagyis a rajta lévő kép elmosódott), amíg az akkomodáció meg nem történik. A ciliáris izom összehúzódik, fellazítva az övrostok feszültségét; a lencse görbülete megnő, és ennek eredményeként a kép a retinára fókuszál.
A szaruhártya és a lencse együtt domború lencsét alkot. A tárgyból érkező fénysugarak áthaladnak a lencse csomópontján, és fordított képet alkotnak a retinán, akárcsak a fényképezőgépben. A retina a fotófilmhez hasonlítható, mert mindkettő vizuális képeket rögzít. A retina azonban sokkal összetettebb. Folyamatos képsort dolgoz fel, és üzeneteket küld az agynak a vizuális tárgyak mozgásáról, figyelmeztető jelek, a fény és a sötétség időszakos változása és egyéb vizuális adatok a külső környezetről.
Bár az emberi szem optikai tengelye áthalad a lencse csomópontján és a retina fovea és a látóideg feje közötti pontján (35.2. ábra), az oculomotoros rendszer a szemgolyót a tárgy helyére orientálja, ún. a rögzítési pont. Ettől a ponttól egy fénysugár halad át a csomóponton, és arra fókuszál üreg; így a vizuális tengely mentén fut. A tárgy többi részéből érkező sugarak a retina területére fókuszálnak a fovea körül (35.5. ábra).
A sugarak fókuszálása a retinán nemcsak a lencsétől, hanem az írisztől is függ. Az írisz a kamera membránjaként működik, és nemcsak a szembe jutó fény mennyiségét szabályozza, hanem, ami még fontosabb, a látómező mélységét és a lencse gömbi aberrációját. A pupilla átmérőjének csökkenésével a látómező mélysége növekszik, és a fénysugarak a pupilla központi részén keresztül irányulnak, ahol a szférikus aberráció minimális. A pupilla átmérőjének változása automatikusan (azaz reflexszerűen) következik be, amikor a szemet a közeli tárgyakhoz igazítják (illesztik). Ezért az olvasás vagy a kis tárgyak megkülönböztetésével járó egyéb szemtevékenység során a szem optikai rendszere javítja a képminőséget.
A képminőséget egy másik tényező is befolyásolja - a fényszórás. A fénysugár, valamint a pigment általi elnyelés korlátozásával minimalizálható. érhártyaés a retina pigmentrétegét. Ebből a szempontból a szem ismét egy kamerához hasonlít. Ott is meggátolja a fényszóródást a sugárnyaláb behatárolásával és elnyelésével a fekete festékborítással belső felület kamerák.
A kép fókuszálása zavart okoz, ha a pupilla mérete nem egyezik a dioptriás apparátus törőképességével. A myopia (myopia) esetén a távoli tárgyak képei a retina elé fókuszálnak, nem érik el azt (35.6. ábra). A hibát homorú lencsékkel korrigálják. Ezzel szemben a hypermetropia (távollátás) esetén a távoli tárgyak képei a retina mögé fókuszálnak. A probléma kiküszöböléséhez domború lencsékre van szükség (35.6. ábra). Igaz, az akkomodáció miatt átmenetileg fókuszálható a kép, de a ciliáris izmok elfáradnak, a szem pedig elfárad. Asztigmatizmus esetén aszimmetria lép fel a szaruhártya vagy a lencse (és néha a retina) felületének görbületi sugarai között különböző síkokban. A korrekcióhoz speciálisan kiválasztott görbületi sugarú lencséket használnak.
A lencse rugalmassága az életkorral fokozatosan csökken. Csökkenti akkomodációjának hatékonyságát, ha közeli tárgyakat néz (presbyopia). BAN BEN fiatal kor a lencse törőereje széles tartományban, akár 14 dioptriáig is változhat. 40 éves korig ez a tartomány felére csökken, 50 év után pedig legfeljebb 2 dioptria lehet. A presbyopia korrigált domború lencsék.
Az emberi szemet gyakran emlegetik a csodálatos természeti technikák példájaként – de abból a tényből ítélve, hogy ez az egyike annak a 40 eszköznek, amely az evolúció során megjelent. különböző organizmusok, mérsékelnünk kell antropocentrizmusunkat, és be kell vallanunk, hogy szerkezetileg emberi szem nem valami tökéletes.
A szemről szóló történetet a legjobb egy fotonnal kezdeni. Az elektromágneses sugárzás mennyisége lassan szigorúan a gyanútlan járókelő szemébe repül, aki hunyorog a váratlan pillantástól valaki órájában.
A szem optikai rendszerének első része a szaruhártya. Megváltoztatja a fény irányát. Ez a fény olyan tulajdonsága miatt lehetséges, mint a fénytörés, amely szintén felelős a szivárványért. A fény sebessége vákuumban állandó - 300 000 000 m/s. Ám amikor egyik közegből a másikba (ebben az esetben a levegőből a szembe) haladunk, a fény megváltoztatja sebességét és mozgási irányát. Levegő esetén a törésmutató 1,000293, a szaruhártya esetében - 1,376. Ez azt jelenti, hogy a szaruhártya fénysugára 1,376-szor lassítja le mozgását, és közelebb kerül a szem középpontjához.
A partizánok kettészakadásának egyik kedvenc módja, ha fényes lámpát gyújtanak az arcukba. Két okból is fáj. Az erős fény erős elektromágneses sugárzás: fotonok billiói támadják meg a retinát, és az idegvégződések kénytelen őrült mennyiségű jelet küldeni az agynak. A túlfeszültségtől az idegek, mint a vezetékek, kiégnek. Az írisz izmai a lehető legerősebben összehúzódnak, kétségbeesett kísérletként, hogy lezárják a pupillát és megvédjék a retinát.
És felrepül a tanulóhoz. Vele minden egyszerű - ez egy lyuk az íriszben. A körkörös és radiális izomzatnak köszönhetően az írisz ennek megfelelően összehúzhatja és kitágíthatja a pupillát, szabályozva a szembe jutó fény mennyiségét, akár a kamerában a membrán. Az emberi pupilla átmérője a megvilágítástól függően 1 és 8 mm között változhat.
Miután átrepült a pupillán, a foton eléri a lencsét - a második lencsét, amely felelős a röppályájáért. A lencse kevésbé töri meg a fényt, mint a szaruhártya, de mozgékony. A lencse hengeres izmokon lóg, amelyek megváltoztatják a görbületét, ezáltal lehetővé téve, hogy a tőlünk különböző távolságra lévő tárgyakra fókuszáljunk.
A hangsúly a látássérülések hátterében áll. A leggyakoribb a rövidlátás és a távollátás. A kép mindkét esetben nem a retinára fókuszál, ahogy kellene, hanem előtte (rövidlátás), vagy mögötte (távlátás). Ebben a szem a hibás, amely kerekről oválisra változtatja az alakját, majd a retina eltávolodik a lencsétől, vagy közeledik hozzá.
A lencse után a foton az üvegtesten keresztül (átlátszó zselé - a teljes szem térfogatának 2/3-a, 99% - víz) egyenesen a retinába repül. Itt regisztrálják a fotonokat, és az idegek mentén érkezési üzeneteket küldenek az agyba.
A retinát fotoreceptor sejtek bélelik: ha nincs fény, ezek speciális anyagokat - neurotranszmittereket - termelnek, de amint egy foton beléjük kerül, a fotoreceptor sejtek leállítják a termelést - és ez egy jel az agynak. Ezeknek a sejteknek két típusa van: a pálcák, amelyek érzékenyebbek a fényre, és a kúpok, amelyek jobban érzékelik a mozgást. Körülbelül százmillió botunk és további 6-7 millió kúpunk van, összesen több mint százmillió fényérzékeny elemek- ez több mint 100 megapixel, amiről egyetlen "hassel" sem álmodhat.
A vakfolt egy áttörési pont, ahol nincs fényérzékeny sejtek. Elég nagy - 1-2 mm átmérőjű. Szerencsére megvan binokuláris látásés van egy agy, amely két foltos képet egyesít egy normál képpé.
Az emberi szem jelátvitelének pillanatában probléma van a logikával. A víz alatti polip, amelynek valójában nincs szüksége látásra, ebben az értelemben sokkal következetesebb. Polipoknál egy foton először a retinán lévő kúpokból és rudakból álló rétegbe ütközik, amely mögött egy neuronréteg vár, és jelet továbbít az agyba. Az emberben a fény először áttöri a neuronok rétegeit – és csak ezután éri el a fotoreceptorokat. Emiatt van egy első folt a szemben - egy vakfolt.
A második folt sárga, ez a retina központi területe, közvetlenül a pupillával szemben, közvetlenül a látóideg felett. Ez a hely látja a legjobban a szemet: itt nagymértékben megnő a fényérzékeny sejtek koncentrációja, így a látásunk a látómező közepén sokkal élesebb, mint a perifériás.
A retinán lévő kép fordított. Az agy tudja, hogyan kell helyesen értelmezni a képet, és visszaállítja az eredeti képet a fordított képről. A gyerekek az első pár napban mindent fejjel lefelé látnak, miközben az agyuk beállítja a photoshopot. Ha felveszünk egy olyan szemüveget, ami megfordítja a képet (ezt először 1896-ban tették meg), akkor pár napon belül agyunk megtanulja helyesen értelmezni az ilyen fordított képet.
Kezdeni.
A látható fény az elektromágneses hullámok amelyre látásunk hangolódik. Össze lehet hasonlítani az emberi szemet egy rádióantennával, csak az nem a rádióhullámokra lesz érzékeny, hanem egy másik frekvenciasávra. Fényként az ember körülbelül 380-700 nm hosszúságú elektromágneses hullámokat észlel. (A nanométer a méter egy milliárdod része.) Ennek a tartománynak a hullámait látható spektrumnak nevezzük; egyrészt szomszédos az ultraibolya sugárzással (annyira kedves a barnulást kedvelők szívének), másrészt az infravörös spektrummal (amit mi magunk is képesek vagyunk előállítani a test által kibocsátott hő formájában). Az emberi szem és az agy (a létező leggyorsabb processzor) vizuálisan, valós időben állítja helyre a látható képet. a világ(sokszor nem csak látható, hanem képzeletbeli is, de erről - a Gestaltról szóló cikkben).
A fotósok és amatőr fotósok számára értelmetlennek tűnik a rádióvevővel való összehasonlítás: ha analógiákat vonunk le, akkor a fényképészeti eszközökkel van egy bizonyos hasonlóság: a szem és a lencse, az agy és a processzor, a mentális kép és a tárolt kép a fájlban. A látást és a fényképezést gyakran hasonlítják össze a fórumokon, nagyon eltérőek a vélemények. Elhatároztam, hogy összegyűjtök néhány információt és levonok analógiákat.
Próbáljunk analógiákat találni a tervezésben:
A szaruhártya a lencse elülső elemeként működik, megtöri a bejövő fényt, és egyben "UV-szűrőként" védi a "lencse" felületét.
Az írisz nyílásként működik, a szükséges expozíciótól függően kitágul vagy összehúzódik. Valójában a szemnek színt adó írisz, amely költői összehasonlításra inspirál, és megpróbál "szembefulladni", csak egy izom, amely kitágul vagy összehúzódik, és így meghatározza a pupilla méretét.
A pupilla egy lencse, és benne van a lencse - az objektívlencsék fókuszcsoportja, amely megváltoztathatja a fénytörés szögét.
A retina, amely a hátoldalon található belső fal szemgolyó, de facto mátrixként/filmként működik.
Az agy egy processzor, amely adatokat/információkat dolgoz fel.
A szemgolyó mozgékonyságáért felelős hat izom pedig, amelyek kívülről - nyújtással - hozzátapadnak, összemérhető a nyomkövető autofókusz-rendszerrel és a képstabilizáló rendszerrel, illetve azzal, hogy a fotós a fényképezőgép objektívjét a kívánt helyszínre irányítja. neki.
A szemben ténylegesen kialakult kép megfordul (mint a camera obscurában); korrekcióját az agy egy speciális része végzi, amely „fejről lábra” fordítja a képet. Az újszülöttek ilyen korrekció nélkül látják a világot, ezért néha elfordítják a tekintetüket, vagy a követett mozgással ellentétes irányba nyúlnak. A képet "nem korrigált" nézetű szemüveget viselő felnőttekkel végzett kísérletek azt mutatták, hogy könnyen alkalmazkodnak a fordított perspektívához. Azoknak az alanyoknak, akik levették a szemüvegüket, hasonló időre volt szükségük ahhoz, hogy ismét „alkalmazkodjanak”.
Amit az ember „lát”, az valójában egy folyamatosan frissülő információfolyamhoz hasonlítható, amelyet az agy állít össze képpé. A szemek állandó mozgásban vannak, információkat gyűjtenek - pásztázzák a látómezőt és frissítik a megváltozott részleteket, miközben a statikus információkat megőrzik.
A kép azon területe, amelyre az ember bármikor fókuszálhat, csak körülbelül fél fokkal van a látómezőtől. Ez megfelel a "sárga foltnak", a kép többi része pedig életlen marad, egyre jobban elmosódik a látómező szélei felé.
A kép a szem fényérzékeny receptorai által gyűjtött adatokból jön létre: a szem hátsó belső felületén - a retinán - található rudak és kúpok. Több mint 14-szer több bot van - körülbelül 110-125 millió rúd, szemben a 6-7 millió kúppal.
A kúpok 100-szor kevésbé érzékenyek a fényre, mint a rudak, de sokkal jobban érzékelik a színeket és jobban reagálnak a mozgásra, mint a rudak. A rudak, az első típusú sejtek, érzékenyek a fény intenzitására, valamint arra, hogyan érzékeljük a formákat és a kontúrokat. Ezért a kúpok inkább a nappali látásért, a rudak pedig az éjszakai látásért. A kúpoknak három altípusa különbözik a különböző hullámhosszakkal szembeni fogékonyságuk vagy az általuk hangolt alapszínek tekintetében: S-típusú kúpok a rövid hullámhosszokhoz - kék, M-típusú a közepes - zöld és L-típusú a hosszú - piros. A megfelelő kúpok színérzékenysége nem azonos. Ez azt jelenti, hogy az S, M és L kúpok esetében eltérő az azonos intenzitású érzet létrehozásához (azonos intenzitású hatás) szükséges fénymennyiség. Íme egy digitális fényképezőgép mátrixa – akár fotodiódák is Zöld szín minden cellában kétszer annyi más színű fotodióda található, ennek eredményeként egy ilyen szerkezet felbontása a spektrum zöld tartományában maximális, ami megfelel az emberi látás jellemzőinek.
A színt főleg a látómező középső részében látjuk – itt található szinte az összes színre érzékeny kúp. A világítás hiánya esetén a kúpok elveszítik relevanciájukat, és az információ elkezd érkezni a rudakból, amelyek mindent monokróm módon érzékelnek. Emiatt sok minden, amit éjszaka látunk, fekete-fehérnek tűnik.
De még erős fényben is a látómező szélei monokróm maradnak. Ha egyenesen előre néz, és egy autó jelenik meg a látómező szélén, akkor nem fogja tudni megmondani a színét, amíg a szem egy pillanatra az irányába néz.
A rudak rendkívül fényérzékenyek – mindössze egyetlen foton fényét képesek regisztrálni. Normál megvilágítás mellett a szem körülbelül 3000 fotont regisztrál másodpercenként. És mivel a látómező középső részét napfény-orientált kúpok népesítik be, a szem egyre inkább a középponttól eltérő képrészleteket kezd látni, ahogy a nap a horizont alá süllyed.
Ez könnyen ellenőrizhető a csillagok megfigyelésével tiszta éjszaka. Ahogy a szem alkalmazkodik a fényhiányhoz (körülbelül 30 percet vesz igénybe a teljes alkalmazkodás), ha egy pontra nézünk, halvány csillagcsoportokat kezdünk látni attól a ponttól távol, ahol nézünk. Ha rájuk mozgatja a tekintetét, eltűnnek, és új csoportok jelennek meg azon a területen, ahová a tekintete a mozgás előtt fókuszált.
Sok állatnak (és szinte minden madárnak) sokkal több kúpja van, mint az átlagos embernek, így nagy magasságból és távolságból is észlelhetik a kis állatokat és más zsákmányt. Ezzel szemben az éjszakai állatok és az éjszaka vadászó lények több bottal rendelkeznek, ami javítja az éjszakai látást.
És most a hasonlat.
Mekkora az emberi szem gyújtótávolsága?
A látás egy sokkal dinamikusabb és nagyobb kapacitású folyamat, amely további információk nélkül összehasonlítható egy zoomobjektívvel.
Az agy által két szemről kapott kép látószöge 120-140 fok, néha kicsit kevesebb, ritkán több. (függőlegesen 125 fokig és vízszintesen - 150 fokig, éles képet csak a sárga folt 60-80 fokon belüli területe biztosít). Ezért be abszolút értékeket a szemek hasonlóak egy nagy látószögű objektívhez, de az általános perspektíva és a látómezőben lévő objektumok közötti térbeli kapcsolatok hasonlóak a "normál" lencsékéhez. Ellentétben azzal a hagyományos bölcsességgel, hogy a "normál" objektívek gyújtótávolsága 50-55 mm között van, a normál objektívek tényleges gyújtótávolsága 43 mm.
A teljes látómezőt a 24*36 mm-es rendszerbe beillesztve - sok tényezőt figyelembe véve, mint a fényviszonyok, a tárgy távolsága, életkor és az emberi egészségi állapot - 22-24 mm-es gyújtótávolságot kapunk (22,3 mm-es fókusztávolság). az emberi látás képéhez legközelebb állóként kapta a legtöbb szavazatot).
Néha vannak 17 mm-es gyújtótávolságú (pontosabban 16,7 mm-es) figurák. Ezt a fókuszt a szem belsejében kialakult kép taszításával kapjuk. A bejövő szög egyenértékű gyújtótávolságot ad 22-24 mm, a kimenő - 17 mm. Mintha távcsövön keresztül néznénk hátoldal- az objektum nem közelebb lesz, hanem távolabb. Ebből adódik a számbeli eltérés.
A lényeg, hogy hány megapixeles?
A kérdés némileg hibás, mert az agy által gyűjtött kép olyan információkat tartalmaz, amelyeket nem egyszerre gyűjtöttek össze, ez stream feldolgozás. És még mindig nincs tisztaság a feldolgozási módszerek és algoritmusok kérdésében. És azt is figyelembe kell venni életkorral összefüggő változásokés egészségi állapot.
Általában 324 megapixelnek nevezik azt a számot, amely egy 35 mm-es kamera 24 mm-es objektívjének látómezején (90 fokon) és a szem felbontóképességén alapul. Ha megpróbálunk valamilyen abszolút adatot találni, minden egyes kúpos botot teljes értékű pixelnek tekintve, körülbelül 130 megapixelt kapunk. A számok tévesnek tűnnek: a fényképezés „szélétől szélig” törekszik a részletekre, és az emberi szem a jelenetnek csak egy töredékét látja egyetlen pillanatban „élesen és részletesen”. Az információ mennyisége (szín, kontraszt, részletesség) pedig jelentősen változik a fényviszonyoktól függően. Jobban szeretem a 20 megapixeles besorolást: végül is " sárga folt 4-5 megapixelre becsülik, a többi terület elmosódott és nem részletezett (a retina perifériáján főleg a ganglionsejtek körül többezres csoportokban egyesült rudak találhatók - egyfajta jelerősítők).
Hol van akkor a határ?
Az egyik becslés szerint egy 74 megapixeles fájl 530 ppi-s színes fényképként 35 x 50 cm-es (13 x 20 hüvelyk) méretű, 50 cm-es távolságból nézve megfelel az emberi szem maximális részletgazdagságának.
Szem és ISO
Egy másik kérdés, amire szinte lehetetlen egyértelműen válaszolni. A helyzet az, hogy a filmes és digitális fényképezőgép-mátrixokkal ellentétben a szemnek nincs természetes (vagy alapvető) érzékenysége, és a fényviszonyokhoz való alkalmazkodási képessége egyszerűen elképesztő - napsütötte tengerparton és árnyékban egyaránt láthatjuk. sikátor alkonyatkor.
Amúgy megemlítik, hogy erős napfényben az emberi szem ISO értéke eggyel egyenlő, gyenge fényben pedig körülbelül ISO 800.
Dinamikus hatókör
Azonnal válaszoljunk a kontraszt/dinamikus tartomány kérdésére: erős fényben az emberi szem kontrasztja meghaladja a 10 000:1-et – ez az érték sem filmnél, sem mátrixoknál nem érhető el. Éjszaka dinamikus hatókör(a szerint számolva szemmel látható- telihold előtt - a csillagokhoz) eléri a milliót az egyhez.
Rekesznyílás és zársebesség
A teljesen kitágult pupilla alapján az emberi szem maximális rekesznyílása körülbelül f/2,4; más becslések szerint f / 2,1-től f / 3,8-ig. Sok függ az ember életkorától és egészségi állapotától. A minimális rekesznyílás – mennyit képes „leállni” a szemünk, ha ragyogó havas képet nézünk, vagy strandröplabdázókat nézünk a nap alatt – f/8,3 és f/11 között mozog. (A pupilla méretének maximális változása egészséges ember- 1,8 mm-től 7,5 mm-ig).
Ami a zársebességet illeti, az emberi szem könnyedén érzékeli az 1/100 másodpercig tartó fényvillanásokat, kísérleti körülmények között pedig akár 1/200 másodpercig vagy rövidebb ideig, a környezeti fénytől függően.
Halott és forró pixelek
Minden szemben van egy vakfolt. Optikai csúcsnak nevezzük azt a pontot, ahol a kúpokból és rudakból származó információk konvergálnak, mielőtt az agyba küldik őket kötegelt feldolgozásra. Nincsenek rudak és kúpok ezen a "tetőn" - kiderül, hogy egy meglehetősen nagy vakfolt - egy csoport törött pixel.
Ha érdekel, végezzen egy kis kísérletet: csukja be a bal szemét, és nézzen a jobb szemével közvetlenül a „+” jelre az alábbi ábrán, fokozatosan közelítve a monitorhoz. Egy bizonyos távolságban - valahol 30-40 centiméterre a képtől - már nem fogja látni a "*" ikont. Azt is eltüntetheti a „plusz” jelet, ha a „csillagot” nézi bal szem a jobb oldali bezárásával. Ezek a vakfoltok nem különösebben befolyásolják a látást - az agy kitölti a réseket adatokkal - ez nagyon hasonló ahhoz a folyamathoz, amely a mátrixon lévő törött és forró pixelek valós időben történő megszabadulását jelenti.
Amsler rács
Nem akarok betegségekről beszélni, de arra késztet, hogy legalább egy vizsgálati célpontot szerepeltessek a cikkben. És hirtelen segíteni fog valakinek, hogy időben felismerje a kezdeti látásproblémákat. Így, korhoz kötött makula degeneráció(AMD) hatással van a sárgafoltra, amely a fűszerességért felelős központi látás- egy vakfolt jelenik meg a pálya közepén. Könnyű ellenőrizni a látást az "Amsler-rács" segítségével - egy ketrecben lévő papírlap, 10 * 10 cm méretű, közepén fekete ponttal. Nézd meg az "Amsler-rács" közepén lévő pontot. A jobb oldali ábra példát mutat arra, hogyan kell kinéznie az Amsler-rácsnak egészséges látás. Ha a pont közelében lévő vonalak homályosnak tűnnek, akkor fennáll az AMD lehetősége, és érdemes felkeresni egy optometrist.
Hallgassunk a glaukómáról és a scotomáról – elég rémtörténet.
Amsler rács lehetséges problémákkal
Ha áramkimaradások vagy vonaltorzulások jelennek meg az Amsler rácson, forduljon optometristához.
Fókuszérzékelők vagy sárga folt.
Hely a legjobb élesség A retina látása - a sejtekben jelenlévő "sárga folt" - a pupillával szemben helyezkedik el, és körülbelül 5 mm átmérőjű ovális alakú. Feltételezzük, hogy a „sárga folt” egy kereszt alakú autofókusz-érzékelő analógja, amely pontosabb, mint a hagyományos érzékelők.
Rövidlátás
Kiigazítás - rövidlátás és távollátás
Vagy inkább "fotós" kifejezéssel: elülső fókusz és hátsó fókusz - a kép a retina előtt vagy után jön létre. A beállításhoz vagy szervizbe fordulnak (szemészek), vagy mikrobeállítást alkalmaznak: homorú lencsés szemüveget használnak az elülső fókuszhoz (rövidlátás, más néven myopia), és konvex lencsés szemüveget a hátsó fókuszhoz (távollátás, más néven hypermetropia).
távollátás
Végül
És milyen szemmel nézünk a keresőbe? Az amatőr fotósok között ritkán említik a vezető és hajtott szemet. Nagyon egyszerű ellenőrizni: vegyünk egy átlátszatlan képernyőt egy kis lyukkal (egy érme méretű lyukkal ellátott papírlapot), és nézzünk meg egy távoli tárgyat a lyukon keresztül 20-30 centiméter távolságból. Ezt követően a fej mozgatása nélkül nézzen felváltva a jobb és a bal szemével, és csukja be a másodikat. A domináns szem esetében a kép nem tolódik el. Ha a kamerával dolgozik, és a vezető szemmel néz bele, nem hunyoroghat a másik szemével.
És még néhány érdekesség öntesztek A. R. Luriától:
Tedd keresztbe a karjaidat a mellkasodon Napóleon pózában. A domináns kéz lesz a tetején.
Ujjait többször egymás után fonja össze. Az a hüvelykujj, amelynek a kéz tetején van, az a vezető, amikor kis mozdulatokat végez.
Vegyünk egy ceruzát. „Célozzon” úgy, hogy kiválaszt egy célpontot, és a ceruza hegyén keresztül mindkét szemével ránéz. Csukja be az egyik szemét, majd a másikat. Ha a célpont csukott bal szemmel erősen mozog, akkor a bal szem a vezető, és fordítva.
A vezető láb az, amelyet ugráskor lenyomsz.
A látás az a csatorna, amelyen keresztül az ember az őt körülvevő világra vonatkozó összes adat hozzávetőleg 70%-át megkapja. És ez csak azért lehetséges, mert az emberi látás az egyik legbonyolultabb és legcsodálatosabb vizuális rendszer bolygónkon. Ha nem lenne látás, nagy valószínűséggel csak sötétben élnénk.
Az emberi szemnek tökéletes szerkezete van, és nem csak színben, hanem három dimenzióban és a legmagasabb élességgel is látást biztosít. Képes azonnal megváltoztatni a fókuszt különböző távolságokban, szabályozni a bejövő fény mennyiségét, megkülönböztetni a rengeteg színt, és így tovább. nagy mennyiségárnyalatok, helyes gömb- és kromatikus aberrációk stb. A szem agyához a retina hat szintje kapcsolódik, amelyekben még mielőtt az információ eljut az agyba, az adatok áthaladnak a tömörítési szakaszon.
De hogyan van elrendezve a látásunk? Hogyan alakítjuk át képpé a tárgyakról visszavert színt felerősítve? Ha komolyan belegondolunk, megállapíthatjuk, hogy az emberi látórendszer eszközét a legapróbb részletekig „átgondolta” az azt létrehozó Természet. Ha inkább azt hiszed, hogy a Teremtő vagy más Nagy teljesítményű, akkor ezt az érdemet nekik tulajdoníthatja. De ne értsük, hanem folytassuk a beszélgetést a látás eszközéről.
Hatalmas mennyiségű részlet
A szem szerkezete és fiziológiája kétségtelenül ideálisnak nevezhető. Gondoljon bele: mindkét szem a koponya csontos üregében van, ami megvédi őket mindenféle sérüléstől, de csak azért állnak ki belőlük, hogy a lehető legszélesebb vízszintes látást biztosítsák.
A szemek egymástól való távolsága biztosítja a térbeli mélységet. És maguk a szemgolyók, mint bizonyosan ismert, gömb alakúak, aminek köszönhetően négy irányban foroghatnak: balra, jobbra, fel és le. De mindezt mindannyian természetesnek tekintjük – kevesen gondolnak arra, hogy mi történne, ha a szemünk négyzet vagy háromszög alakú lenne, vagy mozgásuk kaotikus lenne – ez korlátozná, kaotikussá és hatástalanná tenné a látást.
Tehát a szem eszköze rendkívül bonyolult, de pontosan ezt teszi. lehetséges állás mintegy négytucatnyi különféle összetevője. És még ha nem is lenne ezek közül az elemek közül, a látás folyamata megszűnne úgy végbemenni, ahogyan kellene.
Ha látni szeretné, milyen összetett a szem, javasoljuk, hogy fordítsa figyelmét az alábbi ábrára.
Beszéljünk arról, hogy a vizuális észlelés folyamata hogyan valósul meg a gyakorlatban, a vizuális rendszer mely elemei vesznek részt ebben, és mindegyikük miért felelős.
A fény áthaladása
Amikor a fény közeledik a szemhez, a fénysugarak összeütköznek a szaruhártyával (más néven szaruhártya). A szaruhártya átlátszósága lehetővé teszi, hogy a fény átjusson rajta a szem belső felületére. Az átlátszóság egyébként a szaruhártya legfontosabb jellemzője, ami annak köszönhető, hogy a benne található speciális fehérje gátolja az erek fejlődését - ez a folyamat szinte minden szövetben előfordul. emberi test. Abban az esetben, ha a szaruhártya nem volt átlátszó, a látórendszer többi összetevője nem számítana.
Többek között a szaruhártya megakadályozza az almot, a port és minden mást kémiai elemek. A szaruhártya görbülete pedig lehetővé teszi, hogy megtörje a fényt, és segítse a lencsét, hogy a fénysugarakat a retinára fókuszálja.
Miután a fény áthaladt a szaruhártyán, áthalad egy kis lyukon, amely az írisz közepén található. Az írisz egy kerek membrán, amely a lencse előtt, közvetlenül a szaruhártya mögött található. Az írisz a szem színét adó elem is, a szín pedig az íriszben uralkodó pigmenttől függ. Az íriszben lévő központi lyuk mindannyiunk számára ismerős pupilla. Ennek a lyuknak a mérete megváltoztatható a szembe jutó fény mennyiségének szabályozásához.
A pupilla mérete közvetlenül a szivárványhártyával együtt fog változni, és ez egyedi szerkezetének köszönhető, mivel két különböző típusú izomszövetből áll (még itt is vannak izmok!). Az első izom körkörösen összenyomható - körkörösen az íriszben helyezkedik el. Ha erős a fény, összehúzódik, aminek következtében a pupilla összehúzódik, mintha az izom húzná befelé. A második izom tágul - radiálisan helyezkedik el, azaz. az írisz sugara mentén, ami összehasonlítható a kerék küllőivel. Sötét fényben ez a második izom összehúzódik, és az írisz kinyitja a pupillát.
Sokan még mindig nehézségekbe ütköznek, amikor megpróbálják elmagyarázni, hogyan alakulnak ki az emberi látórendszer fent említett elemei, mert bármilyen más köztes formában, pl. az evolúció bármely szakaszában egyszerűen nem működhettek, de az ember létezésének kezdetétől lát. Rejtély…
Összpontosítás
A fenti szakaszok megkerülésével a fény az írisz mögött kezd áthaladni a lencsén. A lencse egy domború, hosszúkás golyó alakú optikai elem. A lencse teljesen sima és átlátszó, nincsenek benne erek, rugalmas zacskóban van elhelyezve.
A lencsén áthaladva a fény megtörik, majd a retina üregére fókuszál - a legérzékenyebb helyre, amely maximális összeget fotoreceptorok.
Fontos megjegyezni, hogy az egyedi szerkezet és összetétel a szaruhártya és a lencse nagy törőképességét biztosítja, ami rövid gyújtótávolságot garantál. És milyen csodálatos, hogy egy ilyen összetett rendszer egyetlen szemgolyóban is elfér (gondoljunk csak bele, hogyan nézhet ki az ember, ha például egy méter kellene a tárgyakból érkező fénysugarak fókuszálásához!).
Nem kevésbé érdekes, hogy e két elem (szaruhártya és lencse) együttes törőereje kiváló arányban van a szemgolyóval, és ez nyugodtan nevezhető újabb bizonyítéknak arra, hogy vizuális rendszer létre egyszerűen felülmúlhatatlan, mert a fókuszálási folyamat túl bonyolult ahhoz, hogy úgy beszéljünk róla, mint ami csak lépcsőzetes mutációk – evolúciós szakaszok – révén ment végbe.
Ha a szemhez közel elhelyezkedő tárgyakról beszélünk (általában a 6 méternél kisebb távolságot közelinek tekintjük), akkor itt még mindig érdekesebb, mert ebben a helyzetben a fénysugarak törése még erősebb. Ezt a lencse görbületének növekedése biztosítja. A lencse ciliáris szalagok segítségével kapcsolódik a ciliáris izomhoz, amely összehúzódásával lehetővé teszi, hogy a lencse domborúbb formát vegyen fel, ezáltal megnő a törőereje.
És itt is lehetetlen nem beszélni a lencse legösszetettebb felépítéséről: sok szálból áll, amelyek egymáshoz kapcsolódó sejtekből állnak, és vékony sávok kötik össze a ciliáris testtel. A fókuszálást az agy irányítása alatt rendkívül gyorsan és teljesen "automatikusan" hajtják végre - lehetetlen, hogy egy személy ezt a folyamatot tudatosan végrehajtsa.
A "film" jelentése
A fókuszálás eredménye a kép fókuszálása a retinára, amely egy többrétegű, fényérzékeny szövet, amely vissza szemgolyó. A retina hozzávetőleg 137 000 000 fotoreceptort tartalmaz (összehasonlításképpen a modern digitális fényképezőgépek említhetők, amelyekben legfeljebb 10 000 000 ilyen szenzoros elem található). A fotoreceptorok ilyen nagy száma annak a ténynek köszönhető, hogy rendkívül sűrűn helyezkednek el - körülbelül 400 000 / 1 mm².
Nem lenne felesleges itt Alan L. Gillen mikrobiológus szavait idézni, aki "Body by Design" című könyvében a retináról, mint a mérnöki tervezés mesterművéről beszél. Úgy véli, hogy a retina a szem legcsodálatosabb eleme, összehasonlítható a fényképészeti filmekkel. A szemgolyó hátulján található fényérzékeny retina sokkal vékonyabb, mint a celofán (vastagsága nem haladja meg a 0,2 mm-t), és sokkal érzékenyebb, mint bármely ember által készített fotófilm. Ennek az egyedülálló rétegnek a sejtjei akár 10 milliárd fotont is képesek feldolgozni, míg a legérzékenyebb kamera csak néhány ezret. De még ennél is csodálatosabb, hogy az emberi szem még sötétben is képes felvenni néhány fotont.
A retina összesen 10 fotoreceptor sejtrétegből áll, amelyek közül 6 réteg fényérzékeny sejtek. 2 típusú fotoreceptor van speciális forma ezért is nevezik őket kúpnak és rúdnak. A rudak rendkívül érzékenyek a fényre, és fekete-fehér érzékelést és éjszakai látást biztosítanak a szemnek. A kúpok viszont nem olyan érzékenyek a fényre, de képesek megkülönböztetni a színeket - a kúpok optimális működését a nappal napok.
A fotoreceptorok munkájának köszönhetően a fénysugarak elektromos impulzusok komplexumaivá alakulnak, és hihetetlenül az agyba kerülnek. Magassebesség, és ezek az impulzusok maguk is felülmúlják a milliót idegrostok.
A fotoreceptor sejtek kommunikációja a retinában nagyon összetett. A kúpok és rudak nem kapcsolódnak közvetlenül az agyhoz. Miután megkapták a jelet, átirányítják azt a bipoláris sejtekhez, az általuk már feldolgozott jeleket pedig a ganglionsejtekhez, több mint egymillió axonhoz (neurithoz, amelyen keresztül az idegimpulzusok továbbadódnak), amelyek egyetlen egységet alkotnak. látóideg amelyen keresztül adatot küldenek az agyba.
két réteg köztes neuronok, mielőtt a vizuális adatokat elküldenék az agynak, hozzájárulnak ezen információk párhuzamos feldolgozásához a szem retinájában található hat érzékelési szint által. Erre azért van szükség, hogy a képeket a lehető leggyorsabban felismerjük.
agyi észlelés
Miután a feldolgozott vizuális információ bekerül az agyba, elkezdi szortírozni, feldolgozni, elemezni, és az egyes adatokból teljes képet alkot. Természetesen a munkáról emberi agy sokkal több ismeretlen, de még az is elég, hogy a tudományos világ mit tud nyújtani ma a csodálkozáshoz.
Két szem segítségével két "kép" keletkezik az embert körülvevő világról - minden retinához egy. Mindkét „kép” átkerül az agyba, és a valóságban az ember két képet lát egyszerre. De hogyan?
És itt van a lényeg: az egyik szem retinapontja pontosan megegyezik a másik szemének retinális pontjával, és ez azt jelenti, hogy mindkét kép az agyba kerülve egymásra rakható, és egyetlen képpé kombinálható. Az egyes szemek fotoreceptorai által kapott információ összefolyik vizuális kéreg agy, ahol egyetlen kép jelenik meg.
Abból adódóan, hogy a két szemnek eltérő a vetülete, bizonyos ellentmondások figyelhetők meg, de az agy úgy hasonlítja össze és kapcsolja össze a képeket, hogy az ember ne érezzen következetlenséget. Nem csak ez, ezek az ellentmondások felhasználhatók a térbeli mélység érzésére.
Tudniillik a fénytörés miatt az agyba belépő vizuális képek kezdetben nagyon kicsik és fordítottak, de „kimenetben” azt a képet kapjuk, amit látni szoktunk.
Ezenkívül a retinában a képet az agy függőlegesen két részre osztja - egy vonalon keresztül, amely áthalad a retina fossan. A két szemmel készített képek bal oldali részeit átirányítja a rendszer, a jobb oldali pedig balra. Így a látszó személy mindegyik féltekéje csak a látottak egy részéről kap adatokat. És ismét - "a kimeneten" szilárd képet kapunk a kapcsolat nyomai nélkül.
A képszétválasztás és a rendkívül összetett optikai utak lehetővé teszik, hogy az agy minden féltekén külön-külön lásson minden szem használatával. Ez lehetővé teszi, hogy felgyorsítsa a bejövő információáramlás feldolgozását, és látást biztosít az egyik szemmel, ha hirtelen valaki valamilyen okból nem lát a másikkal.
Megállapítható, hogy az agy a vizuális információ feldolgozása során eltávolítja a „vakfoltokat”, a szem mikromozgásaiból, pislogásból, látószögből stb. adódó torzulásokat, megfelelő holisztikus képet kínálva tulajdonosának a megfigyelt.
Egy másik fontos elemei vizuális rendszer . Lehetetlen lekicsinyelni ennek a kérdésnek a jelentőségét, mert. ahhoz, hogy az irányzékot egyáltalán megfelelően tudjuk használni, tudnunk kell elfordítani a szemünket, felemelni, leengedni, egyszóval mozgatni a szemünket.
Összesen 6 külső izmot lehet megkülönböztetni, amelyek a szemgolyó külső felületéhez kapcsolódnak. Ezek az izmok 4 egyenes (alsó, felső, oldalsó és középső) és 2 ferde (alsó és felső) izomból állnak.
Abban a pillanatban, amikor valamelyik izom összehúzódik, a vele szemben lévő izom ellazul – ez biztosítja a sima szemmozgást (különben minden szemmozgás rángatózó lenne).
Két szem elfordítása esetén mind a 12 izom mozgása automatikusan megváltozik (6 izom minden szemhez). És figyelemre méltó, hogy ez a folyamat folyamatos és nagyon jól koordinált.
A híres szemész, Peter Jeni szerint a szervek és szövetek központi idegrendszer mind a 12 idegein keresztül (ezt beidegzésnek nevezik). szemizmok egyikét képviseli a nagyon összetett folyamatok az agyban előforduló. Ha ehhez hozzáadjuk a tekintet átirányításának pontosságát, a mozgások simaságát és egyenletességét, a szem forgási sebességét (és ez összesen akár 700°/másodperc), és mindezt összeadjuk, akkor mobil szemet kapunk. ami a teljesítmény szempontjából valóban fenomenális.rendszer. És az a tény, hogy egy embernek két szeme van, még bonyolultabbá teszi a dolgot - szinkron szemmozgással ugyanaz az izom beidegzés szükséges.
A szemet forgató izmok különböznek a csontváz izmaitól, mivel azok sokféle rostból állnak, és még nagyobb számú neuron irányítja őket, különben a mozgások pontossága lehetetlenné válna. Ezeket az izmokat egyedinek is nevezhetjük, mert képesek gyorsan összehúzódni és gyakorlatilag nem fáradnak el.
Tekintettel arra, hogy a szem az egyik leginkább fontos szervek emberi test Folyamatos gondozásra szorul. Pont erre adják a szemöldökből, szemhéjakból, szempillákból és könnymirigyekből álló „integrált tisztítórendszert”, ha lehet annak nevezni.
A könnymirigyek segítségével rendszeresen ragadós folyadék keletkezik, amely lassú sebességgel lefelé halad. külső felület szemgolyó. Ez a folyadék lemossa a szaruhártyáról a különféle szennyeződéseket (port stb.), majd bejut a belső könnycsatornába, majd az orrcsatornán lefolyik, kiürül a szervezetből.
A könnyek nagyon erős antibakteriális anyagot tartalmaznak, amely elpusztítja a vírusokat és baktériumokat. A szemhéjak üvegtisztító funkciót látnak el - 10-15 másodperces időközönként megtisztítják és hidratálják a szemet az akaratlan pislogás miatt. A szemhéjakkal együtt a szempillák is működnek, megakadályozva, hogy alom, szennyeződés, mikroba stb. kerüljön a szembe.
Ha a szemhéjak nem töltik be funkciójukat, az ember szeme fokozatosan kiszárad, és hegek borítják. Ha nem így lenne könnycsatorna, a szemet folyamatosan elönti a könnyfolyadék. Ha az ember nem pislogna, törmelék kerül a szemébe, és akár meg is vakulhat. Minden " tisztító rendszer” kivétel nélkül minden elem munkáját tartalmaznia kell, különben egyszerűen megszűnne működni.
Szem, mint állapotjelző
Az ember szeme sok információt képes továbbítani a más emberekkel és az őt körülvevő világgal való interakció során. A szemek szeretetet sugározhatnak, éghetnek a haragtól, tükrözhetik az örömöt, a félelmet vagy a szorongást vagy a fáradtságot. A szemek azt mutatják, hogy az ember merre néz, érdekli-e valami, vagy sem.
Például amikor az emberek lesütik a szemüket, miközben beszélgetnek valakivel, ez egészen másképp értelmezhető, mint a szokásos felfelé pillantás. Nagy szeme a gyermekeknél örömet és gyengédséget okoznak a körülöttük lévőknek. A tanulók állapota pedig azt a tudatállapotot tükrözi, amelyben Ebben a pillanatban az idő egy személy. A szem az élet és a halál jelzője, ha globális értelemben beszélünk. Talán ezért nevezik őket a lélek „tükrének”.
Konklúzió helyett
Ebben a leckében az emberi látórendszer felépítését vizsgáltuk. Természetesen sok részletet kihagytunk (ez a téma maga nagyon terjedelmes, és problémás egy óra keretébe illeszteni), de ennek ellenére igyekeztünk az anyagot úgy átadni, hogy világos elképzelése legyen arról, HOGYAN az ember látja.
Nem lehetett nem észrevenni, hogy mind a szem összetettsége, mind lehetőségei lehetővé teszik, hogy ez a szerv sokszorosan felülmúlja a legtöbbet is modern technológiákÉs tudományos fejlemények. A szem egyértelműen mutatja a mérnöki munka összetettségét hatalmas számárnyalatok.
De a látás szerkezetének ismerete természetesen jó és hasznos, de a legfontosabb tudni, hogyan lehet a látást visszaállítani. A helyzet az, hogy az ember életmódja, életkörülményei és néhány egyéb tényező (stressz, genetika, rossz szokások, betegségek és még sok más) - mindez gyakran hozzájárul ahhoz, hogy az évek múlásával a látás romolhat, t .e. a vizuális rendszer kezd tönkremenni.
De a látás romlása a legtöbb esetben nem visszafordíthatatlan folyamat - bizonyos technikák ismeretében ez a folyamat visszafordítható, és a látás, ha nem is olyan, mint egy babánál (bár ez néha lehetséges), akkor olyan jó lehetőség szerint minden egyes személy számára. Ezért látásfejlesztési tanfolyamunk következő óráját a látás helyreállításának módszereivel foglalkozunk.
Nézz a gyökérre!
Tesztelje tudását
Ha szeretné tesztelni tudását a lecke témájában, akkor egy rövid, több kérdésből álló tesztet is kitölthet. Minden kérdésnél csak 1 lehetőség lehet helyes. Miután kiválasztotta az egyik opciót, a rendszer automatikusan a következő kérdésre lép. A kapott pontokat a válaszok helyessége és az átadásra fordított idő befolyásolja. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a kérdések minden alkalommal eltérőek, és a lehetőségek megkeverednek.
