Optički sustav ljudskog oka. Optički sustav oka sastoji se od ...

Ogroman udio informacija koje osoba prima kroz organe vida - oči. Optički sustav ljudskog oka, iako inferioran po svojim karakteristikama viziji nekih životinja, zapravo je sasvim savršen. Od viših tvorevina prirode, samo čovjek i primati mogu percipirati boje. Poznato je da optički sustav odraslog ljudskog oka može razlikovati do stotinu ili više nijansi boje. Usput, fotografska tehnika dugo vremena nije mogla s ljudskim organom vizije u smislu jasnoće i kvalitete slike.

Neke osnove optike

Fokus, poznat iz lekcija školske fizike: dvije zamračene prostorije, od kojih jedna ima kroz rupe malog promjera u zidovima. Iza zida nalazi se snažan izvor svjetla, poput sunca. Umjesto prve rupe, koja je dizajnirana da služi kao točkasti izvor svjetlosnih zraka, ponekad se koristi kompaktan električni uređaj za rasvjetu.

Ako se između točkastog izvora svjetla i druge rupe postavi bilo koji lik neprozirnog materijala, tada se na zidu (ekran) iza druge rupe pojavljuje slika objekta, okrenuta za 180 °.

Isti trik, samo mnogo kvalitetnije, čini kolektiv (sa difuznim objektivom) svjetlosnim zrakama. Činjenica je da svaka najmanja točka bilo kojeg predmeta, osvijetljena sama po sebi, postaje izvor iluminacije, malo sunce, zrači u svim smjerovima (reflektirajući) određeni dio svjetlosti koja pada na njega. Tako, predmeti koji izgledaju crveno nama apsorbiraju sve svjetlosne valove vidljivog raspona, osim crvene. Bijele stvari i materijali apsorbiraju gotovo ništa iz vidljivog raspona, reflektirajući se u okolni prostor dio svijeta i crni, naprotiv, koriste gotovo sve što im je padalo na grijanje.

Kako oči i drugi optički sustavi upale svjetlo

Razmotrite fizičke principe uređaja za snimanje. Činjenica je da optički sustav oka radi na isti način. Fizika je jednako valjana u uređajima koji su na prvi pogled toliko različiti. leća (objektiv za prikupljanje) pokupi svjetlo koje zrači iz svake točke objekta i fokusira ga na zaslon - fotosenzitivnu ploču.

Ploča je podijeljena na sitne dijelove - piksele. U modernom digitalnom fotoaparatu, pikseli su elementi osjetljivi na svjetlo, od kojih svaki pamti svoju svjetlinu i boju. Kada se sve točke dodaju zajedno kao mozaik, dobiva se slika.

Što su ti elementi manji, što se više uklapaju po jedinici površine, dobiva se bolja kvaliteta slike.

Ljudski organ vida (optika)

Čudno je, ali na isti način kao i stvaranje ljudskih ruku - kamera, optički sustav oka djeluje. Konstrukcija slike se odvija prema istim principima.

Slika se prikuplja i fokusira našom prirodnom "lećom" koja igra ulogu leće. Ovisno o udaljenosti na kojoj je potrebno fokusirati oko, ona može promijeniti svoju zakrivljenost, postajući više konveksna kada gleda u bliske objekte (uvlačenje igle) ili manje konveksno ako pogledamo u daljinu.

Prije dosezanja leće zrake svjetlosti prolaze kroz rupu u "dijafragmi" - šarenici oka. A promjer rupe ovisi o intenzitetu osvjetljenja - može se povećati u slučaju nedovoljnog osvjetljenja noću ili se smanjiti na svijetli sunčani dan, štiteći mrežnicu od prekomjernog zračenja.

I, naravno, optički sustav oka ne može bez zaslona - fotosenzitivna ploča, svoju ulogu ima mrežnica, na koju se projicira slika.

Biologija ljudskog organa vida

Međutim, ljudsko oko nije tehničko sredstvo, već prije svega biološki organ.

Osim elemenata koji su izravno uključeni u konstrukciju slike, formira se i optički sustav oka:

- rožnicu, iza koje se nalazi prednja komora napunjena tekućinom, koja se sastoji od 99% obične vode;

- staklasto tijelo - ima dobru transmisiju svjetlosti, ali ima nizak indeks loma i stoga ne sudjeluje u stvaranju slike;

- Zinn ligamenti - prenose snagu iz posebnih mišića, koji, naprežući se i opuštajući, mijenjaju zakrivljenost leće, tako da se optički sustav oka "podešava" na blizine ili udaljene objekte;

- očni živac je vrsta "kabelskog kanala" kroz koji se slika prenosi u mozak; u ovojnici optičkog živca također prolaze krvne žile koje opskrbljuju oko krvlju.

Međutim, neke komponente oka zaslužuju posebnu raspravu.

Leća ljudskog oka - leća

Optički sustav oka sastoji se od raznih tkiva, ali najjedinstveniji, možda, onaj koji čini “leću” našeg vizualnog sustava je leća. Ovaj organ ne sadrži niti živčana vlakna, niti posude, ima fenomenalnu prozirnost, ima blago žućkastu boju. Stratum corneum od kojeg je sastavljena leća ima vrlo visok indeks loma. Ako ga usporedite s povećalom, tada će njegova snaga biti oko 18 dioptrija. Međutim, tijelo leće nije potpuno ujednačeno, sastoji se od vlakana isprepletenih u različitim smjerovima.

To objašnjava činjenicu da osoba koja gleda u udaljenu zvijezdu (apsolutnu točku ljudskog oka) vidi zrake koje odlaze iz nje.

retina

Dakle, slika je snimljena objektivom i fokusirana na mrežnicu. Kako je dogovoreno?

Njegova struktura podsjeća na matricu digitalne kamere. Umjesto jedinica osjetljivih na svjetlo (piksela) eyeground Obloženi su posebnim fotoosjetljivim stanicama - štapovima i čunjevima. Smatra se da se štapići koriste u uvjetima slabog osvjetljenja i ne razlikuju boje. Anatomi povezuju viziju boje s konusima. Dakle, optički sustav oka ima dva paralelna kanala za dnevnu i noćnu vidljivost.

Čuda vida u prirodi

Zmije imaju posebnu viziju, većina ih reagira na infracrveno zračenje. Ova prilagodba omogućuje im uspješno lov na toplokrvne životinje u apsolutnom mraku.

Ali pogled na leptire "doveo" ih je na drugu stranu: zbog toga što ptice krilate pahuljice percipiraju dio ultraljubičastog dometa, lako pronalaze pelud - njihovu glavnu hranu.

Savršeno vidjeti u mraku i geckos. Ali ne u infracrvenoj boji, kao zmije, nego u istom spektralnom rasponu kao i osoba. Razlika je u tome što je mrežnica gekona 350 puta osjetljivija na svjetlo! Samo uređaj za noćnu viziju, stvoren od prirode!

Ovaj uređaj za promatranje ima na raspolaganju kameleon. Ne samo da može promatrati, a da ne okreće glavu, čitavih 360 ° okolnog svijeta, on još uvijek može mjeriti udaljenost do objekata s jednim okom kao mjerač dometa.

Ali vlasnik najvećih svjetskih očiju to je divovska lignja. Činjenica je da je njezino stanište dubina oceana od jednog kilometra i dublje. U takvom ponoru gotovo da nema sunčeve svjetlosti, ali vlastitim očima veličine prosječne lubenice, lignje vide svog zakletog neprijatelja spermu na udaljenosti do 1000 metara.