Кольорове бачення

Колбочки забезпечують здатність ока розрізняти кольори, але володіють не дуже високою світлочутливістю. Таким чином, колбочки утворюють апарат кольорового (хроматичного) денного зору. Палички не дають можливості розрізняти кольори, але володіють більш високою світлочутливістю. Вони досить добре працюють у сутінках при слабкому освітленні, при якому колбочковой апарат не працює.

У нормальному оці на сітківці є три групи колб, максимуми, чутливості яких відповідають довжинам хвиль 445, 535 і 570 нм, тобто відповідають синьою, зеленою і червоною частинах спектра. Розпізнавання кольорів мозком здійснюється у відповідності з тим, наскільки сильно збуджена та чи інша група колбочок. Порушення роботи однієї з груп колбочок викликає таке захворювання, як дальтонізм, при якому людина не розрізняє, наприклад, червоний і зелений кольори.

6. Денне та сутінкове бачення. Чутливість ока.

Око регулює кількість світла, що потрапляє на сітківку, тому для нормальної роботи зорових клітин їх освітленість повинна лежати в певних межах. Здатність ока пристосовуватися до бачення при різних яркостях світла називається адаптацією.

Адаптація здійснюється за рахунок наступних механізмів:

1) зміна діаметра зіниці в межах від 2 до 8 мм;

2) зміна концентрації міститься в зорових рецепторах светочув-ствительность речовини, розщеплення якого викликає збудження рецепторів;

3) екранування колб і паличок темним пігментом, що знаходяться в судинній оболонці і здатним в процесі адаптації переміщатися в напрямку склоподібного тіла.

Стробоскопічний ефект. Зорове відчуття, що виникає на сітківці ока, не зникає миттєво після того, як світло вже не діє на сітківку ока. Око ще протягом 0,1 с бачить зображення рухомого пред-мета там, де його вже немає. Два сусідніх зображення предмета зливаються в одне - це явище називається стробоскопічний ефект.

7. Недоліки ока.

У нормальному оці за відсутності акомодації задній фокус збігається з сітківкою - такий око називають емметропіческой; інакше - око називають аметропіческім.

Найбільш поширеними видами аметропії є короткозорість (міопія) і далекозорість (гіперметропія). Короткозорість - недолік ока, що складається в тому, що задній фокус при відсутності акомодації лежить попереду сітківки; у разі далекозорості задній фокус при відсутності акомодації лежить за сітківкою. Для корекції короткозорого ока при міняють розсіювальну лінзу, далекозорість - збирає.

При астигматизмі кривизна заломлюючих поверхонь ока неоднакова в різних меридіанних площинах, наприклад, у вертикальній і горизонтальній. Для корекції астигматизму використовують циліндричні лінзи, що мають кривизну тільки в одній з меридіанних площин. Астигматизм порівняно легко коректується при простому астигматизмі, тобто тоді, коли площині максимальної та мінімальної кривизни взаємно перпендикулярні. Якщо ж ці площини не перпендикулярні, то говорять про косому астигматизмі і підібрати коригувальні лінзи в цьому випадку значно складніше.

8. Оптична мікроскопія.

Для значного збільшення малих об'єктів застосовується мікроскоп - оптична система, що складається в найпростішому випадку з короткофокусної збирає лінзи (об'єктива) О₁ з фокусною відстанню f_об і телефото збирає лінзи (окуляра) О₂ з фокусною відстанню F_ок (рис.1). Лінзи будемо розглядати тільки тонкі, товщина яких пренебрежимо мала в порівнянні з радіусами кривизни лінзи. Нагадаємо, що фокусом лінзи називається точка, в якій після заломлення збираються всі промені, що падають на лінзу паралельно головній оптичній осі.

Головна оптична вісь це пряма, що проходить через центри кривизни поверхонь

Предмет АВ поміщається від об'єктива на відстані, трохи більшому f_об.

Дійсне, збільшене і перевернуте зображення А'В' виявляється від окуляра на відстані, трохи меншому F_ок - воно розглядається у окуляр, як в лупу. У результаті виходить уявне, збільшене і перевернуте (щодо предмета) зображення А'' В'', що знаходиться від окуляра на відстані L, званому відстанню ясного зору (для нормального ока L ~ 25 см). Відстань l між "внутрішніми" фокусами об'єктива й окуляра називається оптичною довжиною тубуса мікроскопа (зазвичай l = 16 см).

Загальне збільшення мікроскопа N дорівнює добутку збільшень об'єктива і окуляра:

Практично збільшення мікроскопа не може перевищувати 1500 - 2000. Це пов'язано з обмеженою роздільною здатністю мікроскопа, обумовленої дифракційними явищами.

9. Волоконна оптика. Ендоскопія.

Волоконною оптикою називають розділ оптики, в якому розглядають передачу світла і зображення по светопроводам.

Волоконна оптика заснована на явищі повного внутрішнього відбиття. Світло, потрапляючи всередину прозорого волокна, оточеного речовиною з меншим показником заломлення, багаторазово відбивається і поширюється вздовж цього волокна (рис.). Так як при повному відбитті коефіцієнт відбиття порівняно високий (порядку 0,9999), то втрати енергії в основному обумовлені поглинанням світла речовиною всередині волокна. Так, наприклад, у видимій області спектра в волокні довжиною 1 м втрачається 30-70% енергії.

Для передачі великих світлових потоків і збереження гнучкості светопроводящая системи окремі волокна збираються в пучки (джгути) - світловоди. На рис. схематично показаний світловод; через хаотичного розташування волокон зображення цифри 1 спотворено.

У медицині світловоди використовують для вирішення двох завдань: передачі світловій енергії, головним чином для освітлення холодним світлом внутрішніх порожнин, і передачі зображення. Для першого випадку не має значення положення окремих волокон в світловод, для другого істотно, щоб розташування волокон на вході і виході світловода було однаковим.

Прикладом застосування волоконної оптики для модернізації існуючих медичних апаратів є ендоскоп - спеціальний прилад для огляду внутрішніх порожнин (шлунок, пряма кишка та ін.) Він складається з двох основних частин: джерела світла та оглядовим частини. З використанням волоконної оптики вдалося, по-перше, світло від лампочки передавати всередину органу по світловод, тим самим уникаючи небажаного нагрівання цього органу, яке неминуче виникало при приміщенні джерела світла всередині порожнини в ендоскопії колишньої конструкції; по-друге, гнучкість волоконно-оптичних систем допускає огляд більшої частини порожнин, ніж за допомогою жорстких ендоскопів.

За допомогою світловодів здійснюється передача лазерного випромінювання у внутрішні органи з метою лікувального впливу на пухлини.

На закінчення зазначимо, що сітківка ока людини є високоорганізованої волоконно-оптичної системою, що складається приблизно з 130•10⁶ волокон. Це, ймовірно, найбільш складна волоконно-оптична система, що існує в даний час.