Живая оптическая система
В процессе миллионов лет эволюции сформировалась сложнейшая по своему устройству живая оптическая система. Имя ее – глаз. Система эта образована органическими веществами, и на сегодняшний день ей нет равных среди всех существующих оптических приборов.
Человеческий глаз представляет собой практически ровную сферу (24 мм вдоль главной оптической оси и 22 мм поперек нее). Склера – плотная гибкая оболочка, защищающая желеподобное содержание глаза. Она имеет белый цвет, кроме участка под названием роговица. Этот участок расположен непосредственно перед зрачком (там склера прозрачна).
В первую очередь свет попадает на роговицу, которая обладает наибольшей оптической силой среди всех оптических элементов глаза. Затем свет проникает в заполненную водянистой влагой полость, где показатель преломления ниже, чем в роговице.
В водянистую влагу погружена радужная оболочка – подвижная мышечная кольцевая диафрагма. В ней есть отверстие – зрачок, - размер которого изменяется посредством сжатия и вытягивания радужной оболочки. Благодаря этому свойству глаз способен варьировать величину поступающего в него светового потока.
После прохода через зрачок свет попадает на хрусталик, эластичную двояковыпуклую линзу, диаметр которой составляет 9 мм, а толщина – около 4 мм. Строение хрусталика похоже на луковицу (он состоит из 22 000 тонких слоев!). Показатель преломления такой линзы уменьшается от наружной области к внутренней. Хрусталиком управляют цилиарная мышца и поддерживающая связка, которые способны корректировать кривизну хрусталика, тем самым меняя его оптическую силу. За хрусталиком располагается стекловидное тело.
Вместе роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело образуют живую оптическую систему, которая аналогична собирающей линзе.
65 % внутренней поверхности глаза покрывает сетчатка. Это тонкий прозрачный слой светочувствительных клеток, находящихся на задней стенке сетчатки. Преобразуя падающее на сетчатку видимое излучение в электрические импульсы, она передает их по зрительному нерву в головной мозг. В том месте, где зрительный нерв выходит из сетчатки, светочувствительные клетки отсутствуют – здесь образуется слепое пятно, которое не чувствительно к свету.
Изображение поступает на сетчатку вверх ногами. Но почему мы видим все предметы в прямом положении, а не в перевернутом? Дело в том, что в головном мозге полученные импульсы обрабатываются, а изображение переворачивается обратно.
Существует такое понятие, как разрешающая способность глаза, или острота зрения. Она определяется расстоянием между двумя соседними светочувствительными клетками. Острота зрения падает при уменьшении освещенности, поэтому, чем темнее вокруг, тем хуже мы видим и тем меньшее количество деталей мы можем уловить.
Природа наделила нас, пожалуй, самым совершенным оптическим прибором. Деятельность человеческого глаза настолько отточена, а передача нервных импульсов так молниеносна, что мы не задумываемся о том, какая работа совершается нашим организмом просто для того, чтобы увидеть обычный стул в обычной комнате. Большую часть информации (более 80 %) мы получаем с помощью зрения, порой даже не замечая этого. Как говорится, лучше один раз увидеть... ну а дальше вы сами знаете.
