Определение разрешающей способности человеческого глаза. Казачкова Ф.А

Разрешающая способность глаза: понятие, формула, норма

Определение разрешающей способности человеческого глаза. Казачкова Ф.А

Глаз человека является оптическим прибором, который обладает повышенной чувствительностью к перепадам освещения. Важной характеристикой оптического прибора человека является разрешающая способность глаза. Точки воспринимаются по-разному при попадании на чувствительные рецепторы.

Что такое разрешающая способность глаза

Человеческий глаз — орган сложный по строению. Глазное яблоко имеет форму шара с длиной 24–25 мм и содержит светопреломляющий и световоспринимающий аппарат.

Разрешающей способностью глаза человека считается расстояние между двумя объектами или линиями, видимыми раздельно. Оценить разрешение можно в минутах или миллиметрах, чаще всего выявляют число линий, видимых раздельно в интервале 1 мм. Причиной изменения разрешения глаза становятся анатомические размеры рецепторов и их связи.

Разрешение глаза человека зависит от факторов:

  1. Нервные перерабатывают сигнал, поступивший на сетчатку глаза.
  2. Оптические — неровности роговицы, нарушение фокусировки, дифракция на радужке, рассеивание света и нарушения глаза.

Контрастность объектов оказывает влияние на разрешение. Отличие можно заметить при дневном и ночном освещении.

Днем влияние дифракции увеличивается за счет сужения зрачка, а отклонение роговицы от правильной формы не влияет на изображение. Ночью зрачок расширяется и становится частью периферийной зоны роговицы.

Качество зрения снижается при нарушении роговицы, что происходит из-за рассеивания света на фоточувствительных зонах глаза.

Для выявления формулы разрешающей способности глаза следует понимать, что разрешающая способность — это показатель, обратный самому маленькому углу между направлениями на 2 точки, при котором получаются разные изображения.

Дифракция света на входном зрачке выглядит, как светлый круг в центре. Первый дифракционный минимум находится под определенным углом от центра. Для определения разрешающей способности глаза необходимо знать диаметр зрачка и длину световой волны. Диаметр зрачка во много раз превышает длину волны.

Более 84% линии света, проходящего через зрачок, попадает в кружок Эйри. Максимальный показатель составит 1,74%, остальные максимумы показывают доли от первого. Таким образом, дифракционную картину считают состоящей из центрального светлого пятна с угловым радиусом. Это пятно проецирует изображение на сетчатку. Так формируется дифракция.

Угол зрения

Установлено, что влияние угла зрения на разрешающую способность глаза велико. В пространстве находятся 2 точки, которые проходят преломляющую среду глаза и соединяются на сетчатке. Лучи после преломления образуют угол, который называется углом зрения.

Величина угла зрения будет зависеть от величины предмета и его расстояния до глаза. Один и тот же предмет, но на разном расстоянии, будет отображаться под разным углом. Чем предмет ближе, тем больше будет угол преломления. Этим объясняется, что чем ближе предмет, тем человек детальнее его может рассмотреть.

При этом известно, что человеческий глаз различает 2 точки в том случае, если они отображаются под углом не менее, чем 1 мин. Световой луч должен упасть таким образом на 2 ближайших нервных рецептора, чтобы между ними остался хотя бы один нервный элемент. Поэтому нормальное зрение зависит от разрешающей способности глаза.

После преломления угол зрения остается равен 1 мин.

Рефракция

Одной из характеристик органа зрения считается рефракция глаза, от которой зависит острота и отчетливость получаемого изображения. Ось глаза, стороны хрусталика и роговицы влияют на рефракцию. От этих параметров будет зависеть, сходятся лучи на сетчатке или нет. В медицинской практике измеряют рефракцию физически и клинически.

Физический способ производит расчет от хрусталика до роговицы, не учитывая особенности глаза. В этом случае не учитывается, чем характеризуется разрешающая способность глаза, а рефракция измеряется в диоптриях. Диоптрия соответствует расстоянию, через которое преломляемые лучи сходятся в одной точке.

За среднюю величину рефракции глаза берут показатель в 60 диоптрий. Но расчет не эффективен для определения остроты зрения. Несмотря на достаточную силу преломления, человек может не видеть четкого изображения из-за особенностей строения глаза.

Если оно нарушено, то лучи могут не попадать на сетчатку при оптимальном фокусном расстоянии. В медицине используют расчет взаимосвязи рефракции глаза и расположение сетчатки.

Разновидности рефракции

В зависимости от того, где находится главный фокус, спереди или сзади сетчатки глаза, различают следующие виды рефракции: эмметропию и аметропию.

Эмметропия — нормальная рефракция глаза. Преломленные лучи сходятся в сетчатке. Без напряжения человек видит предметы, удаленные на расстоянии нескольких метров. Только 40% людей не имеют зрительных патологий. Изменения происходят после 40 лет. При нормальной рефракции глаза, человек может читать без усталости, что происходит благодаря фокусу на сетчатке.

При несоразмерной рефракции — аметропии, главный фокус не совпадает с сетчаткой, а находится спереди или сзади. Так различают дальнозоркость или близорукость. У близорукого человека самая дальняя точка располагается рядом, причина неправильного преломления скрывается в увеличении глазного яблока. Поэтому такие люди плохо видят предметы, расположенные вдалеке.

Дальнозоркость наступает при слабой рефракции. Параллельные лучи сходятся за сетчаткой, а изображение человеку видится размытым. Глазное яблоко имеет сплющенную форму и четко отображает дальние предметы. Заболевание чаще всего развивается после 40 лет, хрусталик теряет эластичность и не может изменить кривизну.

Цветовая чувствительность глаза

Человеческий глаз обладает чувствительностью к разным участкам спектра. Относительная световая эффективность в спектральном круге равна отношению чувствительности глаза к свету с длиной волны 555 нм.

Глаз видит только 40% солнечного излучения. Человеческий глаз имеет высокую адаптацию. Чем ярче свет, тем меньше становится зрачок. Оптимальным для высокой чувствительности становится зрачок диаметром 2–3 мм.

Днем глаз имеет большую чувствительность к желтой части спектра, а ночью — к сине-зеленой. По этой причине вечернее зрение становится хуже, и снижается восприимчивость цветов.

Недостаток оптической системы глаза

Глаз, как оптический прибор, не лишен недостатков. Наименьшее линейное расстояние между двумя точками, при котором сливаются изображения, называется линейным периодом разрешающей способности глаза. Нарушение строения хрусталика и роговицы приводит к развитию астигматизма.

Оптическая сила в вертикальной плоскости не равняется силе в горизонтальной. Как правило, одна немного больше второй. При этом глаз по вертикали может быть близоруким, а по горизонтали — дальнозорким. Если разница в этих линиях составляет 0,5 дптр или меньше, то ее не корректируют очками и относят к физиологической. При большем отклонении назначают лечение.

Нецентрированность оптической системы глаза

Разрешающая способность глаза зависит от строения оптической системы органа зрения. За оптическую ось принимают прямую, проходящую через центр. Зрительная ось — прямая, которая проходит между узловой точкой глаза и фовеолой.

При этом, центральная ямка не находится на прямой, а располагается внизу, ближе к височной части. Оптическая ось пересекает сетчатку, не задевая центральную ямку и диск зрительного нерва. Нормальный глаз создает угол между оптической и зрительной осями от 4 до 8о. Угол становится больше при дальнозоркости, при близорукости меньше или отрицательным.

Центр роговицы редко совпадает с оптическим центром, соответственно, система глаза считается нецентрированной. Любое отклонение мешает лучам сходиться на сетчатке и снижает разрешающую способность глаза. Разброс нарушений глаза велик и у каждого человека может отличаться.

Источник: https://FB.ru/article/459572/razreshayuschaya-sposobnost-glaza-ponyatie-formula-norma

Разрешающая способность зрения

Определение разрешающей способности человеческого глаза. Казачкова Ф.А

Острота зрения.Остротой зрения называется способность глаза различать мельчайшие детали. Максимально возможная острота зрения зависит от толщины колбочек в центральной ямке желтого пятна.

Высчитано, что угол, под которым падают на сетчатку лучи от двух точек, максимально сближенных, но видимых раздельно, равен '/«о0, т. е. одной угловой минуте. Этот угол и принято считать за норму остроты зрения. Острота зрения несколько меняется в зависимости от силы освещения.

Однако при одной и той же освещенности она может значительно меняться. Она увеличивается под влиянием тренировки и понижается при утомлении зрения.

Острота зрения проверяется по специальным тест-объектам.

К ним могут быть отнесены: решетки, двойные параллельные полосы или прямоугольники, отдельные тонкие линии, различные фигуры (разорванные окружности или кольца Ландольта) и специальные таблицы, составленные из 10—12 рядов букв или специальных знаков. Все эти и другие тест-объекты направлены на определение пространственной разрешающей способности глаза.

У детей остроту зрения проверяют по таблицам, на которых изображены различные предметы. Соотношение знаков каждого последующего ряда по сравнению с предыдущим соответствует

разнице остроте зрения на 0,1. Величина знака каждого ряда соответствует расстоянию, с которого весь знак виден под углом зрения в 5', а отдельные его элементы (штрих и разрыв) в 1'.

Острота зрения, встречающаяся у большинства людей и характеризующаяся способностью видеть детали предмета под углом зрения в 1', рассматривается как нормальная. Она равна 1,0.

При остроте зрения, равной 1,0, исследуемый определяет знаки десятой строки таблицы на расстоянии 5 м. Если исследуемый определяет на этом расстоянии знаки пятой строки — острота зрения его равна 0,5, первой строки — 0,1.

Острота зрения определяется как величина, обратная минимально эффективному углу зрения в единицах дуговых минут. Эти единицы используются для того, чтобы большие числовые величины отражали высокую степень зрения, а не наоборот.

Существует упрощенный способ оценки остроты зрения. Так, для проверки остроты зрения ниже 0,1 пользуются счетом пальцев. Если исследуемый может сосчитать раздвинутые пальцы руки на расстоянии 5 м, его острота зрения равна 0,09.

Острота зрения, равная 0,04, приблизительно соответствует счету пальцев на расстоянии-2 м, острота зрения 0,01—счету пальцев на расстоянии 0,5 м, а острота зрения 0,005 — счету пальцев на расстоянии 30 см. Если исследуемый не различает пальцев, а определяет только свет, его острота зрения равна цветоощущению.

При таком зрении важно установить, способен ли исследуемый определять, с какой стороны падает на глаз свет. Если он правильно указывает направление света, его острота зрения равна светоощущению с правильной проекцией света. Когда исследуемый не отличает света от темноты, его острота зрения равна нулю.

Степень понижения остроты зрения — один из основных признаков, по которым дети направляются в дошкольные учреждения и школы для слабовидящих или слепых.

Острота зрения, определяемая различными способами и неодинаковыми тест-объектами, может оказаться неоднозначной.

Измерения остроты зрения зависят от интенсивности освещенности, состояния адаптации, длительности раздражения и качества раздражителя, а также от состояния палочкового и колбочкового аппарата и состояния здоровья обследуемого. При высоких уровнях освещенности кольца Ландольта различаются лучше, чем решетка,

. Исследование с помощью параллельных полос выявило влияние других факторов на остроту зрения, например качества фона. Включение светлого фона для темных полос увеличивает остроту зрения.

Однако повышение интенсивности светлых полос на темном фоне вначале повышает остроту зрения до определенного максимума, затем она резко снижается. Объяснение данного эффекта возможно с позиции учения И. П.

Павлова об иррадиации нервного процесса в коре головного мозга.

При изучении отношений между остротой зрения и освещенностью различными участками цветового спектра при одинако-

вой величине зрачка не выявлено существенного отличия в функциональном уровне активности между палочковым и кол—бочковым системами при воздействии красного цвета (670 нм). При использовании синего цвета (длиной волны 450 нм) выявляется существенное различие между остротой зрения и освещенностью палочек и колбочек.

Разрешающая способность зрительного анализатора зависит от остроты зрения. В то же время разрешающая способность обеспечивает различение и опознавание светлых объектов на темном или светлом поле и темных объектов на светлом при различных перепадах яркости. Различают пространственную и временную разрешающую способность зрительного анализатора (Л. П. Григорьева).

Пространственная разрешающая способность. Острота зрения характеризует уровень пространственной разрешающей способности зрительного анализа, на которую оказывают влияние физические и анатомо-физиологические факторы. В условиях световой адаптации острота зрения растет при увеличении освещенности фона. Увеличение общей освещенности повышает остроту зрения к черным объектам.

При адаптации к высоким освещенностям острота зрения максимальна в фовеа, а к низким — в экстрафовеа. Очень высокая освещенность фона вызывает падение остроты зрения в связи с ослеплением. При переходе от световой к темновой адаптации острота зрения колбочкового аппарата снижается. В ' темноте для ярких стимулов острота зрения низкая, а для раздражителей слабой яркости'— высокая.

Пространственная разрешающая способность зависит от интенсивности, углового размера и контраста стимулов. Острота зрения повышается при увеличении контраста у нормальнозрячих до 20%, а у слабовидящих — до 60—80%.

Острота зрения снижается при уменьшении длительности экспозиции и увеличении угловой скорости движения объектов. В литературе имеются указания на зависимость остроты зрения от длины волны стимулов.

При монохроматической освещенности достигается более высокая острота зрения, чем при смешанном свете. Наиболее высокая острота зрения обнаружена в желтой части спектра (С. В. Кравков).

Найдены значительные различия остроты зрения в зависимости от комбинаций в изображениях, уравненных по яркости красного, зеленого, синего, желтого, белого и черного цветов.

Разрешающая способность в пространстве связана со свойствами оптической системы глаза: особенностями строения и состоянием прозрачных сред, с рефракцией, аккомодацией, величиной зрачка, аберрацией, дифракцией. Эти свойства оптической системы определяют степень четкости изображения на сетчатке и таким путем влияют на остроту зрения.

Острота зрения зависит от освещенности фона, яркости и контраста тест-объекта, длительности его экспозиции, частоты предъявления, цветности, углового размера и скорости перемещения

. 29

объекта, структурно-функциональных особенностей сетчатой по пространственному градиенту.

Разрешающая способность органа зрения наиболее полно может быть охарактеризована с учетом фактора времени. Поэтому ниже излагаются данные, касающиеся временного различения световых сигналов.

Временная разрешающая способность.Из данных Л. П.

Григорьевой следует, что у слабовидящих школьников с аномалиями рефракции (гиперметропия, миопия без патологических изменений глазного дна и поля зрения) временная разрешающая способность центрального, парацентрального и периферического зрения, определяемая по критическому интервалу дискретности и критической частоте слияния мельканий, соответствует норме. Степень повышения временного различения при ритмической стимуляции (ДЛ) также соответствует норме. Высокая миопия, осложненная патологическими изменениями глазного дна и поля зрения, характеризуется нарушением временной разрешающей способности. При этом временная дискретность периферического зрения имеет нормальные показатели. В ходе ритмической стимуляции временная разрешающая способность центрального и парацентрального зрения увеличивается в меньшей степени, чем в норме.

В случаях осложненного гиперметропического астигматизма с изменениями глазного дна и поля зрения наблюдается нарушение временной разрешающей способности для центрального, парацентрального и периферического зрения. При ритмической стимуляции временное различие улучшается намного меньше, чем в норме.

При катаракте и афакии временная разрешающая способность парацентрального и периферического зрения соответствует норме.

Дистрофия области сетчатки характеризуется снижением временной разрешающей способности центрального зрения и несколько меньшим нарушением этой функции в парацентральной области. В отличие от нормы временное различение в центре поля зрения хуже, чем в парацентральной области.

При частичной атрофии зрительных нервов временная разрешающая способность зрения резко снижена.

Оптическая коррекция аномалий рефракции не способствует повышению временной разрешающей способности, тогда как увеличение яркости стимулов приводит к существенному снижению порогов временного различения при всех исследованных заболеваниях.

Обнаружено существенное снижение временной разрешающей способности центрального зрения при осложненных аномалиях рефракции, заболеваниях сетчатки и зрительного нерва. Формы нарушения и соотношение уровней функций ахроматического зрения связаны с локализацией и распространенностью патологического процесса, определяющего изменения нейрофизиологических механизмов (Л. П. Григорьева).

Бинокулярное зрение.У большинства животных каждый глаз

имеет свое отдельное поле зрения. Человек видит одновременно и правым и левым глазом, что значительно улучшает зрительную оценку расстояний и позволяет видеть объемную форму предметов.

При бинокулярном зрении оба глаза должны быть всегда точно установлены на один и тот же предмет. Необходимо, чтобы изображение каждой части видимого предмета занимало в обеих сетчатках совершенно одинаковое положение, иными словами, чтобы оно' попадало на их идентичные, т. е. тождественные, точки (рис. 8). Клетки зрительной области коры больших полушарий, к которым приходят

импульсы от идентичных точек

Рис. 8. Схема объемного видения

обеих сетчаток, тесно связаны при бинокулярном зрении.

между собой. Их одновременное

возбуждение позволяет четко видеть предмет, но стоит несколько сместить его, как изображение раздваивается, становится неясным. Это происходит потому, что изображение попадает на неидентичные точки обеих сетчаток.

У новорожденного движения обоих глаз часто бывают недостаточно согласованы. Иногда движение одного глаза отстает от движения другого, и ребенок косит глазами; мало того, один глаз может остаться неподвижным. Наблюдая за ребенком, можно обнаружить, что его как бы безучастный взгляд по временам оживляется.

Это происходит в тот момент, когда оба глаза согласованно фиксируют какой-то предмет и ребенок ясно его видит.

Если предмет медленно передвигается, ребенок пытается следить за ним глазами, а при неудаче начинает вращать глаза во все стороны, проявляя беспокойство, которое проходит, как только взор снова упадет на предмет.

Развитие пространственного зрения. В первые месяцы жизни ребенка информация, получаемая одновременно с рецепторов различных анализаторов — зрительного, кожного, двигательного, слухового, становится источником образования в коре больших полушарий многочисленных условных связей, позволяющих ориентироваться в пространстве.

Двигая руками, ребенок сначала случайно прикасается к висящей перед ним игрушке.

В этот момент в кору больших полушарий поступает сигнализация с мышц руки о ее положении в пространстве, с мышц шеи — о положении головы, с мышц глазного яблока — о направлении зрительной оси, с рецепторов сетчатки — о видимой игрушке, с кожных рецепто-

ров — о прикосновении к предмету. После неоднократного получения такой информации в коре больших полушарий образуются соответствующие условные связи, в результате которых ребенок может произвести движение руки, необходимое для того, чтобы прикоснуться к игрушке.

Другая игрушка может стать источником информации о положении руки, а потому измененным окажется и движение руки, необходимое для прикосновения к игрушке. С возрастом зрительная информация становится все более сложной и дифференцированной.

Ребенок ощупывает предмет, вертит его в руке, сжимает. Начав ходить, ребенок идет к предмету, бросает его, снова находит. Так его знакомство с пространством постепенно расширяется.

В результате образования множества новых связей ребенок получает возможность при помощи зрения познавать окружающий мир.

Одновременно развивается способность определять степень удаленности предмета и ощущать его объемность, или рельефность, т. е. неодинаковую удаленность его частей от глаза. О расстоянии до предмета информируют глазные мышцы. Когда человек смотрит двумя глазами на ближайший предмет, дальний двоится, а при переводе зрения на дальний двоится ближний предмет.

Это происходит потому, что изображение нефиксируемой точки попадает не на идентичные точки сетчатки, как это показано на схеме (рис. 8). При фиксации ближней точки изображение дальней оказывается в правом глазу левее центральной ямки, а в левом — правее ее. В этом нетрудно убедиться, если прикрывать рукой то один, то другой глаз: исчезает точка на стороне закрытого глаза.

При фиксации дальней точки получается обратная картина. .Двоение точек, находящихся ближе или дальше той, на которую направлен взор, не только не мешает видению, но в некоторой мере облегчает определение расстояния от точек до глаза, а главное — дает возможность различать рельеф предмета, видеть его объемно. Как известно, расстояние между зрачками глаз около 60 мм.

Следовательно, при бинокулярном зрении, особенно когда предмет не плоский и находится недалеко, человек видит его с двух разных позиций, а следовательно, неодинаково. Если, например, держать перед собой закрытую книгу так, чтобы один глаз видел только корешок, то другой будет видеть помимо корешка сильно скошенную поверхность обложки (см. рис. 8).

При таком частичном несоответствии полей зрения должно было бы легко возникать двоение из-за непопадания на идентичные точки сетчатки тех лучей, которые исходят от более близких или более далеких, участков видимого предмета. Однако вместо резкого двоения, изображенного на рисунке 8,- двоение менее выражено, так как лучи попадают на точки сетчатки, мало удаленные от идентичных точек.

Подобное двоение воспринимается как небольшое изменение {увеличение или уменьшение) расстояния от глаза.

Развитие пространственного зрения у детей позволяет им ви-. деть форму предметов объемно и легко отличать на расстоянии круг от шара, квадрат от куба, треугольник от пирамиды или конуса, оценивать сложные предметные ситуации.

Цветовое зрение. Все многообразие цветовых оттенков может быть получено смещением трех цветов спектра — красного, зеленого и фиолетового (или синего). Если быстро вращать диск, составленный из этих цветов, он будет казаться белым.

Доказано, что цветоощущающий аппарат состоит из трех видов колбочек: одни преимущественно чувствительны к красным лучам, другие— к зеленым, третьи — к синим. От соотношения силы возбуждения каждого вида колбочек и зависит цветовое зрение.

Наблюдения за электрическими реакциями коры больших полушарий позволили установить, что мозг новорожденного реагирует не только на свет, но и на цвет. Способность различать цвета была обнаружена у грудного ребенка методом условных рефлексов.

Различение цветов становится все более совершенным по мере образования новых условных связей, приобретаемых в процессе игры.

В конце XVIII в. известный английский естествоиспытатель Джон Дальтон подробно описал расстройство цветового зрения, которым он сам страдал. Он не отличал красный цвет от зеленого, а темно-красный казался ему серым или черным. Такое нарушение, получившее название дальтонизма, встречается чаще у мужчин и очень редко у женщин.

Оно передается по наследству через поколение по женской линии, иными словами, от деда к внуку через мать. Бывают и другие расстройства цветового зрения, но они встречаются очень редко. Страдающие дальтонизмом могут долгие годы не замечать своего дефекта. Иногда человек впервые узнает об этом после обследования у глазного врача.

Способов лечения врожденного нарушения цветоощущения нет, но у людей, страдающих дальтонизмом, постепенно развивается способность различать цвета по степени их яркости. Например, ребенок, страдающий дальтонизмом, может запомнить при предъявлении, что один шарик красный, а другой, побольше— зеленый.

Но если дать ему два одинаковых шарика, отличающихся только по цвету (красный и зеленый), то он не сумеет их различить. Такой ребенок путает цвета при сборе ягод, на занятиях по рисованию, при подборе цветных кубиков по цветным картинкам.

Видя это, окружающие, в том числе и воспитатели, нередко обвиняют ребенка в невнимании или обдуманной шалости, делают, ему замечания, наказывают, снижают оценку за выполненную работу. Незаслуженное наказание может отразиться на нервной системе ребенка, повлиять на его дальнейшее развитие и поведение.

Поэтому в тех случаях, когда ребенок путает или долго не может усвоить те или иные цвета, его следует показать врачу-специалисту, чтобы выяснить, не результат ли это врожденного дефекта зрения.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/13_139283_razreshayushchaya-sposobnost-zreniya.html

Разрешающая способность глаза

Определение разрешающей способности человеческого глаза. Казачкова Ф.А
Разрешающей способностью называют наименьшее расстояние между двумя точками или линиями, видимыми раздельно. Оценивать его можно в угловой или в линейной мере. Обычно разрешающую способность, или разрешение, характеризуют числом линий, видимых раздельно в интервале 1 мм.

В последние годы установлено, что разрешающая способность глаза зависит не столько от анатомических размеров рецепторов, сколько от их функциональной связи и от множества других факторов.

Эти факторы можно разделить на «нервные», к которым относятся способы' переработки сигнала в сетчатке и лежащих выше отделах зрительного анализатора, и на «оптические». Последние зависят от оптической системы глаза.

Это в первую очередь дифракция на радужке, собственные аберрации глаза, рассеяние света на поверхностях глазных сред, влияние неровностей роговицы, децентрированности оптической системы глаза, неправильной фокусировки и пр. На разрешение влияет также контрастность объектов. При разных условиях зрительной работы эти факторы влияют различно.

Так, при дневном зрении вследствие малого размера зрачка увеличивается влияние дифракции, аберрации же сказываются меньше, и совсем не влияет на сетчаточное изображение отклонение периферической зоны роговицы от правильной формы.

При ночном зрении, когда зрачок расширен и работает не только центральная, но и периферическая зона роговицы, основное снижение качества изображения и разрешающей способности обусловлено неправильной формой роговицы и рассеянием света на глазных средах.
Постараемся объяснить рассматриваемые явления, не прибегая к деятельности высших мозговых центров.

Для этого рассмотрим влияние каждого из оптических факторов отдельно. Сначала определим разрешение с точки зрения волновой оптики, а затем оценим влияние на него аберраций глаза при помощи геометрической оптики.

Образование изображения на сетчатке с точки зрения волновой природы света.

Любая оптическая система, даже полностью безаберрационная, вследствие волновой природы света не может изобразить точку объекта точкой. Это объясняется тем, что всякая система имеет ограниченное отверстие, которое огибается сферической волной, исходящей из объекта, вызывая дифракцию.

В результате дифракции и сопутствующей ей интерференции света в плоскости изображения вместо точки возникает дифракционная фигура. В различных точках дифракционной фигуры освещенность неодинакова. Центральный максимум отделен абсолютным минимумом от других, менее интенсивных, максимумов.

Эти максимумы более высоких порядков не оказывают существенного влияния на дифракционную картину — практическое значение имеет только средний максимум. Качество изображения оптической системы зависит от ширины этого максимума, т. е. от расстояния, на котором находится первый абсолютный минимум от центра дифракционной фигуры. Чем меньше площадь максимума, тем лучше качество изображения. Ширина центрального максимума является функцией апертурного угла со стороны изображения и длины волны света. Чем меньше апертурный угол и чем больше длина волны, тем максимум шире. Если бы можно было получить волну, выходящую из оптической системы в виде полной сферы, то ширина максимума была бы равна нулю и изображение точки было бы также точкой.

В глазу, так же как в большинстве других оптических систем, падающая от объекта сферическая волна ограничивается круглой апертурной диафрагмой — зрачком глаза, от диаметра которой и зависит ширина центрального максимума. Дифракционная фигура от круглого отверстия представляет собой дифракционный кружок.

Центральный максимум, который воспринимается как «изображение» точки, имеет в этом случае радиус:Так как этот радиус зависит от длины волны, то величина центрального максимума и радиус бокового максимума неодинаковы для различных цветов. Поэтому изображение точки в белом свете бывает окрашенным.

Наличие в оптической системе глаза довольно больших аберраций приводит к перераспределению освещенности в дифракционной фигуре — освещенность в центральном максимуме уменьшается, а в дифракционных кольцах возрастает. Диаметр центрального максимума при этом остается прежним, а в боковых в большей или меньшей степени изменяется.

Аберрации глаза.

Рассмотрим влияние аберраций глаза на качество изображения внешних объектов на сетчатке и оценим их влияние на разрешающую способность глаза.

Вопросы сферической и хроматической аберрации глаза человека изучали Юнг, Гельмгольц и др. В 1947 г. появилась фундаментальная работа А. Иванова об измерении сферической и хроматической аберраций, глаза. В 1961 г. М. С.

Смирнов измерил волновую аберрацию глаза. Следует подчеркнуть, что измерения аберраций проводились только субъективным методом — по ответам испытуемого о восприятии предъявляемого объекта.

Вследствие этого полученные данные относятся только к аберрациям центральной, макулярной области.

Аберрации внеосевых точек, изображающихся на периферических участках сетчатки, испытуемый не в состоянии определить вследствие грубого строения этих зон сетчатки и ряда других физиологических факторов. На основе экспериментальных данных были построены кривые аберраций глаза.

Разброс параметров глаз у разных людей велик, меняется даже знак аберраций. Минимальными аберрации становятся при аккомодации на близкие предметы (1—2 м). В большинстве глаз имеется аберрация «по правилу», т. е.

недоисправленная. Такие аберрации характерны для тех случаев, когда рефракция роговицы высокая, а хрусталика низкая. Если аберрация роговицы ниже обычной, а хрусталика выше, то чаще наблюдается аберрация «против правила», т. е.

переисправленная.

Общая рефракция глаза суммируется из рефракц роговицы, имеющей «недоисправленную» сферическую» аберрацию, и хрусталика, обладающего обычно «переисправленной» аберрацией. Преобладающее значение при’ этом имеет, конечно, форма передней поверхности роговицы, граничащей с воздухом.

Нецентрированность оптической системы глаза. Рассматривая глаз как оптическую систему, принимают за ее оптическую ось прямую, проходящую через центр» кривизны поверхности хрусталика и роговицы. Под зрительной осью имеют в виду прямую, соединяющую узловую точку глаза с центральной ямкой (фовеолой).

При этом необходимо учитывать ряд особенностей, не подлежащих практическому учету. Так, например, участок, обеспечивающий центральное зрение и поэтому наиболее важный для восприятия объекта, — центральная ямка, находится не на оптической оси, а несколько книзу от нее и ближе к височной стороне.

Оптическая ось-пересекает сетчатку между центральной ямкой и диском зрительного нерва, ближе к центральной ямке. Угол а между оптической и зрительной осями считают положительным, если визуальная ось пересекает роговицу с нозальной стороны по отношению к оптической оси.

Для нормального глаза взрослого человека угол а положителен и составляет от 4 до 8°. Наибольший угол (до 10°) бывает у людей с гицерметропией, наименьший, иногда даже отрицательный, — при миопии. У детей угол а особенно велик. Как правило, геометрический, центр роговицы не совпадает с ее оптическим центром.

Таким образом, оптическая система глаза является не-центрированной. Все эти отклонения сказываются на ходе лучей в процессе визирования объекта и снижают разрешающую способность глаза.

Статья из книги: Оптические приборы для исследования глаза | Тамарова Р.М.

Источник: https://zreni.ru/articles/aboutvision/1653-razreshayuschaya-sposobnost-glaza.html

Biz-books
Добавить комментарий