2. Разрешающая способность глаза. Недостатки оптической системы глаза.

Размер изображения на сетчатке зависит не только от размера предмета, но и от удаления от глаза, т.е. от угла, под которым виден предмет.

Д ля характеристики величины изображения на сетчатке вводят понятие - угол зрения. Это угол β между лучами, идущими от крайних точек предмета через совпадающие узловые точки (рис.4). Размер изображения на сетчатке в=lβ, где l - расстояние между единой узловой точкой и сетчаткой (l≈17 мм). Формула справедлива, если угол зрения мал. Из приведённого рисунка легко установить связь между размером B предмета, расстоянием L его от узловой точки глаза и углом зрения: , тогда .

Разрешающую способность глаза принято оценивать минимальным углом зрения β_min, под которым две соседние точки предмета видны раздельно. Этот угол в конечном итоге определяет размер изображения на сетчатке. В пределах жёлтого пятна при хорошем освещении глаз человека начинает воспринимать две точки, если β≥ . Величина β_min= характеризует разрешающую способность глаза (максимальную остроту зрения) и определяется структурой сетчатки. Две соседние точки видны раздельно, если их изображения попадают на разные рецепторы. Это условие и определяет предел разрешающей способности глаза. При нормальном зрении человек может с расстояния 25 см видеть раздельно две точки, отстоящие друг от друга на расстоянии 70 мкм. Размер изображения на сетчатке при этом равен 5 мкм, что соответствует среднему расстоянию между колбочками. Поэтому, если изображение двух точек на сетчатке займёт меньшее расстояние чем 5 мкм, то эти точки не разрешаются, т.е. глаз их не различает отдельно. В медицине разрешающую способность глаза оценивают остротой зрения. За норму остроты зрения принимается единица и в этом случае наименьший угол зрения равен . При нарушениях острота зрения во столько раз меньше нормы, во сколько раз наименьший угол зрения при отклонении от нормы больше одной минуты. Если для больного минимальный угол зрения равен , то острота зрения равна 1:4=0,25. Острота зрения – основная функция глаза, на которую ориентируются при подборе очков.

Г лавную оптическую характеристику глаза представляет положение заднего фокуса относительно сетчатки. Она называется клинической рефракцией глаза (рис.5). Если точка фокуса лежит на сетчатке, рефракция называется эмметропической (Е_М), если за сетчаткой – гиперметропической (Н), если перед сетчаткой – миопической (М). Только первая рефракция обеспечивает (при покое аккомодации) чёткое изображение далёких предметов на сетчатке и, следовательно, нормальное зрение. Наиболее распространённым недостатком зрения является близорукость (миопия), связанная с удлинённой формой глазного яблока, и реже с чрезмерной оптической силой преломляющих сред глаза при нормальной его форме. При этом резкое изображение А₁В₁ достаточно удалённых от глаза предметов образуется в плоскости, лежащей несколько впереди сетчатки (рис.6). Такой глаз не видит отчётливо далёкие предметы. Аккомодация при этом бесполезна, так как она ещё больше увеличивает и так чрезмерную для данной формы глазного яблока оптическую силу глаза. Для исправления близорукости необходимо уменьшить оптическую силу глаза путём применения очков с рассеивающими (отрицательными) линзами. При этом изображение А₂В₂ удалённых предметов получается на сетчатке (рис.6). Сплошными линиями п оказан ход лучей без линзы, сочетанием штриховой и сплошной линий – с линзой.

Д альнозоркость (гиперметропия) связана с недостаточной преломляющей способностью глаза или с укороченной формой глазного яблока. Изображение А₁В₁ удалённых предметов получается позади сетчатки (рис.7). С помощью аккомодации глаз частично устраняет этот недостаток, однако пределы аккомодации ограничены и такой глаз не видит отчётливо близко расположенные предметы. Для устранения дальнозоркости применяются очки с собирающими (положительными) линзами, которые усиливают преломляющую способность глаза и обеспечивают резкое изображение А₂В₂ на сетчатке (рис.7).

С возрастом происходит изменение эластичных свойств хрусталика и появляется возрастная дальнозоркость.

Б олее редко встречается недостаток зрения – астигматизм, который связан с неравномерной рефракцией в различных меридианных плоскостях глаза. Это явление обусловлено нарушением правильной сферической формы наружной поверхности роговицы и хрусталика. Значительный астигматизм вызывает искажение формы предмета на сетчатке, вытягивание их в длину или ширину. Астигматизм так же требует коррекции зрения, хотя он и является несамостоятельным видом клинической рефракции, а чаще всего сопутствует эмметропии, гиперметропии или миопии. Если посмотреть на астигматический глаз спереди и мысленно рассечь его плоскостями, проходящими через полюс роговицы, то окажется, что показатель преломления в таком глазу плавно изменяется от самого большого значения в одном из сечений, до самого малого в другом сечении, которое будет перпендикулярно первому. На рис.8 приведён один из примеров распределения рефракции (преломляющей силы в диоптриях) в данном сечении. Сечения, в которых рефракция наибольшая и наименьшая, называются главными плоскостями (или меридианами). Если в каждом сечении рефракция остаётся постоянной – это правильный астигматизм. Если же для различных лучей в пределах определённого сечения рефракция окажется различной, то этот вид называют неправильным. Очки могут исправлять только правильный астигматизм. Коррекция астигматизма осуществляется цилиндрическими и сфероцилиндрическими линзами.

У человека оба глаза работают как согласованная система, формирующая единый образ видимого предмета. Способность формировать такой образ из изображений двух глаз называется бинокулярным зрением. Одновременно, бинокулярное зрение позволяет оценить удалённость окружающих предметов. Эта способность глаза называется стереоскопическим зрением. Место в пространстве, где пересекаются зрительные линии двух глаз, называется точкой фиксации.

Нарушение бинокулярного зрения чаще всего проявляется в виде косоглазия. Косоглазие – это отклонение зрительной линии одного из глаз от совместной точки фиксации. По направлению отклонения зрительной линии глаза различают косоглазие сходящееся, расходящееся и вертикальное. Для компенсации косоглазия могут применяться очки с призматическими линзами.