Sistem optik mata

Mata manusia adalah sistem optik kompleks yang terdiri daripada kornea, cecair ruang anterior, kanta, dan badan vitreus. Kuasa biasan mata bergantung pada magnitud jejari kelengkungan permukaan anterior kornea, permukaan anterior dan posterior kanta, jarak antara mereka, dan indeks biasan kornea, kanta, humor akueus, dan badan vitreous. Kuasa optik permukaan posterior kornea tidak diambil kira, kerana indeks biasan tisu kornea dan cecair ruang anterior adalah sama (seperti yang diketahui, pembiasan sinar mungkin hanya pada sempadan media dengan indeks biasan yang berbeza).

Secara konvensional, boleh dianggap bahawa permukaan biasan mata adalah sfera dan paksi optiknya bertepatan, iaitu mata adalah sistem berpusat. Pada hakikatnya, sistem optik mata mempunyai banyak kesilapan. Oleh itu, kornea adalah sfera hanya di zon tengah, indeks biasan lapisan luar kanta adalah kurang daripada yang dalam, tahap pembiasan sinar dalam dua satah saling berserenjang tidak sama. Di samping itu, ciri optik dalam mata yang berbeza berbeza dengan ketara, dan tidak mudah untuk menentukannya dengan tepat. Semua ini merumitkan pengiraan pemalar optik mata.

Untuk menilai kuasa biasan mana-mana sistem optik, unit konvensional digunakan - diopter (disingkat - dptr). Untuk 1 dptr, kuasa kanta dengan jarak fokus utama 1 m diambil. Diopter (D) ialah nilai salingan bagi jarak fokus (F):

D=1/F

Oleh itu, kanta dengan panjang fokus 0.5 m mempunyai kuasa biasan 2.0 dptrs, 2 m - 0.5 dptrs, dsb. Kuasa biasan kanta cembung (menumpu) ditunjukkan oleh tanda tambah, kanta cekung (mencapah) - oleh tanda tolak, dan kanta itu sendiri dipanggil positif dan negatif.

Terdapat kaedah mudah di mana anda boleh membezakan kanta positif daripada kanta negatif. Untuk melakukan ini, anda perlu meletakkan lensa pada jarak beberapa sentimeter dari mata dan gerakkannya, sebagai contoh, ke arah mendatar. Apabila melihat objek melalui kanta positif, imejnya akan bergerak ke arah yang bertentangan dengan pergerakan kanta, dan melalui kanta negatif, sebaliknya, ke arah yang sama.

Untuk menjalankan pengiraan yang berkaitan dengan sistem optik mata, skema dipermudahkan sistem ini dicadangkan, berdasarkan nilai purata pemalar optik yang diperoleh dengan mengukur sejumlah besar mata.

Yang paling berjaya ialah mata terkurang skematik yang dicadangkan oleh VK Verbitsky pada tahun 1928. Ciri-ciri utamanya ialah: satah utama menyentuh puncak kornea; jejari kelengkungan yang terakhir ialah 6.82 mm; panjang paksi anterior-posterior ialah 23.4 mm; jejari kelengkungan retina ialah 10.2 mm; indeks biasan medium intraokular ialah 1.4; jumlah kuasa biasan ialah 58.82 dioptri.

Seperti sistem optik lain, mata tertakluk kepada pelbagai penyimpangan (dari bahasa Latin aberratio - sisihan) - kecacatan sistem optik mata, yang membawa kepada penurunan kualiti imej objek pada retina. Disebabkan oleh penyimpangan sfera, sinar yang terpancar dari sumber cahaya titik dikumpulkan bukan pada satu titik, tetapi dalam zon tertentu pada paksi optik mata. Akibatnya, bulatan penyebaran cahaya terbentuk pada retina. Kedalaman zon ini untuk mata manusia "normal" berkisar antara 0.5 hingga 1.0 dioptri.

Akibat penyimpangan kromatik, sinar bahagian gelombang pendek spektrum (biru-hijau) bersilang di mata pada jarak yang lebih pendek dari kornea daripada sinaran bahagian gelombang panjang spektrum (merah). Selang antara fokus sinaran ini dalam mata boleh mencapai 1.0 Dptr.

Hampir semua mata mempunyai penyimpangan lain yang disebabkan oleh kekurangan sfera ideal permukaan biasan kornea dan kanta. Asphericity kornea, sebagai contoh, boleh dihapuskan dengan bantuan plat hipotesis, yang, apabila diletakkan pada kornea, menjadikan mata menjadi sistem sfera yang ideal. Ketiadaan sfera membawa kepada pengagihan cahaya yang tidak sekata pada retina: titik bercahaya membentuk imej kompleks pada retina, di mana kawasan pencahayaan maksimum boleh dibezakan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengaruh penyimpangan ini pada ketajaman penglihatan maksimum telah dikaji secara aktif walaupun dalam mata "normal" dengan tujuan untuk membetulkannya dan mencapai penyeliaan yang dipanggil (contohnya, dengan bantuan laser).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]

Pembentukan sistem optik mata

Pemeriksaan organ visual pelbagai haiwan dalam aspek ekologi membuktikan sifat adaptif pembiasan, iaitu pembentukan mata sedemikian sebagai sistem optik yang memberikan spesies haiwan tertentu dengan orientasi visual yang optimum mengikut ciri-ciri aktiviti kehidupan dan habitatnya. Nampaknya, ia tidak disengajakan, tetapi mengikut sejarah dan keadaan ekologi bahawa manusia kebanyakannya mempunyai pembiasan yang hampir dengan emmetropia, yang paling baik memastikan penglihatan yang jelas bagi kedua-dua objek jauh dan dekat selaras dengan kepelbagaian aktiviti mereka.

Pendekatan biasa pembiasan terhadap emmetropia yang diperhatikan pada kebanyakan orang dewasa dinyatakan dalam korelasi songsang yang tinggi antara komponen anatomi dan optik mata: dalam proses pertumbuhannya, kecenderungan untuk menggabungkan kuasa biasan yang lebih besar daripada alat optik dengan paksi anterior-posterior yang lebih pendek dan, sebaliknya, kuasa biasan yang lebih rendah dengan paksi yang lebih panjang ditunjukkan. Akibatnya, pertumbuhan mata adalah proses yang terkawal. Pertumbuhan mata harus difahami bukan sebagai peningkatan mudah dalam saiznya, tetapi sebagai pembentukan bola mata yang diarahkan sebagai sistem optik yang kompleks di bawah pengaruh keadaan persekitaran dan faktor keturunan dengan spesies dan ciri individunya.

Daripada dua komponen - anatomi dan optik, gabungan yang menentukan pembiasan mata, anatomi adalah lebih "mudah alih" (khususnya, saiz paksi anterior-posterior). Ia terutamanya melaluinya bahawa pengaruh pengawalseliaan badan terhadap pembentukan pembiasan mata direalisasikan.

Telah ditetapkan bahawa mata bayi yang baru lahir, sebagai peraturan, mempunyai pembiasan yang lemah. Apabila kanak-kanak berkembang, pembiasan meningkat: tahap hipermetropia berkurangan, hipermetropia lemah bertukar menjadi emmetropia dan juga rabun, mata emmetropik dalam beberapa kes menjadi rabun dekat.

Semasa 3 tahun pertama kehidupan kanak-kanak, terdapat pertumbuhan intensif mata, serta peningkatan dalam pembiasan kornea dan panjang paksi anteroposterior, yang pada usia 5-7 tahun mencapai 22 mm, iaitu kira-kira 95% daripada saiz mata dewasa. Pertumbuhan bola mata berterusan sehingga 14-15 tahun. Pada usia ini, panjang paksi mata menghampiri 23 mm, dan kuasa biasan kornea - 43.0 dioptri.

Apabila mata membesar, kebolehubahan pembiasan klinikalnya berkurangan: ia perlahan-lahan meningkat, iaitu beralih ke arah emmetropia.

Pada tahun-tahun pertama kehidupan kanak-kanak, jenis biasan yang utama adalah hiperopia. Apabila umur meningkat, prevalens hiperopia berkurangan, manakala pembiasan emmetropik dan rabun meningkat. Kekerapan miopia meningkat terutamanya dengan ketara, bermula dari 11-14 tahun, mencapai kira-kira 30% pada usia 19-25 tahun. Bahagian hiperopia dan emmetropia pada usia ini adalah kira-kira 30 dan 40%, masing-masing.

Walaupun penunjuk kuantitatif kelaziman jenis individu pembiasan mata pada kanak-kanak, diberikan oleh pengarang yang berbeza, berbeza dengan ketara, corak umum perubahan biasan mata yang disebutkan di atas dengan peningkatan umur kekal.

Pada masa ini, percubaan sedang dibuat untuk menetapkan norma umur purata pembiasan mata pada kanak-kanak dan menggunakan penunjuk ini untuk menyelesaikan masalah praktikal. Walau bagaimanapun, seperti yang ditunjukkan oleh analisis data statistik, perbezaan dalam magnitud pembiasan pada kanak-kanak pada usia yang sama adalah sangat ketara sehingga norma tersebut hanya boleh bersyarat.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]