Ang optical system ng mata

Ang mata ng tao ay isang kumplikadong optical system na binubuo ng cornea, ang anterior chamber fluid, ang lens, at ang vitreous body. Ang repraktibo na kapangyarihan ng mata ay nakasalalay sa laki ng radii ng curvature ng anterior surface ng cornea, ang anterior at posterior surface ng lens, ang mga distansya sa pagitan nila, at ang refractive index ng cornea, lens, aqueous humor, at vitreous body. Ang optical power ng posterior surface ng cornea ay hindi isinasaalang-alang, dahil ang mga refractive index ng corneal tissue at ang anterior chamber fluid ay pareho (tulad ng nalalaman, ang repraksyon ng mga sinag ay posible lamang sa hangganan ng media na may iba't ibang mga indeks ng repraktibo).

Karaniwan, maaari itong isaalang-alang na ang mga repraktibo na ibabaw ng mata ay spherical at ang kanilang mga optical axes ay nag-tutugma, ibig sabihin, ang mata ay isang nakasentro na sistema. Sa katotohanan, ang optical system ng mata ay maraming pagkakamali. Kaya, ang cornea ay spherical lamang sa gitnang zone, ang refractive index ng mga panlabas na layer ng lens ay mas mababa kaysa sa mga panloob, ang antas ng repraksyon ng mga sinag sa dalawang magkaparehong patayo na mga eroplano ay hindi pareho. Bilang karagdagan, ang mga optical na katangian sa iba't ibang mga mata ay naiiba nang malaki, at hindi madaling matukoy ang mga ito nang tumpak. Ang lahat ng ito ay kumplikado sa pagkalkula ng mga optical constants ng mata.

Upang suriin ang repraktibo na kapangyarihan ng anumang optical system, ginagamit ang isang maginoo na yunit - diopter (dinaglat - dptr). Para sa 1 dptr, kinuha ang kapangyarihan ng isang lens na may pangunahing focal length na 1 m. Ang Diopter (D) ay ang katumbas na halaga ng focal length (F):

D=1/F

Samakatuwid, ang isang lens na may focal length na 0.5 m ay may refractive power na 2.0 dptrs, 2 m - 0.5 dptrs, atbp. Ang repraktibo na kapangyarihan ng convex (converging) lens ay ipinahiwatig ng plus sign, concave (diverging) lens - sa pamamagitan ng minus sign, at ang mga lens mismo ay tinatawag na positibo at negatibo.

Mayroong isang simpleng paraan kung saan maaari mong makilala ang isang positibong lens mula sa isang negatibo. Upang gawin ito, kailangan mong ilagay ang lens sa layo na ilang sentimetro mula sa mata at ilipat ito, halimbawa, sa pahalang na direksyon. Kapag tumitingin sa isang bagay sa pamamagitan ng isang positibong lens, ang imahe nito ay lilipat sa direksyon na kabaligtaran ng paggalaw ng lens, at sa pamamagitan ng isang negatibong lens, sa kabaligtaran, sa parehong direksyon.

Upang magsagawa ng mga kalkulasyon na may kaugnayan sa optical system ng mata, ang mga pinasimple na scheme ng system na ito ay iminungkahi, batay sa average na mga halaga ng optical constants na nakuha sa pamamagitan ng pagsukat ng isang malaking bilang ng mga mata.

Ang pinakamatagumpay ay ang eskematiko na pinababang mata na iminungkahi ni VK Verbitsky noong 1928. Ang mga pangunahing katangian nito ay: ang pangunahing eroplano ay humipo sa tuktok ng kornea; ang radius ng curvature ng huli ay 6.82 mm; ang haba ng anterior-posterior axis ay 23.4 mm; ang radius ng curvature ng retina ay 10.2 mm; ang refractive index ng intraocular medium ay 1.4; ang kabuuang repraktibo na kapangyarihan ay 58.82 diopters.

Tulad ng iba pang mga optical system, ang mata ay napapailalim sa iba't ibang mga aberrations (mula sa Latin na aberratio - deviation) - mga depekto ng optical system ng mata, na humahantong sa pagbawas sa kalidad ng imahe ng isang bagay sa retina. Dahil sa spherical aberration, ang mga sinag na nagmumula sa isang puntong pinagmumulan ng liwanag ay kinokolekta hindi sa isang punto, ngunit sa isang tiyak na zone sa optical axis ng mata. Bilang resulta, ang isang bilog ng liwanag na scattering ay nabuo sa retina. Ang lalim ng zone na ito para sa isang "normal" na mata ng tao ay mula 0.5 hanggang 1.0 diopters.

Bilang resulta ng chromatic aberration, ang mga sinag ng maikling alon na bahagi ng spectrum (asul-berde) ay nagsalubong sa mata sa mas maikling distansya mula sa kornea kaysa sa mga sinag ng mahabang alon na bahagi ng spectrum (pula). Ang pagitan sa pagitan ng foci ng mga sinag na ito sa mata ay maaaring umabot sa 1.0 Dptr.

Halos lahat ng mga mata ay may isa pang aberasyon na dulot ng kakulangan ng perpektong sphericity ng mga repraktibo na ibabaw ng cornea at lens. Ang asphericity ng cornea, halimbawa, ay maaaring alisin sa tulong ng isang hypothetical plate, na, kapag inilagay sa kornea, lumiliko ang mata sa isang perpektong spherical system. Ang kawalan ng sphericity ay humahantong sa hindi pantay na pamamahagi ng liwanag sa retina: ang isang maliwanag na punto ay bumubuo ng isang kumplikadong imahe sa retina, kung saan ang mga lugar ng maximum na pag-iilaw ay maaaring makilala. Sa mga nagdaang taon, ang impluwensya ng aberration na ito sa maximum na visual acuity ay aktibong pinag-aralan kahit na sa "normal" na mga mata na may layuning iwasto ito at makamit ang tinatawag na pangangasiwa (halimbawa, sa tulong ng isang laser).

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

Ang pagbuo ng optical system ng mata

Ang pagsusuri sa visual na organ ng iba't ibang mga hayop sa aspetong ekolohikal ay nagpapatotoo sa adaptive na likas na katangian ng repraksyon, ibig sabihin, ang pagbuo ng mata bilang isang optical system na nagbibigay sa ibinigay na species ng hayop na may pinakamainam na visual na oryentasyon alinsunod sa mga katangian ng aktibidad ng buhay at tirahan nito. Tila, hindi sinasadya, ngunit ayon sa kasaysayan at ekolohikal na nakakondisyon na ang mga tao ay nakararami sa isang repraksyon malapit sa emmetropia, na pinakamahusay na nagsisiguro ng malinaw na paningin ng parehong malayo at malapit na mga bagay alinsunod sa pagkakaiba-iba ng kanilang mga aktibidad.

Ang regular na diskarte ng repraksyon sa emmetropia na sinusunod sa karamihan ng mga nasa hustong gulang ay ipinahayag sa isang mataas na kabaligtaran na ugnayan sa pagitan ng anatomical at optical na mga bahagi ng mata: sa proseso ng paglaki nito, ang isang ugali na pagsamahin ang isang mas malaking repraktibo na kapangyarihan ng optical apparatus na may isang mas maikling anterior-posterior axis at, sa kabaligtaran, ang isang mas mababang repraktibo na kapangyarihan na may mas mahabang axis ay ipinapakita. Dahil dito, ang paglaki ng mata ay isang regulated na proseso. Ang paglaki ng mata ay dapat na maunawaan hindi bilang isang simpleng pagtaas sa laki nito, ngunit bilang isang direktang pagbuo ng eyeball bilang isang kumplikadong optical system sa ilalim ng impluwensya ng mga kondisyon sa kapaligiran at ang namamana na kadahilanan kasama ang mga species at indibidwal na katangian nito.

Sa dalawang bahagi - anatomical at optical, ang kumbinasyon na tumutukoy sa repraksyon ng mata, ang anatomical ay higit na "mobile" (sa partikular, ang laki ng anterior-posterior axis). Ito ay higit sa lahat sa pamamagitan nito na ang mga impluwensya ng regulasyon ng katawan sa pagbuo ng repraksyon ng mata ay natanto.

Ito ay itinatag na ang mga mata ng mga bagong silang, bilang panuntunan, ay may mahinang repraksyon. Habang lumalaki ang mga bata, tumataas ang repraksyon: bumababa ang antas ng hypermetropia, ang mahinang hypermetropia ay nagiging emmetropia at kahit myopia, ang mga emmetropic na mata sa ilang mga kaso ay nagiging nearsighted.

Sa unang 3 taon ng buhay ng isang bata, mayroong masinsinang paglaki ng mata, pati na rin ang pagtaas sa repraksyon ng kornea at ang haba ng anteroposterior axis, na sa edad na 5-7 taon ay umabot sa 22 mm, ibig sabihin, humigit-kumulang 95% ng laki ng mata ng may sapat na gulang. Ang paglaki ng eyeball ay nagpapatuloy hanggang 14-15 taon. Sa edad na ito, ang haba ng axis ng mata ay lumalapit sa 23 mm, at ang repraktibo na kapangyarihan ng kornea - 43.0 diopters.

Habang lumalaki ang mata, bumababa ang pagkakaiba-iba ng clinical refraction nito: dahan-dahan itong tumataas, ibig sabihin, lumilipat patungo sa emmetropia.

Sa mga unang taon ng buhay ng isang bata, ang pangunahing uri ng repraksyon ay hyperopia. Habang tumataas ang edad, bumababa ang prevalence ng hyperopia, habang tumataas ang emmetropic refraction at myopia. Ang dalas ng myopia ay tumataas lalo na kapansin-pansin, simula sa 11-14 na taon, na umaabot sa humigit-kumulang 30% sa edad na 19-25. Ang bahagi ng hyperopia at emmetropia sa edad na ito ay humigit-kumulang 30 at 40%, ayon sa pagkakabanggit.

Bagama't malaki ang pagkakaiba ng mga quantitative indicator ng paglaganap ng mga indibidwal na uri ng repraksyon ng mata sa mga bata, na ibinigay ng iba't ibang mga may-akda, nananatili pa rin ang nabanggit na pangkalahatang pattern ng pagbabago sa repraksyon ng mata sa pagtaas ng edad.

Sa kasalukuyan, ang mga pagtatangka ay ginagawa upang magtatag ng karaniwang mga pamantayan sa edad ng repraksyon ng mata sa mga bata at gamitin ang tagapagpahiwatig na ito upang malutas ang mga praktikal na problema. Gayunpaman, tulad ng ipinapakita ng pagsusuri ng istatistikal na data, ang mga pagkakaiba sa laki ng repraksyon sa mga bata sa parehong edad ay napakahalaga na ang gayong mga pamantayan ay maaari lamang maging kondisyon.

[ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]