Оптична система ока

Око як жива камера Обскура

Часто око називають живою камерою Обскура, але як більшість аналогій і ця аналогія вірна лише частково. Око являє собою нескінченно більш тонкий і складний прилад, чим найкращий фотоапарат, хоча в принципі вони однакові. У фотоапараті, як показано на мал.1, мається проста збірна чи лінза система лінз, що діє подібно збірному хрусталику ока. Чуттєва плівка у фотоапараті відповідає чутливості до світла сітчастій оболонці на задній стороні ока; ту й іншу одержують перевернені, дійсні, зменшені зображення. Діафрагма регулює кількість світла, що допускається у фотоапарат; райдужна оболонка регулює кількість світла, що входить в око. У темряві чи зіниця отвір райдужної оболонки може мати діаметр майже 1див, а на яскравому світлі він має розмір шпилькової голівки.

Фокусація ока

В одну мить нормальне око здатне сфокусувати чітко на сітчастій оболонці такий великий вилучений предмет як гора, а в наступну частку секунди він може дати однаково чітке зображення видрукуваного чи тексту спідометра автомашини, що знаходиться усього на відстані якого-небудь десятка сантиметрів від очей. Якби ми не мали таку здатність, нам було б важко керувати швидкохідними автомобіля і літаками, не збільшуючи кількості нещасливих випадків, яких і без того багато. Теоретично мається кілька можливих способів. Риба фокусує око, змінюючи відстань між лінзою і сітчастою оболонкою точно так само, як фокусує фотоапарат з розтяганням. Але, як ви знаєте, людське око фокусує не таким способом. Хрусталик ока просто змінює свою форму. Зі збільшенням відстані предмета, що приводить до зменшення відстані зображення, мускули, з'єднані з зовнішніми краями очного хрусталика, змушують хрусталик сплющуватися і ставати тонше. Таким чином, його фокусна відстань збільшується в достатньому ступені, і зображення різке фокусируется на сітчастій оболонці (рис 2.а).

У випадку, якщо предмет наближається до ока, змушуючи збільшуватися відстань до зображення, хрусталик стає більш опуклим і товстим. Його фокусна відстань при цьому зменшується так, що відстань зображення залишається повним і зображення не сходить із сітчастої оболонки. Цей процес, що дає ті ж самі результати, що і фокусування фотоапарата, називається акомодацією.

Внутрішність фотоапарата зачернена, тому що його стінки поглинають будь-який промінь світла, що потрапив. Внутрішність ока точно так само оточена темною оболонкою, що поглинає світло. Поверх темної оболонки ока мається тверда біла оболонка, що зберігає форму очного яблука і захищає око від ушкоджень.

У багатьох відносинах очей досконаліше, ніж фотоапарат, але не в усіх. Фотоапарат дає постійне зображення предметів із усіма його деталями, тим часом як зображення в оці існує тільки протягом 1/16 сек до появи наступного чіткого зображення. На сітчастій оболонці часто відсутні деталі, і одне зображення може перекриватися і заслоняти наступне зображення. Саме тому два чесних спостерігачі можуть сперечатися щодо переможця в гонках. Фотознімки не мають такі недоліки і по цьому при таких обставинах мають перевага перед безпосереднім спостерігачем.

Залишкове зображення в оці приводить до інших цікавих явищ. Воно викликає розмиття картини спиць обертового колеса і створює видимість сліду, що святиться, за бистродвижущимся в темряві джерелом світла. У дійсності ми бачимо в кіно від 16 до 24 нерухомих картин, що з'являються на екрані щосекунди. Після кожної такої картини і перед наступною екран затемнюється обтюратором кинопроекционного апарата, але око зберігає враження від однієї картини до інший і перетворює окремі зображення в ілюзію безупинного руху.

Далека і ближня точки

Коли очні мускули зовсім не напружені, як це буває у випадку, якщо дивитися на вилучений предмет, хрусталик має максимальна фокусна відстань, і тоді говорять, що він адаптований на далеку крапку. Коли предмет знаходитися так близько до ока, що хрусталик має найменшу можливу фокусну відстань, то говорять, що предмет розташований у ближній крапці. Ви можете визначити вашу ближню крапку, повільно наближається шрифт (рис 3) до ока. Іспит проводитися для кожного ока окремо. Найкоротша відстань, при якому ще не помітне змазування очей, і є ваша ближня крапка. Вимірте цю відстань для кожного ока і порівняєте з тим, що повиннео бути відповідно до таблиці 2.

Таблиця 2