Pokaż spis treści
Wróć do informacji o e-podręczniku

Prawa optyki mogą być wykorzystane w medycynie, a szczególnie w usuwaniu wad wzroku – to dzięki nim okulary poprawiają jakość widzenia.

Już wiesz
  • dokonać klasyfikacji soczewek ze względu na ich kształt i właściwości optyczne;

  • podać definicję parametrów układu optycznego soczewek;

  • konstruować obrazy przedmiotów w soczewkach skupiających i rozpraszających;

  • podawać cechy obrazów.

Nauczysz się
  • opisywać oko jako przyrząd optyczny;

  • wyjaśniać mechanizm powstawania obrazu przedmiotu na siatkówce oka;

  • podawać cechy powstałego obrazu przedmiotu;

  • w jaki sposób proste przyrządy optyczne, np. okulary, mogą korygować takie wady wzroku, jak daleko- i krótkowzroczność.

1. Dlaczego widzimy?

Człowiek posiada pięć zmysłów: smak, węch, słuch, dotyk i wzrok. Ich zadaniem jest zapewnienie kontaktu z otaczającym go środowiskiem.

Pięć zmysłów człowieka

Podstawowym organem narządu wzroku jest oko. Promienie wychodzące ze źródła, po przejściu przez rogówkę, soczewkę ocznąciało szkliste, ulegają załamaniu i ostatecznie skupiają się na siatkówce oka, która pełni funkcję warstwy światłoczułej. Obraz powstały na siatkówce jest pomniejszony, rzeczywisty i odwrócony. Komórki nerwowe siatkówki za pomocą fotoreceptorów przetwarzają padające światło na impulsy elektryczne, które poprzez nerw wzrokowy przesyłane są do mózgu (do płatu potylicznego kory mózgowej). Tam następuje odwrócenie i interpretacja obrazu. Należy pamiętać, że każde pojedyncze oko z pary widzi obserwowany przedmiot inaczej, mózg łącząc wytworzone przez nie niezależne obrazy, zapewnia trójwymiarowość widzenia.

Ciekawostka

Oko niektórych kałamarnic może osiągnąć średnicę aż 27 cm.

Możemy spotkać także oczy o bardzo małych rozmiarach, na przykład u ślimaka.

Zwykle jednak każde oko posiada soczewkę (są wyjątki, np. nie wszystkie ślimaki mają soczewki oczne), która pozwala załamywać i skupiać promienie światła, a tym samym wytwarzać obraz przedmiotu przez mózg zwierzęcia.

Polecenie 1

Wymień wszystkie narządy zmysłów człowieka.

2. Akomodacja i odległość dobrego widzenia

Nasze oko ma zadziwiającą zdolność – soczewka oka może zmieniać swoją ogniskową poprzez zmianę swojego kształtu. Każde zdrowe oko ludzkie widzi ostro przedmioty znajdujące się w odległości od ok. 20 cm do nieskończoności, np. gwiazdy na niebie.

Niestety, oko nie jest w stanie widzieć ostro jednocześnie kilku przedmiotów, z których każdy znajduje się w innej odległości od obserwatora. Widzimy więc ostro te przedmioty, na których skupiamy swój wzrok. Soczewka dopasowuje wówczas swój kształt i odległość, tak aby długość ogniskowej pokrywała się z odległością pomiędzy środkiem soczewki a siatkówką, co gwarantuje powstanie ostrego obrazu przedmiotu.

Zapamiętaj!

Zdolność zmiany długości ogniskowej przez soczewkę nazywamy akomodacją oka.

Gdy chcemy coś przeczytać lub obejrzeć, mając zdrowe oczy, często nieświadomie ustawiamy przedmiot, na który patrzymy, w odległości ok. 25 cm od naszych oczu. Jest to tzw. odległość dobrego widzenia dla zdrowego oka ludzkiego.

Ćwiczenie 1

3. Wady wzroku

Niestety, nie każdy ma zdrowe oczy – czasami choroby oczu są uwarunkowane genetycznie, a czasami nabywa się je na skutek braku należytej ostrożności, np. w wyniku czytania przy słabym oświetleniu lub patrzenia zbyt blisko i zbyt długo na ekran monitora lub telewizora. Wady wzroku wiążą się najczęściej ze zmianami w budowie gałki ocznej, uszkodzeniem rogówki lub utratą zdolności akomodacyjnych oka. Omówimy teraz dwie najpopularniejsze wady wzroku, które można skorygować, stosując okulary lub soczewki kontaktowe.

Krótkowzroczność to wada związana z nieodpowiednim załamaniem światła przez soczewkę (zbyt wypukłą) lub oddaleniu się siatkówki od soczewki (wydłużona gałka oczna). Obraz odległego przedmiotu powstaje przed siatkówką i jest interpretowany przez mózg jako niewyraźny i zatarty.

Krótkowzroczność

Osoby cierpiące na tę wadę wzroku widzą wyraźnie przedmioty znajdujące się blisko – stąd nazwa wady, czyli krótkowzroczność, a osobę z taką wadą nazywamy krótkowidzem. Krótkowzroczność korygujemy poprzez używanie okularów z soczewkami rozpraszającymi. Powoduje to, że ognisko układu soczewek znajduje się na siatkówce.

Korekcja krótkowzroczności przy użyciu soczewki rozpraszającej

Dalekowzroczność (nadwzroczność) to wada związana z nieprawidłowym załamaniem światła przez soczewkę (zbyt spłaszczoną) lub zbyt dużym zbliżeniem się soczewki do siatkówki (skrócona gałka oczna). Ostry obraz odległego przedmiotu powstawałby za siatkówką; ten, który powstaje na siatkówce, jest interpretowany przez mózg jako nieostry.

Dalekowzroczność

Przyczyną tej wady jest skrócona gałka oczna lub zbyt płaska soczewka. Wówczas powstaje obraz za siatkówką, co utrudnia ostre widzenie przedmiotów bliskich. Do korekcji tej wady stosuje się soczewki wypukłe.

Osoby cierpiące na tę wadę wzorku widzą wyraźnie przedmioty znajdujące się daleko od nich – stąd nazwa wady, czyli dalekowzroczność, a osobę z taką wadą nazywa się dalekowidzem. Czasami, gdy wada nie jest duża, osoby daleko widzące, aby zobaczyć wyraźnie przedmiot, odsuwają go na jak największą od siebie odległość. Wadę tę korygujemy za pomocą okularów lub szkieł kontaktowych, których podstawowym elementem jest soczewka skupiająca.

Korekcja dalekowzroczności z pomocą soczewki skupiającej

Soczewka skupiająca okularów lub szkieł kontaktowych wstępnie skupia promienie światła padające na oko. W rezultacie ponownie ich skupienie przez soczewkę oka powoduje powstanie obrazu na siatkówce.

Ciekawostka

Wadą wzroku, spowodowaną zaburzeniami kształtu rogówki, jest astygmatyzm.

Rogówka oka astygmatycznego

Zdrowe oko skupia promienie świetlne symetrycznie we wszystkich kierunkach wokół osi przechodzącej przez środek oka. Powstaje wówczas jedno ognisko. W przypadku gdy rogówka jest asymetryczna, bieg promieni wokół osi zostaje zakłócony i przestaje być symetryczny. Promienie przestają skupiać się w jednym punkcie. Pojawia się drugie ognisko, a obraz postrzegany w tym właśnie kierunku staje się rozmyty.

Astygmatyzm
Ciekawostka

Znak ogniskowej.
Mówimy, że ogniskowa ma znak ujemny, gdy jest odległością od ogniska pozornego, gdy zaś jest odległością od ogniska rzeczywistego, jej znak jest dodatni. Osoby krótkowzroczne korzystają w celu korekcji wzroku z soczewek rozpraszających (mających ognisko pozorne) – noszą więc na nosie „minusy”, a osoby dalekowidzące z soczewek skupiających (mających ognisko rzeczywiste) – a więc ich nos zdobią „plusy”. Nie powinno się jednak używać tych określeń w języku fachowym.

Ćwiczenie 2

Podsumowanie

  • Podstawowym organem narządu wzroku jest oko, w którym niezwykle ważną rolę pełni soczewka. Promienie światła po przejściu przez rogówkę padają na soczewkę skupiającą, która tworzy na siatkówce oka obraz pomniejszony, odwrócony i rzeczywisty.

  • Oko ludzkie ma zdolność akomodacji, czyli zmiany w pewnym zakresie zarówno swojego kształtu, jak i odległości od siatkówki. Ta cecha oka pozwala widzieć ostro przedmioty znajdujące się w różnych odległościach.

  • Odległość dobrego widzenia dla oka ludzkiego pozbawionego wady wzroku wynosi około 25 cm.

  • Najczęściej spotykane wady wzroku to krótko- i dalekowzroczność.

  • Krótkowzroczność to wada związana z nieprawidłowym załamaniem światła przez soczewkę (zbyt wypukłą) lub oddaleniem się siatkówki od soczewki (wydłużona gałka oczna). Obraz odległego przedmiotu powstaje przed siatkówką i jest interpretowany przez mózg jako niewyraźny i zatarty.

  • Dalekowzroczność (nadwzroczność) to wada związana z nieprawidłowym załamaniem światła przez soczewkę (zbyt płaską) lub zbytnim zbliżeniem się soczewki do siatkówki (skrócona gałka oczna). Obraz odległego przedmiotu powstaje za siatkówką i jest interpretowany przez mózg jako nieostry.

Słowniczek

akomodacja oka

– zmiana długości ogniskowej soczewki, umożliwiająca ostre widzenie przedmiotów znajdujących się w różnych odległościach od oka.

ciało szkliste

– optycznie przezroczysty żel, który wypełnia tylną część gałki ocznej i chroni siatkówkę.

dalekowzroczność

– inaczej nadwzroczność; wada związana z nieprawidłowym załamaniem światła przez soczewkę (zbyt płaską) lub zbytnim zbliżeniem się soczewki do siatkówki (skrócona gałka oczna). Obraz odległego przedmiotu powstaje za siatkówką i jest interpretowany przez mózg jako nieostry.

fotoreceptor

– światłoczuły element oka, który pochłania padające światło i zamienia je na impulsy elektryczne.

krótkowzroczność

– wada związana z zaburzeniem załamania światła przez soczewkę (zbyt wypukłą) lub z oddaleniem się siatkówki od soczewki (wydłużona gałka oczna). Obraz odległego przedmiotu powstaje przed siatkówką i jest interpretowany przez mózg jako niewyraźny i zatarty.

odległość dobrego widzenia

– odległość, z jakiej dobrze widzi (czyta) człowiek. Dla prawidłowo zbudowanego oka wynosi ona około 25 cm.

oko

– główny organ zmysłu wzroku, delikatny przyrząd optyczny, którego zasadniczym elementem jest soczewka skupiająca na siatkówce padające na nią promienie świetlne.

rogówka

– zewnętrzna warstwa gałki ocznej, skupiająca światło silniej niż soczewka oczna. W odróżnieniu od tej ostatniej zdolność skupiająca rogówki nie może ulegać zmianie.

soczewka oka

– soczewka skupiająca, która ma zdolność akomodacji; jej celem jest utworzenie prawidłowych obrazów przedmiotów na siatkówce oka.

Zadanie podsumowujące rozdział

Ćwiczenie 3