1 Биофизические аспекты органов зрения Проверила : Коваленко О.Л. Выполнила: Ашанова Маргарита БН-32

2 Живое существо не имеет более верного и надежного помощника, чем глаз. Видеть – значит различать окружающее во всех подробностях, значит различать опасность. Другие органы чувств выполняют то же, но грубее и слабее. Наши слова поживем – увидим равносильны тому, что видимость – это достоверность. В этом смысле надо понимать изречение Анаксагора: Зрение – есть явление невидимого. Невидимый мир становится реальностью, явлением посредством зрения. Сегодня на уроке мы и будем вести речь о зрении человека, а также о нарушениях зрения и методах их коррекции.

3 План. 1. Глаз – орган зрения. 1. Глаз – орган зрения Основные функции глаза. Строение глаза Основные функции глаза. Строение глаза. 2. Оптическая система зрения. 2. Оптическая система зрения. 3. Аккомодация глаза. Расстояние наилучшего зрения. 3. Аккомодация глаза. Расстояние наилучшего зрения. 4. Нормальный глаз 4. Нормальный глаз 4.1. Дефекты зрения. Исправление дефектов зрения Дефекты зрения. Исправление дефектов зрения. 5. Чувствительные рецепторы сетчатки глаз. 5. Чувствительные рецепторы сетчатки глаз Диоптрическая система глаза. Главная оптическая ось глаза Диоптрическая система глаза. Главная оптическая ось глаза. 6. Рефракция. Виды рефракции. Анномодация. 6. Рефракция. Виды рефракции. Анномодация. 7. Биофизический механизм восприятия света. 7. Биофизический механизм восприятия света. 8. Заключение. 8. Заключение. 9. Приложение. 9. Приложение.

4 Глаз – орган зрения. Глаз человека парный сенсорный орган человека, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивающий функцию зрения. Глаза расположены в передней части головы и вместе с веками, ресницами и бровями, являются важной частью лица. Область лица вокруг глаз активно участвует в мимике.

5 Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв в определенные области головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор, или зрительную систему.

6 «Глаза зеркало души». Посредством глаза, а не глазом Смотреть на мир умеет разум. Уильям Блейк

7 Основные функции глаза. О птическая система, проецирующая изображение; С истема, воспринимающая и «кодирующая» полученную информацию для головного мозга; « О бслуживающая» система жизнеобеспечения.

8 Строение глаза.

9 Роговица – прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза – склерой. Передняя камера глаза – это пространство между роговицей и радужкой. Она заполнена внутриглазной жидкостью. Радужка – по форме похожа на круг с отверстием внутри (зрачком). Радужка состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются. Радужка отвечает за цвет глаз (если он голубой – значит, в ней мало пигментных клеток, если карий – много). Выполняет ту же функцию, что и диафрагма в фотоаппарате, регулируя светопоток. Зрачок – отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок. Хрусталик – «естественная линза» глаза. Он прозрачен, эластичен – может менять свою форму, почти мгновенно «наводя фокус», за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали. Располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Стекловидное тело – гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует во внутриглазном обмене веществ.

10 Строение глаза. Сетчатка – состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида – колбочки и падочки. В этих клетках происходит преобразование энергии света в электрическую энергию нервной ткани. Склера – непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся 6 глазодвигательных мышц. Сосудистая оболочка – выстилает задний отдел склеры; к ней прилегает сетчатка, с которой она тесно связана. Сосудистая оболочка отвечает за кровоснабжение внутриглазных структур. Зрительный нерв – передает сигналы от нервных окончаний в головной мозг.

11 Основные элементы строения глаза Функции этих элементов Склера Роговица Радужная оболочка Зрачок Хрусталик Стекловидное тело Сосудистая оболочка Сетчатка Зрительный нерв Слепое пятно Центральная ямка Защищает глаз, обеспечивает его жесткость. Пропускает и преломляет свет. Меняет размеры зрачка, регулирует поступление света в глаз. Отверстие в радужке, через которое проходит свет в глаз. Обеспечивает фокусировку лучей света на сетчатке. Поддерживает форму глаза, пропускает свет Снабжает кровью сетчатку, препятствует отражению света от внутренних поверхностей глаза Содержит фоторецепторные клетки Проводит импульсы от сетчатки в мозг Место на сетчатке, не обладающее светочувствительностью. Область наибольшей остроты зрения.

12 Оптическая система глаза Свет, преломляясь в оптической системе глаза, дает на сетчатке действительное, уменьшенное, обратное изображение рассматриваемого предмета.

13 Аккомодация глаза Аккомодация – способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на более далеком расстоянии.

14 Расстояние наилучшего зрения Оптимальное расстояние при чтении и письме для нормального глаза составляет около 25 см.

15 Нормальный глаз Нормальный глаз собирает параллельные лучи в точке, лежащей на сетчатке глаза.

16 Дефекты зрения. Близорукость – недостаток зрения, при котором параллельные лучи после преломления в глазу собираются не на сетчатке, а ближе к хрусталику.

17 Причины близорукости. Избыточная оптическая сила глаза. Удлинение глаза вдоль его оптической оси.

18 Дефекты зрения. Дальнозоркость – недостаток зрения, при котором параллельные лучи после преломления в глазу сходятся под таким углом, что фокус оказывается расположенным не на сетчатке, а за ней.

19 Причины дальнозоркости. Понижение оптической силы глаза. Уменьшение длины глаза вдоль его оптической оси.

20 Исправление дефектов зрения Для исправления близорукости применяют очки с рассеивающими (вогнутыми) линзами.

21 Исправление дефектов зрения Для исправления дальнозоркости применяют очки с собирающими (выпуклыми) линзами.

22 Чувствительные рецепторы сетчатки глаз. Па́дочки один из двух типов фоторецепторов, периферических отростков светочувствительных клеток сетчатки глаза, названный так за свою цилиндрическую форму. В сетчатке глаза человека содержится приблизительно около 120 миллионов палочек. Размеры их невелики: длина палочек 0,06 мм, диаметр 0,002 мм. Это высокоспециализированные клетки, преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение. Ко́лбочки один из двух типов фоторецепторов, периферических отростков светочувствительных клеток сетчатки глаза, названный так за свою коническую форму. Это высокоспециализированные клетки, преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение.

23 Диоптрическая система глаза. Главная оптическая ось глаза. Зрительная сенсорная система включает в себя фоторецепторы: падочки и колбочки, сосредоточенные в сетчатке глаза, а так же различные вспомогательные элементы системы, не участвующие в переработке зрительной информации, но способствующие световосприятию. Важнейшим элементом световосприятия является диоптрическая система глаза, который состоит из роговицы, кристаллика, камерной влаги и стекловидного тела. Преломляя свет, эти элементы обеспечивают формирование изображения на сетчатке глаза. Отрезок прямой, проходящий через геометрический центр хрусталика и роговицы, называется главной оптической осью глаза. Изображение, в области желтого пятна сетчатки, формируется за счет постоянного показателя преломления роговицы, стекловидного тела и камерной влаги и изменяющегося кривизны поверхности хрусталика. В результате на сетчатке формируется действительное уменьшенное обратное изображение предмета.

24 Рефракция Рефракция- это преломляющаяся или оптическая сила диоптрической системы, равная обратной величине фокусного расстояния хрусталика. Оптическая сила хрусталика изменяется в зависимости от его радиуса:

25 Рефракция Физическая Физиологическая Клиническая Физическая рефракция равна алгебраической сумме хрусталика, роговицы, камерной влаги и стекловидного тела:

26 Анномадация Приспособление глаза к оптическому резкому изображению предметов, находящихся на разном расстоянии от глаза, называется анномодацией и осуществляется за счет изменения радиуса кривизны хрусталика. При помощи сокращения соответствующих мышц глаза, рефракция хрусталика изменяется:

27 Биофизический механизм восприятия света. Свет, сфокусированный диоптрической системой на сетчатке, возбуждает фоторецепторы. Падочки и колбочки расположены на дне сетчатки, которые прилегают к сосудистой оболочке глаза, они непосредственно контактируют с пигментным эпителием. Общее число рецепторов глаза : 1,25 * 108 и 106 колбочек. Падочки состоят из внутреннего и наружного сегмента, диаметр 2 мкм, а длинна мкм причем наружный сегмент равен мкм. Внутри наружного сегмента находиться до 100 органелл, диаметр которых почти совпадает с диаметром наружного сегмента, а толщина лишь нм, поэтому эти органеллы – диски. Мембрана, образующая диски, называется фоторецепторной и обладает рядом существующих отличий по сравнению с мембранами клеток, хотя основу составляют липиды и белки. Однако. Основным белковым компонентом дисковых мембран является особый белок-родопсин, составляющий до 90% всех белков мембраны и более 40 липидов, образующих дисковую мембрану приходится на полиненасыщенные жирные кислоты, которые обеспечивают гидрофобному бимолекулярному каркасу дополнительную подвижность, 75% поверхности мембраны дисков приходиться на мембраны, а 25 % на родопсин.

28 Заключение Итак, глаз человека – результат длительного эволюционного процесса. Он обладает несколькими свойствами, не имеющими аналогов у других живых существ на Земле: способность к дневному и ночному видению. Итак, глаз человека – результат длительного эволюционного процесса. Он обладает несколькими свойствами, не имеющими аналогов у других живых существ на Земле: способность к дневному и ночному видению. Наши глаза – это совершенное, уникальное устройство. Наши глаза – это совершенное, уникальное устройство. Наши глаза обеспечивают восприятие величины, формы и цвета предметов, их взаимное расположение и расстояние между ними. Информацию о меняющемся внешнем мире человек больше всего получает через зрительный анализатор. Кроме того, глаза еще украшают лицо человека, недаром их называют «зеркалом души». Зрительный анализатор является очень значимым для человека, а проблема сохранения хорошего зрения очень актуальна для человека. Всесторонний технический прогресс, всеобщая компьютеризация нашей жизни – это дополнительная и жесткая нагрузка на наши глаза. Поэтому, так важно соблюдать гигиену зрения, которая, в сущности, не так сложна: не читать в некомфортных для глаз условиях, беречь глаза на производстве посредством защитных очков, работать на компьютере с перерывами, не играть в игры, которые могут привести к травматизму глаз и так далее. Благодаря зрению, мы воспринимаем мир таким, каким он есть. Наши глаза обеспечивают восприятие величины, формы и цвета предметов, их взаимное расположение и расстояние между ними. Информацию о меняющемся внешнем мире человек больше всего получает через зрительный анализатор. Кроме того, глаза еще украшают лицо человека, недаром их называют «зеркалом души». Зрительный анализатор является очень значимым для человека, а проблема сохранения хорошего зрения очень актуальна для человека. Всесторонний технический прогресс, всеобщая компьютеризация нашей жизни – это дополнительная и жесткая нагрузка на наши глаза. Поэтому, так важно соблюдать гигиену зрения, которая, в сущности, не так сложна: не читать в некомфортных для глаз условиях, беречь глаза на производстве посредством защитных очков, работать на компьютере с перерывами, не играть в игры, которые могут привести к травматизму глаз и так далее. Благодаря зрению, мы воспринимаем мир таким, каким он есть.

29 Приложение biofizike/ biofizika-organov-zreniya.html biofizike/ biofizika-organov-zreniya.html biofizike/ biofizika-organov-zreniya.html biofizike/ biofizika-organov-zreniya.html fotoretseptornykh-kletok-retseptornye-potentsialy fotoretseptornykh-kletok-retseptornye-potentsialy fotoretseptornykh-kletok-retseptornye-potentsialy fotoretseptornykh-kletok-retseptornye-potentsialy Вит В.В. Строение зрительной системы человека, 2003 Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. –М.: Просвещение, 1974

30 Интересный факт. Зачем нужны два глаза ? Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв «правую часть» изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения – правую и левую – головной мозг соединяет воедино. Можно различать, какой из предметов находится ближе, какой дальше от нас. Увеличивается поле зрения.

31 Интереные факты об очках. Первые очки появились в конце XIII века. В XV веке оптические устройства «дорожные очки» применялись не для коррекции зрения, а для защиты от солнца и пыли. Дирекция Гамбургского зоопарка регулярно платит посетителям изрядную компенсацию за вещи, украденные обезьянами. Чаще всего обезьяны утаскивают очки в тот момент, когда посетители наклоняются к прутьям клетки, чтобы прочитать предостерегающее объявление: «Осторожно, вы рискуете лишиться очков!» Петухам на датских птицефермах надевают делающие их близорукими пластиковые очки, чтобы петухи хуже видели других петухов и реже дрались. Как-то раз несколько советских физиков-теоретиков, будучи на симпозиуме в одном из советских же городов, засиделись за ученым спором настолько, что пропустили ужин. После долгого стука в дверь столовой им все же открыли, выдали по тарелке щей и куску хлеба и вытолкали. Добравшись до номера, бедняги-физики вспомнили, что забыли взять ложки. Из столовой все уже ушли, просить у разозленной коридорной было бессмысленно, и тогда был найден выход: физики съели злополучные щи своими очками! В Древнем Китае очки обязательно надевали судьи для того, чтобы нельзя было прочитать их мысли.

32 Гигиена зрения. 1. Читайте только при хорошем освещении. 2. При дневном свете рабочий стол должен стоять так, чтобы окно находилось слева. 3. При искусственном освещении настольная лампа должна находиться слева и быть обязательно прикрытой абажуром. 4. Не следует смотреть телевизор слишком долго. 5. После каждых минут работы на компьютере необходима пауза

33 Это прямые или нет?

34 Иллюзия У.Эренштейна

35 Девушка или старуха?

36 Тут одно лицо или два?

37 Классический пример соотношения фигуры и фона. Можно увидеть как вазу, так и два лица.

38

39

40 Интересно, что… У орла очень высокая острота зрения. Он может увидеть зайца с высоты 3 километров. У самого большого в мире животного (голубого кита) – самые большие глаза. Они у него величиной с футбольный мяч – около 23 см в поперечнике Сидя в засаде, лягушка видит только движущиеся предметы: насекомых или своих врагов. В зависимости от размера предмета, она нападает или удирает. Глаза хамелеона могут вращаться в разные стороны независимо друг от друга и передавать две картинки в мозг. А уж дальше хамелеон решает, куда ему двигаться. У пауков-скакунов восемь глаз: два больших и шесть маленьких. Большие снабжены мышцами и позволяют пауку следить за добычей, оставаясь неподвижным. А маленькие расположены так, что паук замечает все происходящее сзади и сверху.