Близорукость недостаток глаза состоящий в том что

Способность глаза приспосабливать фокусное расстояние хрусталика к расстоянию до наблюдаемого предмета называется аккомодацией.

Когда предмет расположен в бесконечности, то его изображение в нормальном глазу находится на сетчатке. Хрусталик при этом аккомодирован на бесконечность и его оптическая сила наименьшая. Если предмет приближается к глазу, то у хрусталика увеличивается кривизна; чем ближе предмет, тем больше оптическая сила глаза, ее изменения происходят приблизительно в пределах 60¸ 70 дитр.

У взрослого здорового человека при приближении предмета к глазу до расстояния 25 см аккомодация совершается без напряжения и благодаря привычке рассматривать предметы, находящиеся в руках, глаз чаще всего аккомодирует именно на это расстояние, называемое расстоянием наилучшего зрения.

Для рассматривания еще более близких предметов приходится уже напрягать аккомодационный аппарат. Наиболее близкое расположение предмета от глаза, при котором еще возможно четкое изображение на сетчатке называют ближней точкой глаза (ближняя точка ясного видения). Расстояние до ближней точки глаза с возрастом увеличивается, следовательно, аккомодация — уменьшается.

Размер изображения на сетчатке зависит не только от размера предмета, но и от его удаления от глаза, то есть от угла, под которым виден предмет. Это угол зрения, он образован лучами, идущими в глаз от крайних точек предмета:

Для характеристики разрешающей способности глаза используют наименьший угол зрения, при котором человеческий глаз еще различает две точки предмета. Этот угол» 1¢ что соответствует расстоянию между точками в 70 мкм, если они находятся на расстоянии наилучшего зрения. Размер изображения на сетчатке в этом случае равен 5 мкм, что равно среднему расстоянию между двумя колбочками на сетчатке. Поэтому, если изображение двух точек на сетчатке займет линию короче 5 мкм, то эти точки не разрешатся, то есть глаз их не различает.

В медицине разрешающую способность глаза оценивают остротой зрения. За норму остроты зрения принимается единица, в этом случае наименьший угол зрения равен одной минуте. При отклонениях острота зрения во столько раз меньше нормы, во сколько раз наименьший угол зрения больше минуты. Если для больного наименьший угол зрения равен 4¢, то острота зрения равна 1:4 = 0,25.

Недостатки оптической системы глаза: близорукость, дальнозоркость, астигматизм и их исправление при помощи линз

Аберрации, свойственные линзам, у глаза почти не ощущаются. Сферическая аберрация устраняется тем, что зрачок пропускает в глаз только сравнительно узкий центральный пучок лучей. Хроматическая аберрация не ощущается вследствие того, что глаз наиболее чувствителен к относительно узкой желто-зеленой части спектра.

Астигматизм наклонных пучков не имеет места из-за того, что глаз автоматически устанавливается в направлении наблюдаемого предмета, и входящие в него лучи являются центральными.

Однако оптической системе глаза свойственны некоторые специфические недостатки.

В нормальном глазу при отсутствии аккомодации задний фокус совпадает с сетчаткой, такой глаз называют эмметропическим и аметропическим, если это условие не выполняется.

Наиболее распространенными видами аметропии являются близорукость (миопия) и дальнозоркость (гиперметропия). Близорукость — недостаток глаза, состоящий в том, что задний фокус при отсутствии аккомодации лежит впереди сетчатки; в случае дальнозоркости задний фокус при отсутствии аккомодации лежит позади сетчатки. Для коррекции близорукого глаза применяют рассеивающую линзу, дальнозоркого — собирательную.

Дальнозоркость и близорукость

Астигмати́зм (медицина) — дефект зрения, связанный с нарушением формы хрусталика, роговицы или глаза, в результате чего человек теряет способность к чёткому видению. Оптическими линзами сферической формы дефект компенсируется не полностью. Если астигматизм не лечить, он может привести к косоглазию и резкому падению зрения. Без коррекции астигматизм может вызвать головные боли и резь в глазах. Поэтому очень важно регулярно посещать врача-офтальмолога.

Является одной из разновидностей аметропий.

При астигматизме нарушение равномерной кривизны роговой оболочки глаза и/или хрусталика приводит к искажению зрения. Световые лучи не сходятся в одной точке на сетчатке, как это происходит в нормальном глазу, в результате на сетчатке формируется изображение точки в виде размытого эллипса, отрезка или «восьмёрки». В некоторых случаях изображение вертикальных линий может казаться нечётким, в других горизонтальные или диагональные линии выявятся вне зоны фокусировки. Астигматизм часто развивается в раннем возрасте (обычно вместе с дальнозоркостью или близорукостью) и обычно сформировывается уже после первых лет жизни.

Симптомами астигматизма является понижение зрения, иногда видение предметов искривленными, их раздвоение, быстрое утомление глаз при работе, головная боль. При одном из способов окончательное подтверждение получают после расширения зрачков раствором атропина и проведения скиаскопии (теневой пробы). Астигматизм исправляют специальными цилиндрическими линзами.

источник

Для лечения суставов наши читатели успешно используют Око-плюс. Видя, такую популярность этого средства мы решили предложить его и вашему вниманию.
Подробнее здесь…

К помутнению глаза может привести дистрофия роговицы. В статье рассказывается о причинах нарушения прозрачности роговичной оболочки, видах дистрофических изменений и возможных вариантах лечения.

Болезнь может существенно ухудшить зрение

В зависимости от причин различают первичные и вторичные варианты дистрофии. В первом случае основной причинный фактор – врожденные и наследственно-обусловленные нарушения в глазах. Спровоцировать развитие патологии могут разнообразные нарушения в период вынашивания плода.

Вторичные или приобретенные дистрофии возникают из-за следующих состояний и заболеваний:

• травматические повреждения глаз, в том числе ожоги;
• воспалительный процесс в роговице;
• выделение недостаточного количества слезной жидкости;
• аутоиммунные болезни;
• глаукома;
• катаракта;
• осложнения операций на глазах.

При врожденной патологии в абсолютном большинстве случаев происходит помутнение роговицы в обоих глазах, возникающее в молодом возрасте и медленно прогрессирующее. Снижение уровня зрительной функции в данном случае может наступить только к 30–40 годам. Кератоконус – наиболее распространенная форма данной патологии, характеризующаяся:

• отсутствием острого воспаления;
• сильным истончением стромы (основная ткань роговицы, обеспечивающая ее прозрачность);
• приобретение роговицей конической формы, приводящее к ухудшению зрения, развитию близорукости и астигматизма.

Вторичная дистрофия роговицы может быть односторонней. Основным симптомом обменных нарушений в роговой оболочке глаз будет прогрессирующее снижение остроты зрения.

Изменения в глазах могут проявляться следующими вариантами прогрессирующих дистрофических изменений в глазах:

• первичная отечная форма, при которой задняя часть роговицы обеих глаз становится похожей на запотевшее стекло (симптом капельной роговицы);
• вторичный отечный вариант, возникающий вследствие травм или оперативных вмешательств (главное отличие — локальное поражение только одного глаза);
• лентовидная дистрофия, которая практически всегда становится следствием тяжелых воспалительных процессов или прогрессирующей глаукомы (основное проявление — помутнение роговицы от периферии к центру глаза);
• краевая дистрофия, при которой обменные нарушения возникают медленно, ухудшая состояния роговицы по периферии глаза.

Самое неприятное при этом заболевании состоит в том, что любые консервативные и медикаментозные мероприятия малоэффективны, особенно, при позднем выявлении болезни.

Указывать на развитие дистрофии могут следующие симптомы:

• покраснение глаз;
• светобоязнь;
• слезоточивость;
• болевой синдром;
• ощущение чужеродной частицы или песка в глазу (обусловлено эрозией покровного слоя роговицы);
• снижение уровня зрения на фоне отека роговицы и ее помутнения.

Перечисленные симптомы могут возникать и при других болезнях глаз, и подтвердить диагноз может только тщательная диагностика.

Роговица – полностью прозрачный передний участок глазного яблока, состоящий из 5 слоев и не пронизанный кровеносными сосудами. Чтобы определить вид дистрофии, важно установить место ее локализации в тканях роговицы.

• биомикроскопию;
• осмотр с применением щелевой лампы;
• лабораторное исследование инфильтрата, выделяемого роговицей при ее отечности.

При раннем обнаружении дистрофических изменений роговицы врач назначит медикаментозное лечение:

• глазные витаминные капли, улучшающие питание глаза;
• противоотечные препараты;
• антибактериальные глазные мази;
• лекарства, улучшающие обменные процессы;
• витаминные комплексы для глаз, принимаемые внутрь (Лютеин комплекс и прочие).

Дополнительно проводятся физиотерапевтические процедуры:

• лазерное облучение роговицы;
• электрофорез.

На фоне лечения врач будет постоянно наблюдать за изменения в роговице, и при возникновении показаний, предложит хирургическое вмешательство.

Кератопластика при дистрофии роговицы поможет предотвратить слепоту

Основными методиками глазных хирургических вмешательств будут следующие виды операций:

• кератэктомия (удаления небольшого участка помутневшей роговицы без пересадки трансплантата);
• кератопластика (пересадка донорской роговицы);
• кератопротезирование (замена мутного участка роговицы биологически инертным протезом).

Наиболее часто при применяется кератопластика, которая обеспечивает отличный оптический и лечебный эффект. Операция показана в случае, если поражение затрагивает глубинные ткани роговицы. В большинстве случаев хирургическое вмешательство проходит без последствий. В результате роговица возвращает свою прозрачность, полностью восстанавливается функционально. Но в редких случаях возможны рецидивы, требующие повторной кератопластики.

В последнее время альтернативой кератопластике, которая долго была единственным способом хирургического лечения дистрофии, стал кросслинкинг (иначе фотополимеризация). Эта малоинвазивная выскокотехнологичная процедура эффективна при дистрофии любого происхождения и формы, включая кератоконус.

Фотополимеризация способствует повышению прочности роговицы.

Суть процедуры: волокна коллагена, формирующего ткань роговицы, связывают между собой путем введения фотосенсибилизатора рибофлавина и воздействия ультрафиолетового излучения. Образование дополнительных связей между отдельными нитями коллагена позволяет повысить прочность роговицы в 3–6 раз.

Процедура проводится амбулаторно, не требует длительного нахождения в стационаре. Этапы:

1. введение капельной анестезии;
2. разрез эпителия центрального участка роговицы (для лучшего проникновения субстрата);
3. насыщение тканей роговицы рибофлавином (30 минут);
4. воздействие на роговицу ультрафиолетовыми лучами низкой интенсивности.

В период реабилитации на протяжении нескольких дней рекомендуется ношение мягкой контактной линзы, применение противовоспалительных и антибактериальных, восстанавливающих препаратов для ускорения заживления и предупреждения послеоперационных инфекционных осложнений.

Фотополимеризация в 98 % случаев позволяет остановить патологические процессы. При этом у 60 % пациентов отмечается улучшение состояния роговицы и повышение остроты зрения.

К сожалению, консервативные методы лечения дистрофии роговицы оказываются результативными только на начальных этапах заболевания, а при значительном поражении роговицы они лишь временно облегчают состояние. И в этом случае не обойтись без оперативного вмешательства. Именно поэтому так важно следить за здоровьем глаз, а при появлении настораживающих симптомов сразу обращаться к офтальмологу.

Глаза и способность видеть для человека важны, особенно остро это ощущается, если поставлен диагноз миопия 3 степени. Современная жизнь требует отличного зрения. При этом почти 1 млрд населения земли страдают близорукостью и вынуждены прибегать к очкам или контактным линзам, что ограничивает их в возможностях и выборе профессии. У тех, кто плохо видит, снижается качество жизни. Поэтому любые проблемы со зрением необходимо по возможности устранять. Каким может быть решение при этом заболевании?

Что это такое — миопия? Это патология глаз, при которой человек хорошо видит только на близком расстоянии. Предметы, которые располагаются далеко, он не различает. При таком заболевании фокусирование лучей, которые проникают в глаза, происходит не на сетчатке, а перед ней. Миопия бывает трех степеней:

Если миопия 3 степени, то нужно подбирать очки с линзами более 6,0 диоптрий.

• наследственность;
• долгое сидение за компьютером;
• чтение в плохо освещенной комнате и в лежачем положении;
• нагрузка на глаза, испытываемая продолжительное время в течение дня.

• с рождения или приобретенной;
• прогрессирующей и непрогрессирующей.

Вероятность того, что у ребенка врожденная близорукость обоих глаз, очень значительная, если есть наследственная предрасположенность (около 60%). В этом случае диагностируется высокая степень миопии, причиной которой может быть анатомические отклонения органа зрения от нормы. При слабой склере миопия скорее всего будет прогрессировать. Врачи могут порекомендовать операцию по укреплению склеры.

Зрение может оставаться на одном уровне (непрогрессирующий тип) или снижаться, тогда это прогрессирующая близорукость. В первом случае происходит ухудшение зрения в год не больше, чем на 1,0 диоптрии. Это значит, что близорукость доброкачественная.

Чаще миопия развивается по злокачественному типу в подростковом возрасте, когда близорукость прогрессирует (более чем на 1,0 диоптрия в год), ей может сопутствовать астигматизм (нарушение формы хрусталика или роговицы, при которой невозможно четко видеть предметы). Зрительные способности быстро теряются.

Опасность прогрессирующей близорукости в том, что она может достигать 25,0-30,0 диоптрий, когда человек практически не видит. Такое развитие заболевание сложнее поддается коррекции, чем непрогрессирующая миопия.

При миопии высокой степени лечение назначается в зависимости от следующих факторов:

• насколько сильно выражена близорукость;
• имеются ли другие заболевания у человека;
• состояние сетчатки, которая, истончаясь, может отслаиваться.

Миопия высокой степени предполагает постоянное ношение очков или линз, которые подбирает врач-офтальмолог (самостоятельность здесь недопустима). Доктор также выпишет специальные капли или гели для увлажнения глаз, что актуально при работе за компьютером, витамины с микроэлементами. Может быть назначен курс лечения с применением инъекций АТФ. Но все это не поможет ощутимо улучшить зрение. Есть более радикальные методы:

1. Лазерная коррекция. Ее делают при зрении 6,0-15,0 диоптрий и в других случаях, когда пациент решает отказаться от ношения линз и очков. Лучшим возрастом для операции считается период от 18 до 55 лет, в это время размер глазного яблока остается одинаковым и не происходит изменений в связи со старением организма и под влиянием сложных болезней. Если зрение не позволяет решиться на хирургическое вмешательсто, то существуют альтернативные способы лечения миопии.
2. Рефракционная замена хрусталика. Ее применяют при зрении до 20,0 диоптрий. В этом случае прозрачный хрусталик меняется на искусственный, который подбирается с учетом индивидуальных особенностей пациента. Операция несложная и не требуется госпитализация.
3. Кератопластика. Оперативным путем восстанавливается роговица, ее формы и функции. Данная оболочка заменяется другим материалом, при этом трансплантат может быть искусственным или донорским. Компьютерное моделирование позволяет придать роговице нужную форму. Для проведения операции потребуется местная анестезия.

Нельзя сказать однозначно какой способ лучший, а какой более сложный. Решить этот вопрос может только высококвалифицированный специалист, который учтет индивидуальные особенности пациента, строение его глаз, степень близорукости. Возможно применение и комбинированного метода лечения миопии высокой степени.

Миопия высокой степени — тяжелый случай и показание для оформления инвалидности. Это значит, что близорукость не поддается коррекции при помощи линз или очков, а пациент вследствие потери зрения не в состоянии заниматься трудовой деятельностью. Врачебная комиссия определяет, какая группа инвалидности будет присвоена пациенту:

1. При 3 группе человек может сам себя обслуживать с трудом и при помощи вспомогательных приспособлений.
2. При 2 группе пациент живет в особой среде для инвалидов, пользуется помощью других людей, улучшение зрения невозможно.
3. При 1 группе зрительные способности полностью утрачены, человек практически беспомощен в обычной жизни.

По возможности до такого состояния лучше себя не доводить.

Третий тип миопии — это обычно и показание для кесарева сечения при беременности, запрет на естественные роды. Но окончательное решение остается за доктором после осмотра глазного дна пациентки.

Чтобы предупредить возможные осложнения зрения, окулист осматривает беременную с диагнозом близорукость на ранних этапах, а потом в конце вынашивания младенца. Показаниями к кесареву сечению являются изменения, происходящие в сетчатке, в области стекловидного тела наблюдающиеся кровоизлияния. В этом случае тужиться будущей матери будет противопоказано, так как при этом повышается внутриглазное давление.

Если беременность протекает нормально, преломляющая способность глаз не меняется. Но на поздних сроках повышается эластичность соединительной ткани. Наружная оболочка глаз также становится более эластичной.

При патологии беременности может понизиться острота зрения на 2-5 диоптрий во время раннего и позднего токсикоза. Этому способствует отек и изменение кривизны хрусталика. С увеличением его объема преломляющая способность может усиливаться.

Если во время осмотра врач находит сетчатку с разрывами и истонченную, возможно проведение профилактической лазеркоагуляции, при которой сетчатка соединяется с сосудистой оболочкой глаза. Эта безболезненная процедура предотвратит дистрофию внутренней оболочки и ее отслаивание. Процедуру делают, если нет осложнения беременности с повышением давления. После этой операции пациентка будет каждый месяц проходить осмотр у врача.

Если во время беременности ухудшается зрение, нужно сразу же показаться доктору. Не стоит отмахиваться от следующих симптомов:

• световые вспышки;
• мелькания;
• плавающие помутнения перед глазами;
• искажения очертаний предметов.

После обследования будет назначено лечение.

Если до беременности была проведена лазерная коррекция, обязательно нужно показаться врачу, поскольку возможно растяжение сетчатки.

Противопоказания для тех, у кого миопия высокой степени:

Для лечения суставов наши читатели успешно используют Око-плюс. Видя, такую популярность этого средства мы решили предложить его и вашему вниманию.
Подробнее здесь…

• пребывать в холоде и в помещениях с чрезмерно высокой температурой (банях и саунах);
• употреблять крепкие напитки;
• сдавать кровь в качестве донора;
• иногда рожать естественным образом;
• заниматься спортом, требующим напряжения мышц.

Если есть миопия 3 степени, рекомендуется лечебная физкультура:

1. Если зрение выше 6,0 диоптрии, можно выполнять движения с умеренными нагрузками. Будет полезна гимнастика с включением упражнений для глаз в течение 10 минут.
2. Близоруким со зрением выше 10,0 диоптрий запрещены сильные нагрузки, им нельзя делать резкие движения. Комплекс может состоять из 10-12 упражнений на дыхание. Будет полезна ходьба в среднем темпе.

Если уже есть близорукость, то желательно не доводить ее до миопии высокой степени, вовремя лечить патологию. Это возможно, если уделять время для своих глаз в целях профилактики плохого зрения. Вот эти правила:

1. Нужно придерживаться зрительного режима, чтобы не было пересыхания глаза.
2. Читать или делать другую работу следует при хорошем освещении. При этом органы зрения не должны напрягаться, чтобы разглядеть шрифт или другие мелкие детали.
3. При чтении книга должна находиться от глаз на расстоянии 30-40 см. Не стоит привыкать читать в лежачем положении или находясь в транспорте.
4. Поможет гимнастика для глаз, если делать ее регулярно.

Каким бы ни было зрение, нужно беречь свои глаза: учитывать противопоказания, соблюдать режим питания. Организм нужно укреплять, бывая на природе, занимаясь физкультурой.

источник

Аберрации, свойственные линзам, у глаз почти не ощущают­ся. Сферическая аберрация неза­метна ввиду малости зрачка и проявляется лишь в сумерках, когда зрачок расширен: изображе­ния не резки. Хотя глаз и не является ахроматической системой, однако хроматическая аберрация не ощущается из-за избиратель­ной видимости излу­чения и малого размера зрачка. Астигматизм ко­сых пучков не имеет места, т.к. глаз всегда уста­навливается в на­правлении наблюдаемого пред­мета. Исключение составляет лишь астигма­тизм, обусловленный ассиметрией оптической сис­темы (несферическая форма роговицы или хру­сталика). Это проявляет­ся, в частности, в неспо­собности глаза одинаково резко видеть взаимно перпендикулярные линии на испыта­тельной таб­лице. Та­кой недостаток глаза ком­пенсируют спе­циальными очками с цилиндриче­скими линзами. Оптической системе глаза свойственны некото­рые специфи­ческие недос­татки. В нормальном глазу, при отсутствии аккомода­ции, изображение предмета совпадает с сетчаткой — такой глаз на­зывают эмметропиче­ским, а если это условие не выполняется — аметропическим. Наиболее рас­пространен­ными видами аметропии является близорукость (миопия) и дальнозоркость (гипер­метропия).

Близорукость — недостаток глаза, состоящий в том, что, при отсутствии аккомодации, изобра­жение предмета лежит впереди сетчатки; в слу­чае дальнозоркости изображение предмета, при от­сутствии аккомодации, лежит за сетчаткой. Для коррекции близо­рукости глаза применяют рассеивающую линзу, дальнозоркости — соби­рающую.

Фотометрия. Фотоэффект

Основной фотометрической величиной явля­ется световой поток — это среднее количество световой энергии, проходя­щей за единицу вре­мени через заданную поверхность.

Здесь dW — количество энергии, проходящей через заданную поверхность за время dt. Понятие силы света вводится с помощью представления о то­чечном источнике света. Источник света счи­тается точечным, если его размеры малы в срав­нении с расстоянием до места на­блюдения и если он испускает свет равномерно по всем направ­ле­ниям.

Сила света измеряется световым потоком, созда­ваемым точечным источником света в единич­ном телесном угле ω.

Телесным углом называется часть простран­ства, ограни­ченная конической поверхностью и измеряемая отношением пло­щади S, выре­заемой этим углом на поверхности сферы, к квад­рату радиуса сферы R:

Единицей измерения телесного угла является стерадиан (про­странственный радиан) ср — угол, вырезающий единичную пло­щадь на сфере еди­ничного радиуса. Очевидно, что телесный угол, охватывающий все простран­ство вокруг источ­ника света, равен: ω = 4π.

По логике построения фотометрии, в качестве основной еди­ницы надо было выбрать единицу светового потока. Но истори­чески сложилось в качестве основной единицы использовать еди­ницы силы света. Первоначально эта единица — 1 свеча — опре­делялась, как определенная часть силы света эталонной лампы. В настоящее время единицей силы света в СИ является кандела (Кд).

Кандела — это сила света, испускаемого с по­верхности площадью 1/600000 м 2 полного из­лучателя в перпендикулярном направлении при температуре излучателя, равной темпе­ратуре затвердевания платины, под давле­нием 101325 Па.

Единицей светового потока в СИ является люмен (лм). Один люмен — световой поток, ис­пускаемый точечным ис­точником силой света 1 Кд внутри телесного угла 1 ср: 1лм = 1Кд*1ср

Для количественной оценки освещения поверх­ностей вводится понятие освещенно­сти.Освещенностью поверхности называется величина, изме­ряемая световым потоком, па­дающим на единицу этой по­верхности.

Если освещенность всех точек одинакова, то Е = Ф / S , где Ф — световой поток, равномерно рас­пределенный по поверхности S. Единица осве­щенности в СИ называется люксом (лк). Один люкс — освещенность поверхности световым потоком 1 лм, равномерно распре­деленным по площади 1 м 2 .

Иногда применяется единица освещенности один фот — осве­щенность поверхности световым потоком 1 лм, равномерно рас­пределенный по площади 1 см 2 .

1 лк = 1 лм / 1 м 2 =1 лм / 10000 см 2 = 10 -4 фот.

Первый закон освещенности:

Освещенность точечным источником по­верхности, нормаль­но падающими лучами, прямо пропорциональна силе света ис­точника и обратно пропорциональна квадрату рас­стояния от источника до освещаемой по­верхности.

Второй закон освещенности:

Освещенность поверхности наклонным све­товым потоком прямо пропорциональна ко­синусу угла падения лучей.

Если вместо Е_о во второй закон освещенности подставить его значение из первого закона, то

Е = (J / R 2 ) cosα.

Это выражение называется объединенным за­коном освещенности.

До сих пор мы говорили только о точечных ис­точниках света. Однако во многих случаях ис­точники света являются протяженны­ми; при рас­смотрении таких источников глаз различает их форму и размеры. Для протяженных источни­ков сила света уже не может слу­жить достаточ­ной характеристикой. В самом деле, из двух источни­ков, излучающих свет одинаковой силы, но имеющих различ­ные размеры (площади), мень­ший источник кажется более ярким, так как он дает большую силу света с единицы площади.

Поэтому для протяженных источников света вводится допол­нительная характеристика, назы­ваемая яркостью. Яркость протяженного ис­точника света измеряется силой света, излу­чаемой с единицы площади видимой поверхно­сти этого источника в перпендику­лярном на­правлении.

В системе СИ яркость измеряется в нитах (нт): 1 нт = 1 Кд / м 2 . Внесистемная единица — стильб (ст): 1ст = 1 Кд / см 2= 10 4 нт.

Влияние света на протекание электрических про­цессов было впервые описано Герцем (1887 г.), который заметил, что электри­ческий разряд ме­жду заряженными цинковыми шариками значи­тельно облегчается, если один из них осветить ультрафиолетовым светом. Дальнейшее подроб­ное изучение влияния света на заря­женные тела было проведено в период с 1888 по 1890 г. про­фес­сором Московского университета А.Г. Столе­товым. Это явление он назвал актино­электриче­ским. В настоящее время оно называ­ется фото­эффектом.

Фотоэффектом называется освобождение (полное или час­тичное) электронов от связей с атомами и молекулами веще­ства под воз­действием различного вида излучений.

Если электроны выходят за пределы освещае­мого вещества (полное освобождение), то фото­эффект называется внешним. Если же электроны теряют связь только со своими атомами и мо­ле­кулами, но остаются внутри освещаемого веще­ства, увеличивая тем самым электропроводность, то фотоэффект называется внут­ренним. Внеш­ний фотоэффект наблюдается у металлов, а внут­ренний чаще всего у полупро­водников. Экспе­риментальные исследования, выполненные А.Г. Столе­товым, а так же другими учеными, привели к установлению сле­дующих основных законов внешнего фотоэффекта.

I закон: Фототок насыщения J (т.е. макси­мальное число электронов, освобождаемых светом в 1с) прямо пропорционален световому потоку Ф.

где k — коэффициент пропорциональности, на­зываемый фо­точувствительностью осве­щаемой поверхности и измеряется мкА / лм.

II закон: Скорость фотоэлектронов пропор­ционально возрастает с увеличением час­тоты падающего света и не зависит от его ин­тенсивности.

III закон: Независимо от интенсивности света, фотоэффект начина­ется только при определенной (для данного металла) мини­маль­ной частоте света или максимальной длине волны, называемой красной границей фотоэффекта.

Законы внешнего фотоэффекта получают про­стое истолкова­ние на основе квантовой теории света. По этой теории, величина светового потока определяется числом световых квантов (фото­нов), падающих в единицу времени на поверх­ность металла. Каж­дый фотон может взаимодей­ствовать только с одним электроном. Поэтому максимальное число фотоэлектронов должно быть про­порционально световому потоку (пер­вый закон фотоэффекта). Энергия фотона hv, по­глощенная электроном, частично рас­ходуется на совершение работы выхода электрона из металла А; оставшаяся часть этой энергии идет на сооб­щение ему кинети­ческой энергии mυ 2 /2. Тогда, согласно закону сохране­ния энергии, можно за­писать:

hv = A + (mυ 2 )/2

Эта формула, предложенная в 1905 году Эйн­штейном и под­твержденная затем многочислен­ными экспериментами, называет­ся уравнением Эйнштейна. Из этого уравнения непосредственно видно, что скорость фо­тоэлектрона возрастает с увеличением частоты света и не зависит от его интенсивности (поскольку ни А, ни v не зависят от интенсивности света). Этот вывод соответст­вует второму закону фото­эффекта. Кроме того, из уравнения Эйнштейна следует, что с умень­шением частоты света кинетическая энергия фо­тоэлектро­нов уменьшается (величина А посто­янна для данного освещаемо­го металла). При не­которой достаточно малой частоте v = v_min (или длине волны λ_max= с / v_min) кинетическая энергия фотоэлект­рона станет равной нулю (mυ 2 )/2= 0 и фотоэффект прекратится (третий закон фотоэф­фекта). Это будет иметь место при hv_min = A, т.е. в случае, когда вся энергия фотона расходуется на соверше­ние работы выхода электрона. Тогда: v_min = A/h, или λ_max = hc/A

Эти формулы определяют красную границу фо­тоэффекта и что она зависит от величины работы выхода, т.е. от рода металла. На внешнем фото­эффекте основан важный физико-техничес­кий прибор, называемый вакуумным фотоэле­ментом. Катодом К служит слой металла, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянного баллона, из которого выкачан воздух. Анод А выполнен в виде металлического кольца, помещенного в центральной части баллона. При освещении ка­тода, в цепи фото­элемента возникает электриче­ский ток за счет электронов, выби­тых из катода. Сила тока пропорциональна величине светового потока, падающего на катод. Большинство со­временных фотоэлементов имеют сурьмяно-це­зиевые или кислородно-цезиевые катоды, обла­дающие высокой фоточувствительностью. Пер­вые чувствительны к видимому и ульт­рафиолето­вому свету, а вторые к инфракрасному и види­мому свету. В некоторых случаях, для уве­личения чувствительности фото­элемента, его на­полняют аргоном при давлении порядка 10 -2 мм.рт.ст. Фототок в таком фотоэлементе усили­вается вследствие ионизации аргона, вызванной столкновением фотоэлектронов с атомами ар­гона. Внутренний фотоэффект наблюдается у полупроводников и, в меньшей мере, у диэлек­триков. Полупроводниковая пластинка присое­диняется к полюсам батареи. Ток в цепи незначи­телен, по­скольку полупроводник обладает боль­шим сопротивлением. Од­нако при освеще­нии пластинки ток в цепи резко возрастает. Это обу­словлено тем, что свет вырывает электроны из атомов полу­проводника, которые, оставаясь внутри полупроводника, увеличи­вают его элек­тропроводность. Такое сопротивление называют фо­торезистор. На явлении внутреннего фотоэф­фекта основана рабо­та полупроводнико­вых фо­тоэлементов. Для их изготовления ис­пользуют селен, сернистый свинец, сернистый кадмий и некото­рые другие полупроводники. Фоточувст­вительность полупровод­никовых фотоэлементов в сотни раз превышает фоточув­ствитель­ность ва­куумных фотоэлементов. Некоторые фотоэле­менты обла­дают отчетливо выраженной спек­тральной чувствительностью. У селенового фо­тоэлемента спектральная чувстви­тельность очень близка к спектральной чувстви­тельности челове­ческого глаза. Недостатком полупроводниковых фотоэлементов является их заметная инерцион­ность: изменение фототока запаздывает отно­си­тельно изменения освещен­ности фотоэлемента. Поэтому полу­проводнико­вые фотоэлементы не пригодны для регистрации быстроизменяю­щихся световых потоков. В качестве примера по­лупроводникового фотоэле­мента рас­смотрим устройство селенового вентильного фотоэле­мента.

Он состоит из металличе­ской подложки, дыроч­ного полу­проводника, по­крытого прозрачным слоем металла (обычно тон­кий слой золота). На границе металл-полупро­водник, вследствие диффузии, возникает кон­тактный запирающий слой с напряженностью Ек. Включим теперь све­товой поток Ф, проника­ющий в полупроводник. Благодаря внутреннему фотоэффекту увеличива­ется концентрация сво­бодных зарядов обоих знаков — электронов и ды­рок. Электроны сво­бодно диффундируют через контакт, а для дырок он действитель­но является запирающим слоем. В результате при освещении электроны накапли­ваются на подложке, а дырки — в полупровод­нике. Между контактами А и К возникает разность потенциалов

— фото-э.д.с, величина которой пропорциональна освещенности проводника. Таким образом, вен­тильный фотоэлемент представляет собой гене­ратор тока, непосредственно преобразую­щий световую энер­гию в электрическую. В качестве полупроводников в вентильном фото­элементе используют селен, закись меди, серни­стый тал­лий, германий, кремний. В вентильном фотоэле­менте могут приме­няться два полупро­водника с различными типами проводимости — электрон­ной и дырочной. Весьма перспективным явля­ется практическое использование вентиль­ных фотоэлементов в качестве генераторов электро­энер­гии. Батареи кремниевых фотоэле­ментов, получивших название солнечных батарей, при­меняются на космических спутниках и ко­раблях для питания различной электронной аппаратуры. Некото­рые вентильные

фотоэлементы чувствительны к инфракрасному излучению, их применяют для обнаружения на­гретых невидимых тел, т.е. как бы расширяют возможности зрения. Исключительно велико значение фотоэлементов для телемеха­низации и автоматизации производственных процессов. В сочета­нии с электронным усилителем и реле, фо­тоэлемент является неотъемлемой частью авто­матических устройств, которые, реаги­руя на све­товые сигналы, управляют работой различ­ных про­мышленных и сельскохозяйственных устано­вок и транспортных механизмов. На внешнем фотоэффекте основана работа элек­тронно-опти­ческого преобразователя (ЭОП), предназначен­ного для преобра­зования изобра­жения из одной области спектра в другую, а также для усиления яркости изображений. В медицине ЭОП приме­няют для усиления яркости рентгено­вского изо­бражения, это позволяет значительно уменьшить дозу облучения чело­века. Если сигнал с ЭОП по­дать в виде развертки на телевизионную систему, то на экране телеви­зора можно полу­чить «тепло­вое» изображение предметов. Части тела, имею­щие разные темпе­ратуры, различаются на экране либо цветом, при цветном изображении, либо светом, если изо­бражение черно-бе­лое. Такая система, называе­мая тепловизором, используется в термографии.

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

Оптика — это учение о свете. По современным представлени­ям свет — сложное явление, в кото­ром сочетаются такие, каза­лось бы, взаимо­ис­ключающие свойства, как волновые (непрерыв­ные), так и корпускулярные (кванто­вые). Кор­пускулярная теория света была пред­ложена в 17 веке И. Ньютоном.

Почти одновременно с корпускулярной теорией света (1678- 1690 г.) голландский физик Гюйгенс опубликовал «Трактат о све­те», в котором сфор­мулировал основные положения волновой те­о­рии света.

В своем труде Гюйгенс дал принципы распро­странения вол­нового процесса в пространстве.

Каждая точка среды, до которой дошло све­товое возбуж­дение, сама становится источ­ником вторичных световых волн, огибающая к которым в каждый данный момент времени явля­ется фронтом распро­странения свето­вых волн. Под фронтом волны понимается геометрическое место то­чек, до которых дошло световое возбуждение в данный мо­мент времени.

Позднее Френель дополнил принцип Гюйгенса:

Вторичные световые волны, интерферируя между собой, взаимно гасятся во всех направ­лениях, кроме первоначального направления распространения волны.

Эти два положения получили название прин­ципа Гюйгенса — Френеля. Этим объясняется прямолинейность распространения света. Свет от точечного ис­точника распространяется в виде сферической вол­ны. Если источник света нахо­дится на достаточно большом расстоянии, то фронт волны можно счи­тать плоским, это пре­дельный случай сфери­ческой волны. Волновая природа света подтверждается такими явле­ниями, как интерференция, дифракция и по­ляризация. Теория интерференции была разра­ботана Френелем.

Интерференция света — это явление пере­распределения энергии световых волн в про­странстве, при наложении двух или более волновых процессов, имеющих одинаковую частоту и постоянную во времени разность фаз.

Источники света, имеющие одинаковую частоту и постоян­ную во времени разность фаз, называ­ются когерентными. Пусть имеются два коге­рентных источника света, в которых колеба­ния совершаются по закону s = A sin ωt.

В точке С колебания, рас­пространяющиеся от источ­ника S₁, будут совершаться по закону:

s₁ = A sin (ω t — 2πx₁/λ),

а от источника S₂ по закону:

Так как волны приходят в точку С одновременно, ре­зультирующее смещение будет в любой мо­мент определяться суммой составляющих смеще­ний: S = S₁ + S₂ S = A sin (ωt — 2πx₁/λ ) + A sin (ωt -2πx₂/λ ). Применяя формулу суммы сину­сов, получим:

В этом уравнении выражение х₂ – х₁ = ∆ х назы­вают геометри­ческой разностью хода волн — это разность расстояний, которые проходят волны до встречи в точке С. Выражение 2Acos (π∆х/λ) = А’ является амплитудой результирую­щего колеба­ния. Подстав­ляя различные значения Ах в фор­мулу А’, были выявлены следу­ющие закономер­ности: Если геометрическая раз­ность хода волн равна четному числу полу­длин волн, то амплитуда результирующего колебания будет наибольшей — в данной точке усиление колеба­ний.

Если геометрическая разность хода волн равна нечетному числу полудлин волн, то ам­плитуда результирующих колебаний будет минимальной — ослабление колебаний.

В формулах k — натуральный ряд чисел 0,1,2,3.

При когерентных источниках волн пространство, окружающее источники, будет представляться в виде совокупности максиму­мов и минимумов. Такое расположение называется устойчивой интерференционной картиной.Поскольку свет представляет собой электромагнитные волны, должна наблюдаться интерференция света. Од­нако в результате того, что отдельные свето­вые импульсы, посылаемые высвечива­ющимися атомами источника света, не согласованы между собой по фазе, а кроме того, могут отличаться по частоте, картина вза­имного усиления, возни­кающая в каком-либо участке простран­ства, уже через доли секунды сменяется картиной взаим­ного ос­лабления и наоборот. Хаотическая смена таких мгновенных кар­тин глазом не воспринима­ется, а создает ощущение ровного по­тока света, не изменяющегося во времени.

Для наблюдения устойчивой во времени интер­ференционной картины необходимы условия, при которых частоты и разности фаз интерфери­рующих лучей были бы постоянными в течение всего времени наблюдения. В природе не суще­ствует когерентных источников света. Для того чтобы два светящихся тела являлись коге­рент­ными источни­ками, волны, излучаемые всеми частицами первого тела, должны отли­чаться по фазе от волн, излучаемых всеми частицами вто­ро­го тела, все время на одну и туже величину. Такое событие прак­тически совер­шенно неверо­ятно. Поэтому, для получения коге­рентных ис­точников прибегают к искусствен­ному приему: «раз­дваивают» свет, исходящий от одного источ­ника (зеркала или бип­ризма Фре­неля, зеркало Лойда, билинза Билле и др.). Пожалуй, единст­венным макроисточником света, в котором час­тота и фазы колебаний со временем не меняются, является лазер.

В естественных условиях образование когерент­ных волн и яв­ление интерференции можно на­блюдать при попадании света на тонкую про­зрачную пластинку или пленку. Пучок све­та по­падает на тонкую пластинку. Луч 1 из этого пучка попадает на точку А, частично от­ражается (луч 2), частич­но преломляется (луч АВ). Пре­ломленный луч испытывает отражение на ниж­ней границе пластин­ки в точке В. Отражен­ный луч, преломившись в точке С, выходит в пер­вую среду (луч 3). Лучи 2 и 3 образованны от од­ного луча, поэтому они когерентны и будут интерфе­рировать, создавая устойчивую ин­терференци­онную картину.

При освещении этой пластинки или пленки бе­лым светом воз­никает весьма причудливая по форме и расцветке интерференци­онная картина. Такую картину дают мыльные пленки, нефтяные и масляные пятна на поверхности воды, крылья мелких насекомых, жировые налеты на стекле и другие тонкие пленки толщиной по­рядка 10 -4 см. Это интерференционное явление широко ис­пользуется в оп­тической промышленности для так называемого просветления оп­тики. Дело в том, что в сложных оптических системах (фото­объ­ективах и т.п.) значительная часть световой энергии отражается от поверхности линз. Это за­метно снижает яркость и контрастность изобра­жения и создает блики. Если на поверх­ность линз нанести прозрачную пленку толщи­ной «к/4п, из­готовленную из вещества с показа­телем прелом­ления п, немного меньшим показа­теля стекла линз, то такая пленка не будет отражать света; благодаря этому качество изображения заметно улучшится (оптика про­светлеет). Кроме того, ин­терференцию света используют в специальных приборах — интер­ферометрах — для измерения с высокой степе­нью точности длин волн, не­больших расстояний, показателей пре­ломления веществ и определения качества оптических по­верхностей.

Дифракция — явление отклонения света от прямолинейного распространения и захожде­ние в область геометрической тени.

В результате происходит сложение волн и обра­зование мини­мумов и максимумов, так же как и при интерференции. Для наблюдения явления дифракции необходимо, чтобы раз­меры препят­ствия или размеры отверстия или щели были со­изме­римы с длиной световой волны. Явление дифракции можно объяснить, используя прин­цип Гюйгенса — Френеля. Пусть на щель, раз­меры которой соизме­римы с длиной световой волны, падают световые волны. Каждая точка щели становится новым источником вторичных волн. Крае­вые точки щели, являясь источниками вторичных световых волн, дают возможность распространяться свету в направлении, отлич­ном от первоначального.

Вторичные волны, интерферируя, образуют на экране диф­ракционные максимумы и мини­мумы.

От одной щели свет дает дифракционную кар­тину малой ин­тенсивности, поэтому исполь­зуют одномоментно несколько от­верстий, т.е. дифрак­ционную решетку.

Дифракционная решетка — это совокупность многих парал­лельных щелей, разделенных не­прозрачными промежутками. Общая длина щели и непрозрачного промежутка называется перио­дом решетки (d).

Дифракционную решетку можно получить, на­нося на стек­лянную пластинку параллельные штрихи с помощью алмазного резца. Хорошие дифракционные решетки имеют до 1000 и более штрихов на 1 мм, что позволяет получить боль­шие углы диф­ракции, т.е. широкую дифрак­ци­онную картину большой интен­сивности. Рас­смотрим дифракцию света от двух щелей при ус­ловии перпендикулярного падения света на них.

В этом слу­чае фронт световой волны достигает щелей одновременно. Следо­вательно, образую­щиеся от щелей вторичные волны, являются коге­рентными. Волны, иду­щие по различным на­правлениям, будут ин­терферировать, давая ди­фракционную картину максимумов и миниму­мов. Выберем два па­раллельных луча (АА₁) и (ВВ₁), отклоненные от первоначального направ­ления на угол а. Этот угол называется углом ди­фракции. Эти лучи, пройдя линзу, соберутся в ее фокальной плоскости (F) в точке О₁, ослабив или усилив друг друга, причем АО₁ = х₁, ВО₁ = х₂. Пусть в точке О₁ бу­дет максимум колебаний. То­гда по условию максимумов ∆х = kλ (1). Выразим эту разность хода лучей из геометрии построе­ния. Проведем перпендикуляр АС, построив тем самым фронт волны отклоненных лучей АА₁ и ВВ₁. Т.к. линза не вносит добавоч­ной разности хода этих лучей, то ∆х = ВС и ВС = АВ sin?BAC. AB = d — период дифракционной решетки, угол ВАС = α, ∆х = dsin α (2).

это уравнение дифракционной решетки, к = 0,±1, ±2, ±3. — поря­док дифракционного максимума. Т.о. в фокальной плоскости возникает ряд чере­дующихся мак­симумов и минимумов, т.е. свет­лых и темных полос, разделенных проме­жут­ками. Если на решетку падает белый свет, то для различных длин волн положение дифракци­он­ных максимумов будет располагать­ся под раз­личным дифракционным углом. Поэтому ди­фракцион­ные решетки разлагают белый свет в дифракционный спектр и употребляются как дисперсионный прибор. С помощью дифракци­онной решетки, зная период решетки и опреде­лив угол дифракции, можно измерить длину све­товой вол­ны по формуле:

Разрешающая способность оптических сис­тем

Явление дифракции объясняет пределы разре­шения и разре­шающую способность оптических систем, в частности приборов для микроскопии. Объективы современных микроскопов являются сложными оптическими системами, состоящими из нескольких линз. Однако увеличение дает только одна линза, которую называют фронталь­ной. Обычно, это плосковыпуклая линза, стоя­щая первой к объек­ту. Остальные линзы предна­значены для коррекции, т.е. устране­ния недос­татков изображения. Увеличение объектива оп­ределяется как: Г_о6= ∆ / F_o6 где ∆ — оптическая длина микроскопа — расстояние между задним фоку­сом объектива и передним фокусом оку­ляра. Оптическая сила фронтальной линзы равна: D = (n — 1) / R, где n-показатель преломления ве­щества, из которого изготовлена линза, R-радиус кривизны поверхности фронтальной линзы.

Тогда F_o6= I/ D = R / (n — 1); Г_о6= ∆ (n — 1) / R

Анализируя эту формулу, кажется, что, умень­шая радиус фронтальной линзы (R0O), можно получить сколь угодно боль­шое увеличение объ­ектива микроскопа. Однако в действительно­сти, уменьшение радиуса фронталь­ной линзы, позво­ляет рассматривать предметы величиной, не меньше некоторого предела, который назы­вают пределом разре­шения микроскопа.

Предел разрешения микроскопа (Z) — это наи­меньшее рас­стояние между двумя точ­ками объекта, которые еще видны в микро­скопе раздельно. Величина, обратная пределу разре­шения, называется разреша­ющей способно­стью микроскопа.

Разрешающая способность микроскопа — это его возмож­ность давать раздельное изобра­жение двух близко располо­женных точек объ­екта.

Чтобы определить величину предела разреше­ния, выясним механизм получения изображения в объективе.

В качестве объекта возьмем дифракционную ре­шетку. Рассматривание мелких предметов в мик­роскопе в проходя­щем свете, можно уподо­бить прохождению света через дифрак­ционную ре­шетку. Самой мелкой деталью дифракционной решет­ки является ее период (d). Свет, проходя решетку, создает картину дифракционных мак­симумов и минимумов в фокальной плоскости фронтальной лин­зы, что и является первичным изображением. После этого, лучи интерфери­руют, создавая в плоскости экрана вторичную картину, т.е. изображение дифракционной ре­шетки.

Немецкий ученый-физик Эрнест Аббе — профес­сор теорети­ческой физики Иенского универси­тета в 1872 году дал теорию об­разования изо­бражения в микроскопе. Он установил: Предель­ным условием получения изображения явля­ется то, что­бы в его построении участвовали нулевой и два первых макси­мума, если свет па­дает перпендикулярно на предмет, или нуле­вой и один из первых максимумов, если свет падает под углом.

При дальнейшем увеличении числа дифракци­онных максиму­мов, будет улучшаться только четкость и яркость изображения. Чем меньше предмет или его деталь (d), тем больше углы ди­фракции и тем шире должно быть отверстие объ­ектива. Отвер­стие объектива определяется углом между лучами, приходящими от предмета к краям фронтальной линзы. Он называется отвер­стным углом 2U. Половина этого угла называ­ется апертурой U. Если апертура меньше угла дифракции, соответствующего максимумам пер­вого порядка, то изображения предмета не будет, хотя экран станет равномерно освещен лучами нулевого дифрак­ционного максимума. Таким образом, радиус кривизны фрон­тальной линзы можно увеличивать до тех пор, пока апертура объектива не станет меньше угла дифракции лу­чей, дающих мак­симумы первого порядка. Тогда: k = 1, a

U, sin U = λ/ d, dmin ≤ λ/ sin U, dmin = Z

Чем меньше предел раз­решения, тем более мел­кие детали объекта можно рас­сматривать в мик­роскоп, т.е. тем больше будет его разре­шающая способность.

Дата добавления: 2016-11-18 ; просмотров: 1013 | Нарушение авторских прав

источник

Аберрации, свойственные линзам, у глаз почти не ощущаются.

Сферическая аберрация незаметна ввиду малости зрачка и проявляется лишь в сумерках, когда зрачок расширен: изображе­ния нерезки. Хотя глаз и не является ахроматической системой, однако хроматическая аберрация не ощущается, в частности из-за малого размера зрачка. Астигматизм косых пучков не имеет места, так как глаз всегда устанавливается в направлении наблю­даемого предмета. Исключение составляет лишь астигматизм, обусловленный асимметрией оптической системы (несферическая форма роговицы или хрусталика).

Это проявляется, в частности, в неспособности глаза одинаково резко видеть взаимно перпендикулярные линии на испытатель­ной таблице. Такой недостаток глаза компенсируют специальны­ми очками с цилиндрическими линзами.

Оптической системе глаза свойственны некоторые специфиче­ские недостатки.

В нормальном глазу при отсутствии аккомодации задний фо­кус совпадает с сетчаткой — такой глаз называют эмметропическим; глаз называют аметропическим, если это условие не вы­полняется.

Наиболее распространенными видами аметропии являются близорукость (миопия) и дальнозоркость (гиперметропия). Близорукость — недостаток глаза, состоящий в том, что задний фокус при отсутствии аккомодации лежит впереди сетчатки; в случае дальнозоркости задний фокус при отсутствии аккомода­ции лежит за сетчаткой. Для коррекции близорукого глаза при­меняют рассеивающую линзу, дальнозоркого — собирающую.

1 Это вопрос не только физический, но и физиологический.

Возможность разрешения деталей предмета зависит от размеров его изображения на сетчатке глаза или от угла зрения. Угол зрения можно увеличить, приблизив предмет к глазу, однако это связано с некоторыми ограничениями: 1) в ряде случаев технически невоз­можно существенно изменить расстояние между предметом и гла­зом (например, при рассмотрении звезд или Солнца); 2) невозмож­но приблизить предмет на расстояние меньшее, чем до ближней точки глаза, из-за предельных возможностей аккомодации.

В связи с этим для увеличения угла зрения используют оптиче­ские приборы: телескопы, лупы, микроскопы и т. п.

Рассмотрим устройство одного из наиболее простых оптиче­ских приборов — лупы.

Лупой называют оптическую систему, в передней фокаль­ной плоскости которой или в непосредственной близости от нее расположен наблюдаемый предмет.

Изображение, создаваемое лупой, находится в бесконечности или на удобном для глаза расстоянии. Если изображение в беско­нечности, то оно наблюдается глазом без аккомодации.

На рис. 21.14, а показано двумя лучами, как с помощью лупы формируется изображение на сетчатке; N — объединенная узловая точка оптической системы глаза, предмет помещен в передней фо­кальной плоскости. Луч 1 проходит через центр лупы без преломле­ния, а затем преломляется глазом. Другие лучи, идущие от этой же

точки предмета, после преломления в лупе будут параллельны лучу 1. Чтобы определить положение изображения на сетчатке, выберем из этих лучей тот, который проходит через объединенную узловую точку (луч 2). Он не преломляется глазом. Его пересечение с сетчат­кой и укажет положение изображения предмета. Остается лишь для полноты картины достроить начальную часть луча 2 и конечную часть луча 1 (показаны штриховыми линиями).

Увеличением лупы называют отношение угла зренияпод которым видно изображение предмета (см. рис. 21.14, а), к углу зрения, под которым виден предмет, находящийся на расстоя­нии наилучшего зрения а= 25 см (рис. 21.14, б).

(21.10)

где В — линейный размер предмета. Учитывая (21.10), получаем увеличение лупы

(21.11)

Отсюда видно, что формула для увеличения связывает посто­янную величину фокусного расстояния f лупы с расстоянием на­илучшего зрения — довольно условной величиной. У близорукого глаза а 25 см, поэтому для близору­кого глаза увеличение от одной и той же лупы будет меньше, чем для дальнозоркого.

Учитывая, что напряжение аккомодации сильно утомляет глаз и допустимо лишь как кратковременное явление, следует при пользовании лупой помещать предмет в фокальную плоскость, а глаз — у самой лупы.

Лупы изготовляют из одной или нескольких линз. Увеличение лупы зависит от ее конструкции и изменяется в пределах от 2 до 40—50. Наиболее распространены лупы с 10-кратным увеличением.

Разрешаемое с помощью лупы расстояние между двумя точками мож­но вычислить по формуле (21.8). Например, если для 10-кратного увели­чения взять,

то получим

источник

При близорукости люди не могут детально рассмотреть дальние объекты, так как видят их нечетко. Миопия бывает анатомической, обусловленной особым строением глазного яблока, его формой и размерами, а также аккомодационной, при которой отмечается спазм цилиарной мышцы. Узнайте, как диагностируется ложная и истинная близорукость.

Оптическая система глаз человека устроена таким образом, что мы можем одинаково четко, без искажений, видеть объекты на разных расстояниях.

Аккомодационный аппарат, состоящий из цилиарной мышцы, хрусталика, цинновой связки, позволяет нашим глазам правильно фокусироваться на предметах, как расположенных близко, так и на находящихся вдали. Если же имеются какие-либо нарушения — врожденные или приобретенные, зрение человека будет отличаться от нормы и ему потребуются очки.
Нельзя самостоятельно подбирать себе очки при первых симптомах близорукости, так как это может быть ложная, а не истинная миопия. Симптомы аккомодационной и анатомической близорукости похожи, только нарушения, вызванные спазмом аккомодации, обратимые, поэтому при ложной близорукости очень важна своевременная диагностика заболевания. Чем раньше будет начата терапия, тем благоприятней прогноз болезни. Чтобы понимать, чем отличается анатомическая близорукость от аккомодационной, нужно знать причины и механизм развития этих заболеваний.

Как развивается близорукость? В большинстве случаев анатомическая близорукость, если она не врожденная, развивается постепенно. У подростков с миопией часто регистрируется прогрессирование патологии — это связано с продолжающимся ростом зрительного аппарата, который подвергается чрезмерным нагрузкам. Анатомическая близорукость — это состояние, при котором плохо видны дальние предметы. Заболевание связано с анатомическими изменениями органов зрения.

Причины анатомической близорукости:

• удлинение глазного яблока, аномалии роговицы, изменение формы хрусталика;
• повышенное внутриглазное давление — это частая причина спазма глазного нерва и напряжения глазодвигательных мышц;
• слабость склеры — возникает при недостатке в организме кальция и меди, в норме склера должна быть плотной, чтобы сохранять форму, необходимую для установки фокуса, характерного для нормального зрения;
• травмы, инфекции, системные заболевания, оказавшие негативное влияние на органы зрения.

При анатомической форме близорукости глазное яблоко немного вытянуто, отчего лучи света не могут фокусироваться на сетчатке, а располагаются перед ней. По этой причине близорукие люди дальние объекты видят нечетко, размытыми и без контуров. Такая же симптоматика присуща и ложной близорукости, поэтому для постановки диагноза требуется комплексное офтальмологическое обследование.

Определить анатомическую близорукость офтальмолог может только в условиях полной диагностики. Проверка зрения по таблице позволяет определить степень близорукости, но не дает информацию о природе происхождения болезни. Если получить рецепт на очки без обследования, можно усугубить проблему со спазмом аккомодации, а случаи ложной близорукости встречаются все чаще.

• Офтальмоскопия — исследование глазного дна, которое позволяет получить полную клиническую картину, касающуюся состояния сосудов глаза, воспалительных заболеваний сетчатки, патологии диска зрительного нерва.
• Скиаскопия — метод определения рефракции глаза, посредством направленной освещённости зрачка.
• Рефрактометрия — исследуется роговица и хрусталик, в процессе используется прибор, определяющий показатель преломления света в среде.

• Офтальмометрия — измерение кривизны роговицы, которая обладает большой преломляющей силой и является одной из важнейших оптических структур глаза.
• Кератотопография — исследование формы роговицы, топографической карты роговичной оболочки.

Даже небольшие изменения в основных преломляющих структурах глаза, становятся причиной ухудшения зрения. Как только удастся определить причину близорукости, врач составляет схему лечения заболевания с учетом имеющихся нарушений. Исследования проводят с обычным и с расширенным зрачком, чтобы исключить близорукость, вызванную спазмом аккомодации.

Получение четкого изображения зависит не только от состояния роговицы, хрусталика, сосудов глаз, прозрачности структур глазного яблока и т.д., но и от глазных мышц. При нарушении работы ресничной мышцы проявляются симптомы ложной близорукости. Человек нечетко видит предметы, расположенные вдали, так как цилиарная мышца находится в спазме и не может расслабиться. Аккомодационная близорукость — это состояние, при котором не четко различаются предметы на дальнем расстоянии. Заболевание вызвано нарушением работы аккомодационного аппарата.

Аккомодационная близорукость — особенности:

• Появляется в результате нарушения режима зрительных нагрузок — длительная работа с мелкими деталями, выполнение различных задач за компьютером и т.д. при отсутствии перерывов.
• Симптоматика вначале может быть незаметна для человека, так как проявляется слабо в виде легкой усталости глаз, затем симптомы усиливаются, зрение падает на 2-3 диоптрии.
• Спазм аккомодации зачастую возникает на фоне неврозов, стресса, при черепно-мозговых травмах.

Аккомодационную близорукость можно вылечить, если заболевание диагностировано своевременно, затяжной же спазм трудно поддается лечению и может со временем трансформироваться в истинную близорукость.
В норме при рассматривании человеком близко расположенных предметов аккомодационная мышца напрягается, а когда мы смотрим вдаль, она расслабляется. Близорукость, возникшую из-за спазма ресничной мышцы, называют аккомодационной. Она может быть вылечена, если своевременно снять спазм и регулярно выполнять комплекс профилактических мероприятий, направленных на оздоровление органов зрения и тренировку аккомодации.

Для диагностики аккомодационной близорукости проводят обследование с узким и с расширенным зрачком. Мидриатические капли вводят в искусственный паралич цилиарную мышцу, отвечающую за аккомодацию.

Как близорукость определяют в условиях офтальмологического обследования:

• Визометрия — определение остроты зрения по таблицам без оптической коррекции и с оптической коррекцией.
• Рефрактометрия — измерение рефракции глаза с помощью оптических приборов.
• Осмотр с использованием щелевой лампы.
• Определение запаса аккомодации — исследование, позволяющее определить возможную склонность к близорукости.

Зрение проверяется на различных приборах, поэтому получается получить максимально достоверные результаты обследования. По стойкости напряжения ресничной мышцы различают три формы спазма: нестойкий, относительно стойкий, стойкий.

Для лечения аккомодационной близорукости, назначают препараты циклоплегического действия, расширяющие зрачок. Капли с выраженным эффектом, который длится до 12-24 часов, использовать нежелательно, так как это может нарушить работоспособность человека, который лечится от спазма аккомодации.

Терапия при аккомодационной близорукости:

• применение увлажняющих глазных капель, а также капель, расслабляющих цилиарную мышцу;

• выполнение зрительной гимнастики, которая тренирует цилиарную мышцу, улучшает кровоснабжение органов зрения;
• дети и подростки могут посещать сеансы лазерной и магнитотерапии, которые достаточно эффективны для молодых пациентов;
• витаминами А, В, селеном, пектином;
• курсы общего массажа, массажа шейно-воротниковой зоны, потому что ложную близорукость могли спровоцировать сколиоз, остеохондроз.

Время лечения мидриатиками зависит от динамики заболевания. Если улучшения есть после 7-10 дней, то препарат отменяют, если улучшения не значительные, то время терапии продлевают до 1 месяца. Если спазм нестойкий или относительно стойкий, то зрение повысится на несколько диоптрий за этот период, а затем полностью вернется к норме. Коварность такого нарушения в том, что при несоблюдении режима сна и отдыха, зрительных нагрузок, спазм склонен проявляться в более выраженной форме.

При патологическом спазме аккомодации нельзя носить очки, потому что это спровоцирует еще большее напряжение цилиарной мышцы. Оптика может быть рекомендована тем пациентам, у которых спазм был вызван недостаточной коррекцией близорукости, из-за чего органы зрения перенапряглись. В этом случае очки нужны, так как снимут напряжение глаз и максимально эффективно скорректируют миопию.
Патология хорошо поддается коррекции и без очков, потому что в терапевтический комплекс входят инстилляции глазными каплями, которые расслабляют ресничную мышцу.

Пройдя полный курс лечения, регулярно выполняя гимнастику для глаз и делая перерывы во время зрительной нагрузки, можно вернуть зрение в норму, снизив вероятность развития истинной миопии.

Нарушения аккомодации при близорукости могут стать причиной повышения внутриглазного давления, прогрессирующей миопии, астигматизма, амблиопии, нарушения работы глазодвигательных мышц. Близоруким людям необходима постоянная коррекция очками или контактными линзами, иначе повышенные нагрузки приведут к появлению других патологий.

Чтобы лечение близорукости было адекватным, нужна профессиональная диагностика и консультации квалифицированных специалистов. Миопия, особенно у школьников и студентов, а также людей, чья профессиональная деятельность предполагает продолжительную зрительную работу на близких расстояниях, зачастую сопровождается выраженным спазмом аккомодации. Поэтому не всегда значительное ухудшение зрения является следствием прогрессирования близорукости. Зрение может падать из-за спазма аккомодационной мышцы, поэтому офтальмологи не спешат выписывать новый рецепт на очки и предлагают вначале лечение аккомодационной близорукости.

источник