Око людини є оптичним приладом, який володіє підвищеною чутливістю до перепадів освітлення. Важливою характеристикою оптичного приладу людини є роздільна здатність ока. Точки сприймаються по-різному при попаданні на чутливі рецептори.
Що таке роздільна здатність ока
Людське око — орган складний за будовою. Очне яблуко має форму кулі з довжиною 24-25 мм і містить светопреломляющий і световоспринимающий апарат.
Роздільною здатністю ока людини вважається відстань між двома об’єктами або лініями, видимі роздільно. Оцінити дозвіл можна в хвилинах або міліметрах, найчастіше виявляють число ліній, видимих окремо в інтервалі 1 мм. Причиною зміни дозволу очі стають анатомічні розміри рецепторів і їх зв’язку.
Роздільна здатність ока людини залежить від чинників:
Контрастність об’єктів впливає на дозвіл. Відмінність можна помітити при денному і нічному освітленні. Вдень вплив дифракції збільшується за рахунок звуження зіниці, а відхилення рогівки від правильної форми не впливає на зображення. Вночі зіниця розширюється і стає частиною периферійної зони рогівки. Якість зору знижується при порушенні рогівки, що відбувається із-за розсіювання світла на фоточутливих зонах очі.
Визначення роздільної здатності
Для виявлення формули роздільної здатності ока слід розуміти, що роздільна здатність — це показник, зворотний самому маленькому куті між напрямками на 2 точки, при якому виходять різні зображення.
Дифракція світла на вхідному зіниці виглядає, як світлий круг в центрі. Перший дифракційний мінімум перебуває під певним кутом від центру. Для визначення роздільної здатності ока необхідно знати діаметр зіниці і довжину світлової хвилі. Діаметр зіниці у багато разів перевищує довжину хвилі.
Більше 84% лінії світла, що проходить через зіницю, потрапляє в гурток Ейрі. Максимальний показник становитиме 1,74%, решта максимуми показують частки від першого. Таким чином, дифракційну картину вважають складається з центрального світлого плями з кутовим радіусом. Це пляма проектує зображення на сітківку. Так формується дифракція.
Кут зору
Встановлено, що вплив кута зору на роздільну здатність ока велике. У просторі знаходяться 2 точки, які проходять заломлюючу середу очі і з’єднуються на сітківці. Промені після заломлення утворюють кут, який називається кутом зору.
Величина кута зору буде залежати від величини предмета і його відстані до ока. Один і той же предмет, але на різній відстані, буде відображатися під різним кутом. Чим предмет ближче, тим більше буде кут заломлення. Цим пояснюється, що чим ближче предмет, тим детальніше людина може його розглянути. При цьому відомо, що людське око розрізняє 2 точки в тому випадку, якщо вони відображаються під кутом не менше, ніж 1 хв. Світловий промінь повинен впасти таким чином на 2 найближчих нервових рецептора, щоб між ними залишився хоча б один нервовий елемент. Тому нормальний зір залежить від роздільної здатності ока. Після заломлення кут зору залишається дорівнює 1 хв.
Рефракція
Однією з характеристик органу зору вважається рефракція ока, від якої залежить гострота і виразність одержуваного зображення. Вісь ока, сторони кришталика і рогівки впливають на рефракцію. Від цих параметрів буде залежати, сходяться промені на сітківці чи ні. У медичній практиці вимірюють рефракцію фізично і клінічно.
Фізичний спосіб виробляє розрахунок від кришталика до рогівки, не враховуючи особливості очі. В цьому випадку не враховується, що характеризується роздільна здатність ока, а рефракція вимірюється в діоптріях. Діоптрія відповідає відстані, через яке преломляемые промені сходяться в одній точці.
За середню величину рефракції ока беруть показник у 60 діоптрій. Але розрахунок не ефективний для визначення гостроти зору. Незважаючи на достатню силу заломлення, людина може не бачити чіткого зображення із-за особливостей будови очі.
Якщо воно порушене, то промені можуть не потрапляти на сітківку при оптимальному фокусній відстані. В медицині використовують розрахунок взаємозв’язку рефракції ока і розташування сітківки.
Різновиди рефракції
В залежності від того, де знаходиться головний фокус, спереду чи позаду сітківки ока, розрізняють наступні види рефракції: эмметропию і аметропию.
Еметропія – нормальна рефракція очі. Заломлені промені сходяться в сітківці. Без напруги людина бачить предмети, віддалені на відстані кількох метрів. Тільки 40% людей не мають зорових патологій. Зміни відбуваються після 40 років. При нормальній рефракції ока, людина може читати без втоми, що відбувається завдяки зосередженню на сітківці.
При невідповідною рефракції — аметропії, головний фокус не співпадає з сітківкою, а знаходиться спереду або ззаду. Так розрізняють далекозорість або короткозорість. У короткозорої людини найдальша точка розташовується поруч, причина неправильного заломлення ховається в збільшенні очного яблука. Тому такі люди погано бачать предмети, розташовані вдалині.
Далекозорість настає при слабкій рефракції. Паралельні промені сходяться за сітківкою, а зображення людині здається розмитим. Очне яблуко має сплющену форму і чітко відображає далекі предмети. Захворювання найчастіше розвивається після 40 років, кришталик втрачає свою еластичність і не може змінити кривизну.
Колірна чутливість ока
Людський очей володіє чутливістю до різних ділянок спектра. Відносна світлова ефективність в спектральному колі дорівнює відношенню чутливості ока до світла з довжиною хвилі 555 нм.
Око бачить тільки 40% сонячного випромінювання. Людське око має високу адаптацію. Чим яскравіше світло, тим менше стає зіницю. Оптимальним для високої чутливості стає зіниця діаметром 2-3 мм.
Вдень очей має більшу чутливість до жовтої частини спектра, а вночі — до синьо-зеленого. З цієї причини вечірній зір стає гірше, і знижується сприйнятливість квітів.
Недолік оптичної системи ока
Око як оптичний прилад, не позбавлений недоліків. Найменше лінійне відстань між двома точками, при якому зливаються зображення, називається лінійним періодом роздільної здатності ока. Порушення будови кришталика і рогівки призводить до розвитку астигматизму.
Оптична сила у вертикальній площині не дорівнює силі горизонтальною. Як правило, одна трохи більша від другої. При цьому очей по вертикалі може бути короткозорим, а по горизонталі – дальнозорким. Якщо різниця в цих лініях становить 0,5 дптр або менше, то її не коригують очками і відносять до фізіологічної. При більшому відхиленні призначають лікування.
Нецентрированность оптичної системи ока
Роздільна здатність ока залежить від будови оптичної системи органа зору. Через оптичну вісь приймають пряму, що проходить через центр. Зорова вісь — пряма, яка проходить між вузловий точкою очі і фовеолой.
При цьому, центральна ямка не знаходиться на прямій, а розташовується внизу, ближче до скроневої частини. Оптична вісь перетинає сітківку, не зачіпаючи центральну ямку і диск зорового нерва. Нормальний очей створює кут між оптичною і зорової осями від 4 до 8о. Кут стає більше при далекозорості, при короткозорості менше або негативним.
Центр рогівки рідко збігається з оптичним центром, відповідно, система ока вважається нецентрированной. Будь-яке відхилення заважає променів сходитися на сітківці і знижує роздільну здатність ока. Розкид порушень очі великий, і у кожної людини може відрізнятися.
