Глаз и зрение. Близорукость и дальнозоркость. Очки

Урок № Тема: Глаз и зрение. Близорукость и дальнозоркость. Очки

Цель урока: дать представление о глазе, как об оптической системе.

Ход урока

Повторение

1. Что представляет собой камера-обскура? Почему она так называется?

2. Кто и когда получил первую фотографию? Опишите принцип действия фотоаппарата.

3. Охарактеризуйте изображение, даваемое объективом фотоаппарата.

4. Можно ли сфотографировать предмет, расположенный между объекти­вом и его фокусом? Почему?

Новый материал

Одним из самых совершенных «приборов», которым природа снабдила человека и животных, является глаз. Большую часть (до 80%) информации об окружающем мире человек получает через глаза. Но опыт показывает, что глаз не может одновременно четко видеть предметы, находящиеся от глаза на разных расстояниях (вспомните лабораторную работу).

Расстояние от глаза до предмета, равное 25 см, называется расстоянием наилучшего зрения. Но глаз человека снабжен мышцами. Это дает человеку возможность видеть как удаленные предметы, так и близко расположенные, а также оценивать расстояние до предмета.

Наши глаза специально предназначены для того, чтобы снабжать нас ин­формацией о глубине, расстоянии, величине, движении и цвете. К тому же они способны двигаться вверх, вниз и в обе стороны, давая нам максимально широкий обзор.

Строение глаза

Н епрозрачная и прочная оболочка – склера, прозрачная и выпуклая ее передняя часть называется роговица. С внутренней стороны склера покрыта сосудистой оболочкой, состоящей из кровеносных сосудов, питающих глаз. Напротив роговицы сосудистая оболочка переходит в радужную оболочку, не одинаково окрашенную у разных людей. В радужке имеется отверстие – зрачок, диаметр которого может меняться. Радужка играет роль диафрагмы, регулирующей доступ света в глаз. При ярком освещении зрачок уменьшается. 
Внутри глазного яблока за радужкой расположен хрусталик – двояковыпуклая линза из прозрачного вещества с показателем преломления n =1,4. Хрусталик окаймляет кольцевая мышца, которая может изменять кривизну его поверхности, а значит, и его оптическую силу.
Сосудистая оболочка внутри глаза покрыта разветвлениями светочувствительного нерва, особо густыми напротив зрачка. Это сетчатка глаза, на ней получается действительное, перевернутое и уменьшенное изображение предметов, даваемое оптической системой глаза. Пространство между сетчаткой и хрусталиком заполнено стекловидным телом.  Рецепторы сетчатки – клетки в форме палочек и колбочек. Колбочки обладают меньшей чувствительностью, но способны реагировать на цвет. Палочки передают черно-белое изображение. Зато они обладают большей чувствительностью и могут действовать даже при слабом освещении.
Роговица, хрусталик и стекловидное тело – система оптических линз глаза. Зрачок и радужка – диафрагма глаза, а на сетчатке получается изображение предметов. Деятельность мозга позволяет нам видеть все предметы, получаемые на сетчатке, в нормальном положении.

Глаз человека можно назвать оптическим прибором, основными элементами которого являются зрачок 1, хрусталик 2 и сетчатка 3.

В зависимости от уровня освещенности зрачок изменяет свои размеры и пропускает столько света, сколько необходимо для получения четкого изображения. При высокой освещенности зрачок сокращается и пропускает меньше света, при низкой - увеличивается. За зрачком расположен хрусталик, который по своему строению напоминает выпуклую с двух сторон линзу. Хрусталик окружен мышцами, которые его удерживают. Задняя часть глаза покрыта сетчатой. Сетчатка представляет собой разветвленные окончания зрительного нерва.

Свет проходит через зрачок, преломляется в хрусталике, и на сетчатке получается уменьшенное, перевернутое изображение предмета. Попав на сетчатку, свет воздействует на окончания зрительного нерва. По нервным волокнам это воздействие передается в мозг человека, у которого появляется зрительное ощущение (он видит окружающие его предметы).

Глаз соединен с головным мозгом с помощью зрительного нерва, который и передает поступающие на сетчатку сигналы в форме импульсов, расшифровываемых в мозгу.

За радужной оболочкой глаза находится хрусталик. Он очень подвижен и гибок. Со всех сторон хрусталик окружен мышцами, которые придают ему различные формы. Когда вы смотрите на отдаленный предмет, эти мышцы расслабляются, хрусталик увеличивается в диаметре и становится более плоским. При взгляде на более близкий предмет кривизна хрусталика увели­чивается. Свет, отраженный предметом, проходя через хрусталик, создает на сетчатке глаза перевернутое изображение (см. рис.). Головной мозг автоматически переворачивает это изображение «с головы на ноги».

Сетчатка глаза состоит из 130 млн. светочувствительных клеток, которые называются палочками и колбочками. Палочки чувствительны к свету, но не различают цветов, за исключением синего и зеленого. Колбочки улавливают все цвета и помогают нам четче видеть, но перестают работать при недостатке освещения. Вот почему с наступлением сумерек наше зрение ослабевает, мы хуже различаем цвета и все видим в синих или серо-зеленых тонах.

Человеческий глаз можно сравнить с фотоаппаратом. Передняя стенка глаза действует как линза объектива. Зрачок похож на расположенную позади объектива диафрагму. Расширяясь или сужаясь, он регулирует количество проникающего в глаз света. Внутренняя оболочка глаза, или сетчатка - это «фотопленка» или «экран», на котором фокусируется «фотоснимок».

Одна из удивительных особенностей глаза — это способность на сетчатке давать четкое изображение предметов, которые находятся как на дальнем, так и на ближнем расстоянии.

Кривизна хрусталика, а значит, и его оптическая сила могут изменяться. Когда мы смотрим на дальние предметы, то кривизна хрусталика невелика, потому что мышцы, окружающие его, расслаблены. При переводе взгляда на близлежащие предметы мышцы сжимают хрусталик, его кривизна, а значит, и оптическая сила увеличиваются.
    

 Аккомодация ( лат. слово, означает «приспособление» ) – способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на далёком расстоянии. Предел аккомодации – 12см от глаза.

Ход лучей в оптической системе глаза

Механизм работы оптической системы глаза.

О траженные от предмета лучи света проходят через оптическую систему глаза и создают обратное и уменьшенное изображение на сетчатке (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое).

Близорукость и дальнозоркость

Все вы помните слова из басни И.А.Крылова «Мартышка и очки»: «Мартышка к старости слаба глазами стала …» 
Нормальное зрение, как и его недостатки, зависят от расстояния между вершиной роговицы и сетчаткой. Основное свойство глаза – аккомодация, но и она имеет свой предел, т.к. сколько не напрягайся, отчетливо видеть очень близкие предметы мы не можем.
У человека с нормальным зрением глаз в ненапряженном состоянии собирает параллельные лучи в точке, лежащей на сетчатке глаза. Эта точка – фокус. Иначе обстоит дело у людей, страдающих близорукостью и дальнозоркостью. 

К наиболее частым нарушениям зрения относятся близорукость и дально­зоркость. Близорукие люди плохо видят отдаленные предметы, а дальнозор­кие - то, что находится поблизости. Эти недостатки зрения почти всегда обус­ловлены формой глазного яблока. Чтобы зрение было безупречным, глазное яблоко тоже должно иметь идеальную форму шара. Однако у близоруких лю­дей передне-задний диаметр глазных яблок удлинен, а у дальнозорких - укорочен. Близорукость и дальнозоркость легко исправить, надев очки, либо кон­тактные линзы.

У человека с нормальным зрением изображение окружающих предметов фокусируется на сетчатке.
Однако у каждого человека есть свои индивидуальные особенности и может быть так, что фокус хрусталика будет располагаться либо перед сетчаткой, либо за ней.

Близорукость

Если точка фокуса располагается перед сетчаткой, то изображение удаленных предметов на сетчатке будет расплывчатым. В этом случае, для того чтобы изображение фокусировалось на сетчатке, человеку необходимо приблизить предмет к глазам меньше чем на 25 см. Поэтому люди с таким зрением вынуждены читать текст, приближая книгу близко к глазам.

Опр. Недостаток зрения, при котором изображение удаленных предметов фокусируется перед сетчаткой, называется близорукостью.

Близорукость у человека может быть врожденная, а может быть приобретенная. Приобретенная близорукость появляется после продолжительного чтения или письма при плохом освещении.

Близорукость, или миопия, – это недостаток зрения, при котором параллельные лучи после преломления в глазу собираются не на сетчатке глаза, а ближе к хрусталику. Поэтому изображения удаленных предметов оказываются на сетчатке нечеткими, расплывчатыми. Чтобы получилось резкое изображение, рассматриваемый предмет необходимо приблизить к глазу. Расстояние наилучшего зрения для близорукого глаза меньше 25 см. Поэтому люди с подобным недостатком зрения вынуждены читать текст, располагая его близко к глазам. 
Развивается миопия обычно в школьные годы и связана, как правило, с продолжительным чтением или письмом, особенно при недостаточном освещении и неправильном расположении источника света. Установлено, что в младших классах близоруких немного, но их становится больше в средних и старших классах. Чаще всего дефект зрения развивается к 16—18 годам. Близорукость почти никогда не проявляется у людей, ведущих образ жизни, требующий наблюдения отдалённых предметов (моряки). 
Оптическая сила линз при близорукости отрицательна. Очки выписывают, например, – 0,25 дптр. Близорукость и дальнозоркость происходит из-за не расслабленных глазных мышц. При близорукости мышцы напряжены так, что глаз принимает вытянутую овальную форму, и человек не видит или плохо видит вдаль. При дальнозоркости всё наоборот: мышцы глаза сжались так, что глаз принял форму овала по вертикали, и фокус находится за сетчаткой глаза, вследствие человек не видит вблизи.

Д альнозоркость

Опр. Недостаток зрения, при котором фокус хрусталика располагается за сетчаткой, называется  дальнозоркостью.

Изображение предметов на сетчатке в этом случае снова получается расплывчатым. Расстояние от глаз до книги, при котором человек наилучшим образом воспринимает текст, составляет свыше 25 см.

Дальнозоркость – это недостаток зрения, при котором параллельные лучи после преломления сходятся в фокусе позади сетчатки. Человек хорошо видит далеко отстоящие предметы и плохо – расположенные вблизи. При дальнозоркости очки подбираются с собирающими (выпуклыми) линзами, оптическая сила их положительна. Поэтому выписывание очков, оптическая сила которых равна, например, + 3 дптр, означает, что пациент дальнозорок. Этим дефектом страдает большинство новорожденных, однако по мере роста ребенка глазное яблоко несколько увеличивается, и этот недостаток зрения исчезает. Видимость предметов меняется с возрастом человека: 10-летний ребёнок видит хорошо предмет не ближе 7 см, в 45 лет — 33 см, а в 70 лет необходимы очки для рассматривания близких предметов. В пожилом возрасте у людей может развиться так называемая старческая дальнозоркость. Мышцы, сжимающие хрусталик, с возрастом ослабевают, и способность аккомодации уменьшается. Этому же способствует и уплотнение хрусталика, постепенно теряющего способность сжиматься. Ношение очков предупреждает ухудшение зрения в любом возрасте, если очки подобраны правильно.

Для коррекции зрения применяются очки, в которых используются разные типы линз. Очки - самый распространенный из физических приборов, который служит для улучшения зрения. Подбор очков индивидуален для каждого человека, поэтому их необходимо подбирать совместно с врачом.

Знаете ли вы?

Человек моргает один-два раза каждые 10 секунд. Каждое моргание длит­ся треть секунды. Это значит, что за 12-часовой день вы тратите на моргание 25 минут. Новорожденные младенцы вообще не моргают и начинают это де­лать примерно с 6 месяцев.

Мы плачем от огорчения, но никто толком не знает почему. Во время пла­ча приходится часто сморкаться, потому что избыток слез стекает в полость носа через крошечные отверстия внутри век.

Морковь в рационе действительно помогает лучше видеть в темноте. Дело в том, что витамин А, которым богата морковь, помогает эффективнее работать палочкам сетчатки. При глазных болезнях полезно также есть капу­сту и другие зеленые листовые овощи.

Человеческий глаз различает до 10 миллионов цветовых оттенков! Однако люди, в отличие от насекомых, не видят ультрафиолетового излучения.

Повторение изученного материала

1. Как устроен глаз человека? Какие его части образуют оптическую систему?

2. Охарактеризуйте изображение, возникающее на сетчатке глаза.

3. Как передается изображение в мозг?

4. Чему равно расстояние наилучшего зрения?

5. Какое преимущество дает зрение двумя глазами?

6. Почему Человек-Невидимка должен быть слепым?

7. Что такое близорукость? Дальнозоркость?

8. С помощью каких линз исправляют близорукость? Дальнозоркость.

Домашнее задание: Задачи Л-1615, Л-1619, Л-1634, Л-1637.

Лабораторная работа «Особенности зрения человека»

Цель работы: выявить особенности зрения человека.

Оборудование: Плоское зеркало, линейка, бумажная трубка длиной 20 см.

Указания к работе

1. Повернитесь лицом к свету и посмотрите в зеркало на свой зрачок.

2. Отвернитесь от света и опять посмотрите на свой зрачок в зеркале. Что вы наблюдали? Объясните наблюдаемое явление.

3. Закройте глаз на несколько секунд. Затем повернитесь лицом к свету и откройте глаза, глядя в зеркало. Что происходит со зрачком? Почему?

4. Держите линейку перед глазами на расстоянии около 30 см. Смотрите мимо линейки на противоположную стену. Хорошо ли видны цифры на шкале линейки? Далее посмотрите на линейку. Как теперь видны циф­ры? А хорошо ли видна противоположная стена?

5. Выберите на противоположной стене какую-нибудь отметку. Не двигая головой, выполните следующие задания:

а) Найдите отметку правым глазом (левый глаз закрыт). Заметьте, какую часть стены вы видите. Это - поле зрения правого глаза.

б) Определите поле зрения левого глаза. Совпадают ли поля зрения правого и левого глаз?

в) Посмотрите на отметку двумя глазами. Насколько увеличилась видимая область?

1. Сделайте бумажную трубку длиной около 20 см. Посмотрите на выб­ранную отметку через трубку. Как изменилось поле зрения?

2. Держа в вытянутой руке колпачок от ручки, закройте один глаз и попро­буйте попасть ручкой в колпачок. Легко ли это сделать? Попробуйте выполнить тот же опыт с обоими открытыми глазами. Удалось ли вам это сделать?

3. Сделайте вывод о значении зрения двумя глазами.