ПОНЯТИЕ O РЕФРАКЦИИ. ОПТИЧЕСКИЕ СТЕКЛА

Глаз можно представить себе сложным оптическим аппаратом с функцией собирающего лучи выпуклого стекла. Учитывая, что, проходя через призму, луч света отклоняется к ее основанию (рис.

Рис. 28. Преломление световых лучей.

/ — преломление светового луча, проходящего через призму; 2 — преломление световых лучей, проходящих через двояковыпуклое (собирающее) стекло; F — фокус; З — преломление световых лучей, проходящих через двояковогнутое (рассеивающее) стекло; F — мнимый

фокус.

ниями; пройдя через такое стекло, параллельные лучи света отклоняются к основанию этих призм и становятся сходящимися (рис. 28, 2). Такая линза обозначается знаком (+).

Вогнутое (рассеивающее) стекло (сопсаѵ) действует, как две призмы, сложенные своими вершинами. Поэтому параллельные лучи после преломления в этом стекле примут расходящееся направление, фокус (мнимый) окажется по ту же сторону линз^і, откуда падают лучи (рис. 28, 3). Такое стекло обозначается знаком (-)■

Оптические стекла обладают различной преломляющей силой, измеряемой в диоптриях и зависящей от кривизны их поверхностей. Диоптрия (D) — это преломляющая сила стекла с фокусным расстоянием 1 м. Сила стекла обратно пропорциональна фокусному расстоянию. Другими словами, чем короче фокусное расстояние, тем сильнее стекло и, наоборот, чем длиннее фокусное расстояние, тем стекло слабее. Например, стекло в 5,0 D будет иметь фокусное расстояние, равное 100 см:5 = 20 см; или стекло с фокусным расстоянием в 10 см будет обладать силой в 10,0 D (100: 10=10).

Нормальное, ясное зрение зависит от прозрачности преломляющих сред глаза и нормальной функции зрительного аппарата — условий, обеспечивающих получение четкого изображения предмета в области желтого пятна.

Глаз, в котором имеется соответствие между силой его оптической системы и длинои оси, носит название соразмерного глаза; в нем параллельные лучи фокусируются на сетчатке. Такой глаз обладает соразмерной рефракцией — эмметропией. Глаза, в которых соразмерности нет, называются несоразмерными — аметропиче- скими, они либо близоруки, либо дальнозорки (миопия или гиперметропия); это аномалии рефракции. Близорукий глаз может иметь более длинную передне-заднюю ось, поэтому параллельные лучи света после преломления в роговице и хрусталике соединяются в фокус впереди сетчатки. Дальнозоркий глаз может быть более коротким и фокус параллельных лучей в нем возникает

Рис. 29. Положение фокуса параллельных лучей в глазу при различных видах рефракции.

Е — эмметропия; Н — дальнозоркость; М — близорукость; F — фокус

лучей.

«позади» сетчатки. Различия в размерах глаз в зависимости от видов рефракции схематически представлены на рис.

Так как в близоруком глазу фокус параллельных лучей находится впереди сетчатки, ясное зрение вдаль невозможно. B то же время при такой рефракции хорошо видны близкие объекты, так как от них идут расходящиеся лучи, соединяющиеся в фокусе на сетчатке близорукого глаза, как это представлено на рис. 28.

Рис. 30. Размеры глаз при различных видах рефракции.

1 — эмметропия; 2 ~ гиперметропия; 3 — миопия.

B дальнозорком глазу фокус параллельных и расходящихся лучей не находится на сетчатке, а собирается за сетчаткой, он приспособлен к восприятию сходящихся лучей (см. рис. 29), которых нет в природе, поэтому при дальнозоркости можно ясно видеть вдаль и вблизи только в условиях напряжения аккомодации или с помощью оптических стекол.

Есть и такие глаза, в разных меридианах преломляющих сред которых лучи преломляются по-разному. Такая рефракция носит название астигматизма и обусловлена она комбинацией в одном глазу разных видов рефракции или разных степеней одной и той же аномалии. B этих глазах лучи света фокусируются на сетчатке не в виде точки, а в виде линии, вследствие чего четкое восприятие предметов, а следовательно, и хорошее зрение без корригирующих стекол невозможно. Астигматизм бывает трех видов: простой, когда в одном меридиане роговицы эмметропия, а в другом — миопия или гиперметропия, сложный, когда в обоих меридианах либо гиперметропия, либо миопия, но разной силы, и смешанный— комбинация миопии и гиперметропии.

АККОМОДАЦИЯ л

Еслл бы рефракция не могла изменяться, то при эм- метропии были бы видны лишь далекие предметы, а чтение было бы невозможно, близорукий видел бы только на том расстоянии, которое соответствует его рефракции, например при близорукости 5,0 D — на расстоянии 20 см; при близорукости 10,0 D — на расстоянии 10 см и т.

Механизм аккомодации заключается в том, что под влиянием нервных импульсов, возникающих в глазу в соответствии с расстоянием до рассматриваемого объекта, происходит сокращение цилиарной мышцы и расслабление волокон цинновой связки, прикрепляющихся к капсуле хрусталика. Вследствие этого наступает pac- слаблениекапсулы и хрусталикблагодарясвоейэластич- ности становится более выпуклым (рис. 31). При этом увеличивается его преломляющая сила и, следовательно, преломляющая способность всего глаза. Чем ближе рассматриваемый предмет, тем больше глаз должен аккомодировать. Если человек, закрыв один глаз, другим будет читать соответствующий остроте его зрения мелкий шрифт для близи[1] и постепенно приближать его к глазу, то наступит момент, когда буквы начнут сливаться, и при дальнейшем их приближении чтение окажется невозможным. To наименьшее расстояние, на котором при максимальном напряжении аккомодации еще возможно чтение одним глазом соответственно мелкого шрифта определяет б л и ж а й ш у ю т о ч к у я с н о г о з p e- ния (PP — Punctum proximum). Чем дальше от глаза находится предмет, тем меньше потребность в аккомодации; наконец, на определенном расстоянии, зависящем от вида рефракции, аккомодация будет находиться в покое. Наибольшее расстояние, на котором глаз видит, называется д а л ь н e й ш e й т о ч к о й я с н о г о з p e- ния (PR — Punctum remotum). Ee положение зависит от вида рефракции. При эмметропии эта точка находит-

Рис.

J — хрусталик в состоянии покоя аккомодации; 2 — хрусталик при напряжении аккомодации.

ся в бесконечности, так как эмметропический глаз фокусирует на сетчатке параллельные лучи, идущие из бесконечности (учитывая малую ширину зрачка, можно считать параллельными лучи света, поступающие в глаз с расстояния 5 м). При близорукости дальнейшая точка ясного зрения находится на конечном от глаза расстоянии; оно зависит от степени близорукости. При дальнозоркости эта точка находится в воображаемом отрицательном пространстве («за глазом»), ибо, как описано выше, дальнозоркий глаз приспособлен к преломлению несуществующих в природе сходящихся лучей.

Зная степень близорукости или дальнозоркости, легко определить положение дальнейшей точки ясного зрения на основании диоптрийного исчисления. Для этого нужно 100 см разделить на цифру, обозначающую степень близорукости или дальнозоркости. Например, при близорукости 4,0 D она будет находиться на расстоянии

100 / \ ПГ

~4~ (cM)=25cM.

Деятельность аккомодации возможна в пределах от дальнейшей до ближайшей точек ясного зрения, что в линейных величинах определяет длину аккомодации. Сила, или объем, аккомодации определяется тем числом диоптрий, на которые глаз способен усилить свою рефракцию во время аккомодации.

Объем и длина аккомодации зависят от рефракции. Наименьший объем аккомодации наблюдается при близорукости, ибо рефракция такого глаза сильнее остальных, наибольший объем — при дальнозоркости; среднее место занимает эмметропия.

Приведем примеры.

1. У эмметропа ближайшая точка ясного зрения находится на расстоянии 10 см- от глаза. Слетовательно, в этот момент максимального напряжения аккомодации он стал миопом в 10,0 D, т. e. усилил свою рефракцию на 10,0 D, что и составляет объем его аккомодации. При чтении же на близком расстоянии (33 см) эмметропу требуется

аккомодация силой в 3,0D =3,0).

2. При близорукости в 3,0 D и положении ближайшей точки ясного зрения на расстоянии 10 см напряжение аккомодации будет равно не 10,0 D, а лишь 7,0 D, так как при полном ее расслаблении уже была близорукость B.3,0D.

3. При дальнозоркости длп ясного зрения на расстоянии ближайшей точки (10 см) аккомодация должна преодолеть степень самой дальнозоркости (например, в 3,0 D) и, кроме того, усилить рефракцию еще на 10,0 D. Следовательно, в этом случае необходимо напряжение аккомодации силой в 13,0 D. Человеку с такой гиперметропией для чтения на обычном расстоянии в 33 см потребуется напряжение аккомодации силой в 6,0 D.

B приведенных примерах можно вычислить и длину аккомодации. Так, при эмметропии она будет лежать в пределах от бесконечности до 10 см; при близорукости в 3,0 D — от 33 до 10 см и при дальнозоркости в 3,0 D — от 33 см в воображаемом отрицательном пространстве (за бесконечностью) до 10 см перед глазом. Таким образом, наибольшей силой и длиной аккомодации обладает гиперметроп; наименьшей — миоп. Среднее место между ними занимает эмметроп. C возрастом аккомодация ослабевает в связи со склерозированием ядра хрусталика, нарушением его эластичности и способности к увеличению кривизны. Это проявляется отодвиганием от глаза ближайшей точки ясного зрения; практически это выражается в том, что после 40 лет мнф- гие нуждаются в очках для близи, которые должны компенсировать ослабленную аккомодацию. Такое возрастное ослабление аккомодации носит название пресбиопии, или старческого зрения.

Из других изменений аккомодации следует остановиться на ее ослаблении — парезе и параличе, а также на усилении или спазме. Парез или паралич аккомодации проявляется расширением зрачка, ослаблением или отсутствием его реакции на свет и невозможностью чтения. Такое состояние возникает после закапывания атропина, может быть осложнением дифтерии, некоторых травм черепа, в случаях отравления метиловым алкоголем, плазмоцидом, антифризом, пр-и ботулизме. Для спазма аккомодации типично сужение зрачка, при этом чтение возможно на более близком расстоянии из- за приближения ближайшей точки ясного зрения, зрение вдаль снижается и улучшить его можно вогнутыми стеклами (ложная близорукость). Спазм аккомодации возникает в случаях закапывания миотиков, а у некоторых школьников — при напряженной зрительной нагрузке в неблагоприятных санитарно-гигиенических условиях на фоне общих заболеваний и ослабленного состояния организма.