Оптическая система глаза, рефракция

Одной из основных причин нарушения зрения являются аномалии рефракции и аккомодации.

В физике под рефракцией понимают преломляющую силу оптической системы, выраженную в диоптриях. Преломляющая сила стекла с фокусным расстоянием 1 м составляет 1 диоптрию. Диоптрия (D; дптр) - единица измерения преломляющей силы оптической системы. Большинство оптических систем имеет фокусное расстояние меньше 1 м, поэтому для вычисления силы линз за единицу принимают не 1 м, а 100 см. Зная фокусное расстояние линзы (F), нетрудно определить ее рефракцию (D) по формуле: D = 1 м/F М ИЛИ 100 см/F СМ.

Например, линза с фокусным расстоянием 20 см обладает оптической силой 100/20 = 5,0 дптр. И наоборот, зная оптическую силу линзы, можно вычислить ее фокусное расстояние (если оптическая сила линзы составляет 10,0 дптр, то ее фокусное расстояние - 100/10 = 10 см). Эти величины у собирающих линз легко определить опытным путем. Для этого необходимо взять линзу и получить на листке бумаги фокус лучей от какого-либо источника света. Разделив 100 на полученное расстояние в сантиметрах, получаем силу стекла в диоптриях.

Оптическая система глаза сложна и состоит из ряда элементов: роговицы, камерной влаги, передней и задней поверхности хрусталика, стекловидного тела. Для определения фокусного расстояния, преломляющей силы оптической системы глаза необходимо знать оптические постоянные (константы): радиусы кривизны преломляющих поверхностей, показатели преломления сред, расстояние между ними. На основании этих данных рассчитывают положение кардинальных точек, которые и определяют ход лучей в оптической системе, ее фокусное расстояние. Таких точек в сложной оптической системе глаза шесть: две главные, две узловые и две фокусные.

Для упрощения расчетов оптических постоянных некоторые исследователи (Листинг, Дондерс, Гельмгольц, Гульштранд) предложили пользоваться схематическими глазами, которые создавались на основе средних величин констант. Наибольшее распространение получил схематический глаз Гульштранда.

Существуют и более простые схемы оптической системы глаза, в которых имеется только одна преломляющая поверхность - передняя поверхность роговицы и одна гомогенная среда с одним показателем преломления. Упрощенная оптическая система схематических глаз названа редуцированным глазом. Наиболее удачным является редуцированный глаз, разработанный В.К. Вербицким (1928 г.). Его преломляющая сила - 58,82 D, радиус кривизны роговицы - в среднем 7,35 мм, а преломляющая сила - 43,0 дптр. Главная плоскость (плоскость преломления) касается вершины роговицы, длина переднезадней оси - 23,4 мм; показатель преломления внутриглазной среды - 1,4. В редуцированном глазу два главных фокуса (передний и задний); одна главная точка, проецируемая у вершины роговицы; одна узловая точка, расположенная на 7 мм кзади от главной (главные фокусы - точки соединения параллельных лучей, входящих в оптическую систему и выходящих из нее. Передний фокус находится впереди роговицы, задний совпадает с сетчаткой; главная точка - точка пересечения оптической оси с перпендикулярной к ней главной плоскостью, в которой начинается преломление; узловая точка - это оптический центр глаза, где лучи света проходят не преломляясь).

По Е.Ж. Трону и А.И. Дашевскому, физическая рефракция глаза человека у взрослых колеблется в пределах 52,5-71,5 дптр, в среднем равна 60,0 дптр и 77,0-80,0 дптр у новорожденных (по Е.И. Ковалевскому). Основным компонентом преломляющей силы глаза является роговица. Она имеет силу преломления не менее 40,0 дптр. Функцию преломляющей среды роговица выполняет вместе с влагой, передней камеры. Влага передней камеры лучи не преломляет, а служит их проводником. Преломляющая сила хрусталика равна 19,0 дптр. В хрусталике больше преломляет ядро, чем кортикальные слои. Стекловидное тело является, в основном, проводником для лучей. Однако в клинике очень редко приходится иметь дело с абсолютной преломляющей силой глаза. В практической деятельности наибольшее значение имеет второй вид рефракции - клиническая рефракция.

Т. Бирич, Л. Марченко, А. Чекина

«Оптическая система глаза, рефракция» – статья из раздела Офтальмология

Дополнительная информация:

• Клиническая рефракция глаза