Близорукость с точки зрения физики
У человека с хорошим, нормальным зрением глаз в ненапряженном состоянии собирает параллельные лучи в точке, лежащей на сетчатке глаза (рис. 98, а). Иначе обстоит дело у людей, страдающих близорукостью и дальнозоркостью.
Близорукость — это недостаток зрения, при котором параллельные лучи после преломления в глазу собираются не на сетчатке, а ближе к хрусталику (рис. 98, б). Изображения удаленных предметов поэтому оказываются на сетчатке нечеткими, расплывчатыми. Чтобы на сетчатке 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.
Близорукость может быть обусловлена двумя причинами: 1) избыточной оптической силой глаза; 2) удлинением глаза вдоль его оптической оси. Развивается она обычно в школьные годы и связана, как правило, с продолжительным чтением или письмом, особенно при недостаточном освещении и неправильном расположении источника света.
Дальнозоркость — это недостаток зрения, при котором параллельные лучи после преломления в глазу сходятся под таким углом, что фокус оказывается расположенным не на сетчатке, а за ней (рис. 98, в). Изображения удаленных предметов на сетчатке при этом снова оказываются нечеткими, расплывчатыми.
Поскольку дальнозоркий глаз не способен сфокусировать на сетчатке даже параллельные лучи, то еще хуже он собирает расходящиеся лучи, идущие от близкорасположенных предметов. Поэтому дальнозоркие люди плохо видят и вдали, и вблизи.
Расстояние наилучшего зрения для дальнозоркого глаза больше 25 см. Люди с подобным недостатком зрения при чтении текста располагают его дальше от своих глаз. Этим и объясняется название «дальнозоркость».
Дальнозоркость может быть обусловлена либо понижением оптической силы глаза, либо уменьшением длины глаза вдоль его оптической оси.
Дальнозоркостью страдает большинство новорожденных, однако по мере роста ребенка глазное яблоко несколько увеличивается, и этот недостаток зрения исчезает. В пожилом возрасте у людей может развиться так называемая старческая дальнозоркость. Объясняется это тем, что мышцы, сжимающие хрусталик, с возрастом ослабевают, и способность аккомодации уменьшается. Этому же содействует и уплотнение хрусталика, постепенно теряющего способность сжиматься.
Близорукость и дальнозоркость исправляют (компенсируют) применением линз.
Первые очки появились в конце XIII в. Их изобретение стало великим благом для людей с недостатками зрения.
Какие же линзы следует применять в очках для исправления близорукости и дальнозоркости?
При близорукости изображение удаленного предмета получается внутри глаза перед сетчаткой. Чтобы оно отодвинулось от хрусталика и переместилось на сетчатку, следует применять очки с рассеивающими (вогнутыми) линзами (рис. 99, а). Такие линзы имеют отрицательную оптическую силу. Поэтому если врач-окулист выписывает пациенту очки, оптическая сила которых равна, например, –2 дптр, то это означает, что тот близорук.
При дальнозоркости все обстоит иначе. Теперь изображение оказывается за сетчаткой, и для его перемещения на нее применяют очки с собирающими (выпуклыми) линзами (рис. 99, б). Оптическая сила таких линз положительна. Поэтому выписывание очков, оптическая сила которых равна, например, +3 дптр, означает, что пациент дальнозорок.
??? 1. Что такое близорукость? Какими причинами она обусловлена? С помощью каких линз исправляют близорукость? 2. Что такое дальнозоркость? Какими причинами она обусловлена? С помощью каких линз исправляют дальнозоркость? 3. В магазине в отделе «Оптика» имеются в продаже очки: +2 дптр, –0,25 дптр, –4 дптр, +1,5 дптр. Какие недостатки зрения исправляют эти очки? 4. Как изменяется расстояние наилучшего зрения у близоруких и дальнозорких людей?
Источник
Благодаря способности хрусталика изменять кривизну своей поверхности, изображение рассматриваемого предмета попадает точно на сетчатку глаза, если глаз здоровый.
Очевидно, что чем дальше находится предмет от глаза, тем меньше его изображение, попадающее на сетчатку. Когда необходимо рассмотреть предмет лучше, мы подносим его ближе к глазам. Но если поднести предмет слишком близко, то точного изображения предмета не получится. Обычно это происходит, если предмет помещён на расстояние меньше (20) см от глаза.
Наименьшее расстояние, на котором глаз человека может ясно видеть предметы без напряжения, называется расстоянием наилучшего зрения.
Для людей с хорошим зрением это расстояние равно (25) см. Это расстояние от книги до глаза при чтении.
Самое близкое и самое дальнее расстояние, на котором глаз может рассмотреть предмет, называется дальнейшей и ближайшей точкой ясного зрения.
Дальнейшая точка ясного видения — это максимальное расстояние, на котором глаз чётко видит предмет.
Для нормального глаза это расстояние составляет (5) метров.
Ближайшая точка ясного видения — это минимальное расстояние для глаза, на котором предмет рассматривается отчётливо.
Здоровый глаз способен рассматривать предмет на расстоянии (10) см.
Рассмотрим с вами самые распространённые дефекты зрения.
Близорукость, или миопия, возникает, если изображение предмета, находящегося на расстоянии (5) метров от глаза, формируется не на сетчатке глаза, а перед ней. Это возникает, если преломляющая способность глаза слишком велика для длины глаза, или наоборот, длина глаза слишком мала для преломляющей способности оптического аппарата глаза. Аккомодация в этом случае не помогает, так как она может только увеличить оптическую силу глаза, а не уменьшить. При близорукости дальнейшая точка ясного видения предмета находится ближе (5) метров, а ближайшая точка ясного виденья меньше (10) см.
Близорукость может возникать из-за увеличенной преломляющей способности хрусталика.
Пациенты с близорукостью жалуются на ослабление зрения вдаль, которое постепенно увеличивается. Часто такие пациенты прищуриваются, так как при этом площадь зрачка уменьшается, уменьшая рассеивание лучей света, и зрение несколько улучшается.
При дальнозоркости, или гиперметропии, изображение предмета формируется позади сетчатки.
При гиперметропии уменьшена длина глазного яблока, обычно более узкий зрачок. Пациент с дальнозоркостью видит нечётко предметы на любых расстояниях, причем при приближении предмета к глазу, зрение ухудшается. Термин «дальнозоркость» объясняется тем, что вдали такой пациент видит всё-таки лучше, чем вблизи.
Часто дальнозоркость связана с возрастными изменениями. Со временем хрусталик становится менее эластичным и выпуклым, становится тоньше, уменьшается его аккомодация.
Обычно поверхность роговой оболочки и поверхность хрусталика являются частями почти идеальной сферы. Если кривизна одной или обеих этих поверхностей оказывается искажённой, то для различных сечений глаза фокусные расстояния оказываются неодинаковыми. При этом изображение получается нечётким. Этот дефект называется астигматизмом.
Коррекция зрения возможна с помощью очков и линз. Линзы имеют ряд преимуществ перед очками. Они не ограничивают поле зрения, обеспечивая хороший обзор при повороте глаза, незаметны для окружающих. Однако при их ношении может развиваться индивидуальная непереносимость. При нарушении правил использования контактных линз могут возникнуть воспалительные заболеваний слизистой оболочки глаз.
Подбор линз производится отдельно для каждого глаза, так как дефекты зрения могут быть выражены в разной степени для левого и правого глаза. При этом для коррекции близорукости используются рассеивающие линзы, а для компенсации дальнозоркости — собирающие.
Источник
- 14 Октября, 2018
- Офтальмология
- Василий Шушаков
В настоящее время у немногих людей имеется 100% зрение, что обусловлено развитием многочисленных гаджетов. Около них они проводят большое количество времени, в особенности, молодежь. Теперь даже маленьких детей можно встретить на улице в очках. В то же время нельзя полностью исключать и наследственный фактор. Однако тот факт, что все больше людей носит очки, линзы, а также делает различные операции по коррекции зрения, не может не волновать. Не менее интересным будет вопрос – какова физика дальнозоркости и близорукости?
Дальнозоркость
На медицинском языке такое заболевание органов зрения именуется гиперметропией. В этом случае человек лучше видит отдаленные предметы, а вот близкое окружение кажется ему размытым.
Но если уровень дальнозоркости высокий, то и дальние предметы тоже будут выглядеть размыто.
Причины болезни и степени тяжести
При нормальном зрении лучи света фокусируются в определенной зоне сетчатки, но при данной патологии это происходит за ее пределами. Причинами такого явления могут быть:
- Укороченная форма глазного яблока.
- Роговица либо хрусталик слабо преломляют поток лучей.
Что касается степени дальнозоркости, то она может быть:
- слабой (менее +2,4 D);
- средней (от +2,4 до +4 D);
- высокой (более +4 D).
Что такое близорукость и дальнозоркость простыми словами уже было рассмотрено, теперь стоит поближе узнать о ее степени. Острота зрения при слабой гиперметропии остается почти без изменений и проявляется лишь головной болью при долгой работе с близкими предметами. Поэтому для чтения желательно пользоваться специальными очками.
Средняя степень уже начинает себя проявлять: видимость дальнего окружения отличная, но в ходе работы вблизи в скором времени возникает чувство дискомфорта.
При высокой степени патологии очень трудно разглядеть как близкие, так и дальние предметы.
Близорукость
Данная патология тоже имеет свое название среде медицинских специалистов – миопия. Причем это довольно распространенное заболевание, которое поражает многих людей по всему миру. В этом случае человек не может рассмотреть предметы, расположенные вдали от него. В то же время все ближайшее окружение можно хорошо разглядеть, вплоть до мелких деталей.
Что касается физики дальнозоркости и близорукости, то в последнем случае она немного иная. При миопии фокусировка лучей производится не на сетчатке, а перед ней. Поэтому дальние предметы кажутся размытыми.
Причины миопии
Факторы, которые провоцируют развитие близорукости, следующие:
- глазное яблоко удлиненной формы;
- сильная степень преломления светового потока хрусталиком либо роговицей;
- слабость аккомодационной мышцы (именно она ответственна за удержание хрусталика);
- долгая работа вблизи (продолжительное нахождение перед компьютером либо другим устройством, чтение при слабом источнике освещения или в транспорте).
Угроза от близорукости состоит в том, что органы зрения постоянно испытывают напряжение, из-за чего часто появляются головные боли. А в темное время суток труднее ориентироваться на улице либо управлять транспортным средством. Но самая серьезная угроза – это отслоение сетчатки.
Разновидности близорукости
Как и при дальнозоркости глаз, у близорукости тоже может быть несколько разновидностей:
- врожденная;
- наследственная;
- нарастающая.
Врожденная близорукость – явление довольно редкое, которое встречается примерно у 3 % новорожденных. У таких младенцев еще в утробе матери глазное яблоко приобретает удлиненную форму. В остальных случаях заболевание начинает развиваться у школьников.
Что касается наследственной формы, то здесь все связано с пороком в синтезе белка коллагена (передается по наследству), необходимого для формирования склеры. При этом если у одного из родителей близорукость, то риск развития миопии у ребенка составляет 45%. Если заболеванию подвержены оба родителя, то риск уже выше – 83%.
Нарастающей близорукостью страдают в основном дети школьного возраста, а у них нагрузка на глаза очень большая. При этом зрение ухудшается в среднем на 1 диоптрию в год. Такое состояние требует постоянного наблюдения со стороны специалиста.
Степени миопии
В отношении зрения и глаз, близорукость и дальнозоркость имеют некоторые сходства. Так у миопии тоже различают несколько степеней:
- слабая – менее -3,5 D;
- средняя – от -3,5 до -6,5 D;
- сильная – более -6,5 D.
Помимо этого, миопия может быть истиной, что обусловлено особенностями строения глаза. Также существует и ложная миопия, которая связана со спазмом аккомодации. В этом случае изменений анатомического строения не наблюдается.
Сложные случаи
О том, что такое дальнозоркость или гиперметропия мы имеем представление, с близорукостью (миопией) тоже ознакомились. Но может ли у человека возникнуть близорукость и дальнозоркость одновременно? Что характерно, в офтальмологической практике были и такие сложные случаи. И причина такого состояния кроется в неравномерном напряжении глазных мышц.
Но помимо этого, причинами могут быть и другие факторы:
- Неровная поверхность роговицы.
- Смешанная форма астигматизма либо возрастная дальнозоркость (пресбиопия).
- Нарушение работы центральной нервной системы.
- Проблемы в работе головного мозга.
При обнаружении каких-либо проблем со зрением, необходимо посетить офтальмолога и получить консультацию по поводу своего состояния и дальнейших действий.
Способы исправления дефекта
После того как диагноз будет окончательно установлен, врач определяется с видом корректирующей терапии. С точки зрения физики, очки от близорукости и дальнозоркости отличаются высокой эффективностью. Собственно за счет этого многие люди, у которых проблемы со зрением, предпочитают именно эти оптические инструменты. При этом «отрицательные» стекла показаны пациентам с миопией. Для исправления гиперметропии необходимы очки с собирающими линзами (знак плюс).
Однако лечение близорукости или дальнозоркости проводится не только с помощью применения оптических инструментов. Стабилизировать зрение можно и прочими методами.
Использование медикаментов
В частности, не меньшей эффективностью отличаются медицинские препараты, рассчитанные для глаз. Они способствуют укреплению и расслаблению мышечной структуры органов зрения. Также они позволяют стимулировать кровообращение, процессы обмена, происходящие в сетчатке и глазном яблоке.
Высокой эффективностью отличаются таблетки «Трентал» и никотиновая кислота. Но кроме этого, для лечения патологии используют капли «Мезатон», «Тауфон», «Квинакс», «Вита-Йодурол», а также витаминные комплексы.
Физиотерапия
Как мы теперь знаем, главное отличие дальнозоркости и близорукости – плюс, минус перед значением диоптрий в корректирующих линзах. Но устранить подобный дефект можно и при помощи физиотерапевтических процедур, которые тоже приносят существенную пользу. И это не только комплекс специальных упражнений для органов зрения. Причем эффективность такой гимнастики зависит от ее регулярности – ее необходимо делать ежедневно, по несколько раз.
Также сюда могут входить магнитная и лазерная стимуляция, электропунктура и электростимуляция. А если заболевание принимает прогрессирующие формы, то поможет процедура склеропластики.
Восстановительную терапию следует проводить, по рекомендациям офтальмологов, раз в четыре месяца. В группе риска находятся люди с наследственной предрасположенностью к дефектам зрения. Также об этом стоит задуматься и тем, кто вынужден большую часть времени проводить за компьютером.
Хирургия против дальнозоркости
Самые популярные разновидности хирургического лечения при дальнозоркости:
- Термокератопластика.
- Замена хрусталика.
- Лансектомия.
Термокератопластика представляет собой довольно старый способ коррекции физики дальнозоркости. К тому же он обладает некоторыми особенностями, из-за чего может подойти не всем пациентам. Глазная роговица подвергается воздействию нагретой микроскопической иглы. Это вызывает повреждение верхнего слоя, зато в период регенерации роговица начинает стягиваться. Благодаря этому происходит искусственное изменение преломления светового потока. Однако регенерация роговицы проходит очень долго, а пациенты испытывает существенный дискомфорт.
Замена хрусталика делается только пациентам старше 40 лет, когда снижение остроты зрения обусловлено возрастными изменениями. На роговице делается небольшой надрез, после этого изношенный хрусталик разрушается под воздействием ультразвука и вместо него помещается новая линза. Сама операция занимает не боле 15-20 минут, чего нельзя сказать о реабилитационном периоде, который довольно продолжителен. Причем пациентам придется привыкать к новому фокусу в глазах.
Лансектомия – это новая корректирующая методика, которую рекомендуется проводить пациентам с высокой степенью гиперметропии. Сама процедура напоминает процесс замены хрусталика. Вместо хрусталика ставится интраокулярная линза с заранее подобранными параметрами в зависимости от индивидуальных особенностей человека.
Оперативное вмешательство при близорукости
Поскольку сама физика дальнозоркости и близорукости различна, то и применяемые методики хирургического воздействия тоже будут отличаться.
- Кератотомия – такая операция может быть показана пациентам со слабым отклонением в сторону близорукости (от -0,5 до -6 дптр.). Для исправления сложной патологии используются разные способы кератотомии. В то же время многие специалисты рекомендует воздержаться от подобного оперативного вмешательства, если показатели зрения менее -1,5 дптр. В противном случае в послеоперационный период невозможно избежать развития дальнозоркости.
- Кератомилез – показанием для проведения данной процедуры является миопия менее -6 дптр.
- Экстримлазерная коррекция – по сути, это та же операции кератотомии, но она выделена отдельно. Ее главное отличие – использование лазера для испарения тканей роговицы вместо хирургического ножа. Такой процедурой можно корректировать миопию до -6 дптр.
- Удаление прозрачного хрусталика. Выполнение данной процедуры связано с высокими рисками развития послеоперационных осложнений. Тем не менее с ее помощью можно исправить близорукость до -20 дптр.
Все операции по коррекции неправильной физики дальнозоркости и близорукости отличаются тем, что, по сути, представляют собой косметические изменения.
То есть процедуры не имеют строгих медицинских противопоказаний. Единственные ограничения – это возможности пациента и его желание.
Источник
Учитель физики МОБУ «Академическая СОШ»
Белова Татьяна Анатольевна
Тема урока: Глаз и зрение. Близорукость и дальнозоркость.
Цель урока:
Способствовать восприятию и усвоению учебного материала по теме «Глаз и зрение. Близорукость и дальнозоркость»; научить применять полученные знания для объяснения явлений окружающего мира, решения физических задач.
Задачи:
— обучающие: дать представление о глазе, как об оптической системе
— развивающие: формирование навыков исследовательской деятельности, формирование информационной компетентности учащихся, повышение коммуникативной культуры,расширение кругозора, повышение эрудиции, развитие интереса к физике;
— воспитательные: воспитание внимательного, доброжелательного отношения к ответам одноклассников, воспитание умения общаться друг с другом, умения излагать и отстаивать свою точку зрения, вовлечение каждого ученика в активный познавательный процесс.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Формы работы учащихся: фронтальная, групповая, индивидуальная.
Необходимое техническое оборудование: компьютер, видеопроектор, интерактивная доска.
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НА ДАННОМ УРОКЕ ЭОР
Ход урока:
IОрганизационный момент. Актуализация знаний.
II Повторение. Проверка знаний.
— Кто и когда получил первую фотографию? Опишите принцип действия фотоаппарата?
— Охарактеризуйте изображение, даваемое объективом фотоаппарата.
IIIИзучение нового материала.
1. Постановка целей и задач урока.
— Как устроен глаз человека? Какие его части образуют оптическую систему? Каким является изображение, получаемое на сетчатке глаза.
— Какие преимущества дает зрение двумя глазами.
— Что такое аккомодация, поле зрения.
— Недостатки зрения и их исправление.
2. Получение новых знаний.
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.
ЦОР «Световые явления. Глаз как оптическая система».
Строение глаза. Слайд 2.
Изображение предмета на сетчатке. Слайд 3.
Аккомодация. Расстояние наилучшего зрения. Слайд 4.
Кратковременная лабораторная работа «Особенности зрения человека».
1. Повернитесь лицом к свету и посмотрите на зрачки друг друга. Отвернитесь от света и опять посмотрите на зрачки. Что вы наблюдали? Объясните наблюдаемое явление.
Расширяясь или сужаясь, зрачок регулирует количество проникающего в глаз света.
2. Держите книгу перед глазами на расстоянии около 30 см. смотрите мимо книги на противоположную стену. Хорошо ли видны буквы? Далее посмотрите на книгу. Как теперь видны буквы? Хорошо ли видна противоположная стена? Какой можно сделать вывод?
Глаз не может одновременно хорошо различать предметы, находящиеся на различных расстояниях.
3. Выберите на стене какую-либо 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? Какой можно сделать вывод?
Благодаря наличию двух глаз увеличивается поле зрения.
4. 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 двумя открытыми глазами, Сделайте вывод о значении зрения двумя глазами.
Благодаря наличию двух глаз мы можем различать, какой из предметов находится ближе, какой дальше от нас. Дело в том, что на сетчатке правого и левого глаза получаются отличающиеся друг от друга изображения (соответствующие взгляду на предмет как бы справа и слева). Чем ближе предмет, тем заметнее это различие. Оно и создает впечатление разницы в расстоянии. Эта же способность зрения позволяет видеть предмет объемным.
Слайд 5.
Недостатки зрения. Слайд 7.
ЦОР «Исправление близорукости и дальнозоркости».
Гимнастика для глаз.
1. Горизонтальные движения глаз: вправо-влево.
2. Движение глазными яблоками вертикально вверх-вниз.
3. Интенсивные сжимания и разжимания век в быстром темпе.
4. Работа глаз «на расстояние». Подойдите к окну, посмотрите на близкую деталь на стекле (царапину, наклеенный маленький кружок из бумаги), затем направьте взгляд вдаль, стараясь увидеть максимально удаленные предметы.
Презентация «Оптические иллюзии».
Человеческий мозг не всегда способен справиться с анализом изображения, получающегося на сетчатке глаза. В таких случаях возникают иллюзии зрения.
Некоторые зрительные иллюзии связаны с особенностями строения глаза.
1. Так, отрезки и фигуры, которые проецируются на центральную часть сетчатки, воспринимаются как более крупные по сравнению с предметами, которые проецируются на ее периферическую часть. Это связано с тем, что в центральной части глаза гораздо выше плотность фоторецепторов.
2. Вертикальные отрезки кажутся больше горизонтальных отрезков такой же длины. Это объясняется анизотропией сетчатки (неодинаковой вытянутостью рецепторных клеток в вертикальном и горизонтальном направлениях). (Слайд 3)
Другие иллюзии обусловлены рассеянием света на оптических средах. (Слайд 4)
Какой квадрат больше? Белый квадрат на черном фоне кажется больше, чем равный ему по величине черный квадрат на белом фоне. Это объясняется тем, что рассеянный свет от белого фона попадает на края черного квадрата и засвечивает их, уменьшая воспринимаемую глазом величину квадрата.
Иллюзии, вызванные психологическими причинами. (Слайд 5)
Картина с перспективой (сходящиеся линии, более мелкие предметы на заднем плане). Наложим на эту картину две фигурки одинакового размера: одну — там, где линии расположены далеко друг от друга, а другую — там, где они сближены. Кажется, что «дальняя» фигурка больше. Это так называемая иллюзия перспективы. Обычно если из двух равных фигур одна расположена дальше, то ее изображение на сетчатке имеет меньшие размеры. Если изображения «дальней» и «близкой» фигурок одинаковы, мозг решает, что «дальняя» фигурка больше «близкой».
Другие иллюзии (слайды 6-15)
IVОбобщение и закрепление нового материала.
Решение задач: № 149, 150.
ТЕСТ:
- Какая часть глазного яблока является двояковыпуклой линзой?
а) хрусталик; б) роговица - На какой части глазного яблока образуется изображение предмета?
а) на сетчатке; б) на роговице - Способность глаза приспосабливаться к видению, как на близком, так и так и на более далёком расстоянии:
а) адаптацией; б) аккомодацией; в) иллюзией зрения - При близорукости применяют очки
а) с рассеивающими линзами; б) с собирающими линзами - При дальнозоркости применяют очки
а) с рассеивающими линзами; б) с собирающими линзами.
Это интересно
— У рыб хрусталик круглый и плотный и может подстраивать фокус, только двигаясь относительно сетчатки. Глаз рыбы настроен на резкое видение близких предметов и аккомодирует на далекие, отдаляя хрусталик от сетчатки.
— Человеческий глаз может различать до 10 миллионов цветовых оттенков.
— Цветовое зрение по-разному выражено у представителей разных рас. Более половины европеоидов, например, обладают повышенной чувствительностью к красному и различают больше его оттенков.
— Новорожденные лучше всего различают зеленые и желтые предметы.
VД/з §37, 38, № 1619, 1637.
Источник
