Вади оптичної системи ока та їх компенсація.

Око як оптична система не позбавлене недоліків- реагує тільки на видиме випромінювання, тому сприймає приблизно 90% усієї зорової інформації- схильне до багатьох захворювань; зокрема найбільш поширеними є короткозорість і далекозорість.

Коли людина довго читає, очі втомлюються а під час прогулянки – відпочивають; коли розглядати близькі предмети то потрібно напружувати зір, а коли дивитися вдалину – напруга зникає. Напруга та розслаблення і регуюють акомодацію. Повне розслабнення спричиняє майже плоску форму кришталика і око стає акомодованим на далекі предмети. При напруженні він навпаки стає більш опуклим, і око фокусується на меншу відстань.

Короткозорість — це захворювання, при якому предмети і зображення, розташовані далеко, сприймаються нечітко. Відбувається це внаслідок того, що світлові промені фокусуються не так на сітківці ока, а перед нею. Найчастіше причиною такого порушення є збільшення розміру очного яблука, однак зустрічаються й випадки рефракційної короткозорості — коли рогівка ока має занадто велику заломлюючу силу. Один з найпоширеніших способів корекції короткозорості окуляри і контактні лінзи. Вони допомагають на деякий час компенсувати дефекти зору, але не позбавляють від короткозорості.

Далекозорість (гіперметропія) - це порушення зору, при якому зображення предмета формується не на сітківці (що необхідно для нормального зору), а за нею. При цьому людина погано бачить поблизу й досить добре вдалині. При високому ступені далекозорості віддалені предмети також погано видно. Очне яблуко найчастіше неправильною, стиснутої форми. Заходи профілактики далекозорості багато в чому схожі з заходами профілактики, що застосовуються при короткозорості. Необхідно дотримуватися рухливий спосіб життя, часто перебувати на свіжому повітрі, правильно харчуватися. Харчування має бути збалансованим і насиченим різними вітамінами (А, С, В1, В2, В6, В12) і мікроелементами (Zn, Mn, Cu, Cr та ін.). для дітей можливий підбір окулярів а вже для старших людей – лазерна корекція або збірною лінзою. Однак корекція ускладняється якщо окові властивий астигматизм. Правильний астигматизм зумовлений несферичністю поверхні рогівки і виправляється астигматичною лінзою. У хірургії далекозорості застосовується метод рефракційної заміни кришталика: в цьому випадку проводиться видалення власного кришталика ока і його заміна на інтраокулярної лінзи необхідної оптичної сили. Рефракційна заміна кришталика використовується, в тому числі, і при віковій далекозорості.

91.Біофізичні основи зорової рецепції. На сітківці ока розташовані зорові рецепторні клітини. Шар, у якому наявні світлочутливі елементи, розміщений глибоко в сітківці та відділений від хоріоїдеї тонким пігментним шаром. Кожна паличка і колбочка складається із зовнішнього сегмента, що вміщує ядро і мітохондрії, які забезпечують енергетичні процеси у фоторецепторній клітині. До рецепторних клітин безпосередньо прилягає шар біполярних нейронів, сполучених з гангліозними клітинам, а їхні відростки – волокна зорового нерва. Під дією світла у фоторецепторі виникає збудження, що передається через біполярну та гангілозну клітини на волокна зорового нерва. Зовніші сегменти фоторецепторів мають вигляд стовпчиків з дисків. Кожний диск складається з подвійнох білково-ліпідної мембрани. Міждискові проміжки відповідають цитоплазмі клітини і містять калій у високій концентрації, внутрішньо дискові проміжки багаті на натрій. Отже, зовнішні сегменти фоторецепторів мають структури, які зумовлюють градієнт концентрації К+ та Na+. Цей градієнт підтримується процесами активного транспорту.Під дією світла у фоторецепторах виникають біопотенціали, величина яких залежить від інтенсивності світла. У стані спокою різниця потенціалів приблизно становить 40 мВ, а під час збудження вона сягає 80 мВ. Зростання різниці потенціалів – гіперполяризація – зумовлене зменшенням проникності мембрани для йонів Na. Це зумовлює виникнення імпульсів у нервових волокнах. Сприйняття світла починається з поглинання його молекулами світлочутливих пігментів білків, розміщених у зовнішніх сегментах паличок і колбочок. У паличках наявний зоровий пігмент родопсин, а в колбочках-йодопсин. Сприйняття квантів світла зумовлює розпад родопсину й утворення ретиналю, що спричиняє збудження рецепторної клітини. Далі відбувається підготовка до наступного сприйняття квантів світла.

92.Механізми поглинання світла. Основи характеристики поглинання світла (інтенсивність, показник поглинання, оптична густина середовища, коефіцієнт поглинання… Світлова хвиля, проходячи через речовину, втрачає частину енергії. Ця енергія частково переходить в енергію руху атомів, тобто у внутрішню енергію вторинних хвиль, зумовлених електронами. Внаслідок цього інтенсивність світла, яке проходить через речовину, зменшується-світло поглинається в речовині. Поглинання світла описується законом Бугера-Ламберта, згідно з яким інтенсивність світла в міру проходження через середовище зменшується за експоненціальним законом: І=І0е-kl. Лінійний коефіцієнт поглинання-показник який залежить від природи та стану середовища, а також від довжини хвилі світла. Інтенсивність поглинання світла залежить від концентрації молекул, з якими взаємодіє світло. Показник поглинання за низьких концентрацій прямо пропорційний концентрації речовини в розчині (Закон Бера) k=xc. Поглинанням (або абсорбцією)світла називається втрата енергії світлової хвилі, яка проходить через речовину, внаслідок перетворення енергії хвилі в різні види внутрішньої енергії речовини або в енергію вторинного випромінювання світла іншого напряму і спектрального складу. Поглинання світла може приводити до нагрівання, іонізації або збудження атомів і молекул речовини, до фотохімічних процесів, до деформації та ін. Крім того, поглинання може супроводитися розсіянням і індуктивним випромінюванням (лазерним).Закон зміни інтенсивності при поглинанні можна записати так — закон Бугера (1729 рік –встановив експериментально, теоретично виві та проаналізував Ламберт – 1760 р.), де к- коефіцієнт поглинання залежить лише від довжини хвилі, хімічної природи і стану речовини. Якщо вибрати товщину шару, то. Отже, коефіцієнт поглинання дорівнює оберненій величині товщини шару, на якій інтенсивність світла зменшується в е разів. Коефіціє́ нт поглина́ ння — кількісна характеристика зменшення інтенсивновсті випромінювання при проходженні через середовище. Коефіцієнт поглинання може характеризувати згасання випромінювання будь-якої природи, наприклад, світла чи звуку. Прийняте позначення - α.

Коефіцієнт поглинання не вимірюють безпосередньо, а розраховують, порівнюючи інтенсивності випромінювання, що падає на поверхню зразка, відбивається від неї, й проходить через зразок.

Як показали досліди, при поглинанні світла молекулами газів або молекулами речовини, розчиненої в непоглинаючому розчиннику, коефіцієнт поглинання пропорційний концентрації розчину С: к=к0С, — закон Бера; де к0 – сталий коефіцієнт, що не залежить від концентрації. Фізичній зміст цього закону полягає в тому, що поглинальна здатність молекули не залежить від інших молекул. Це справедливо лише для розчинів малої концентрації і непоглинаючого розчинника Оптична густина оптичного елемента — безрозмірна міра поглинання елемента для даної довжини хвилі λ: [1]

Чим більша оптична густина, тим менше пропускання. Оптична густина також пропорційна коефіцієнту поглинання (α):, де — довжина зразка.