Упрощенная оптическая схема глаза

Поток излучения, отраженный от наблюдаемого предмета, проходит через оптическую систему глаза и фокусируется на внутренней поверхности глаза – сетчатой оболочке, образуя на ней обратное и уменьшенное изображение (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое). Оптическую систему глаза составляют роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело (рис.). Особенностью этой системы является то, что последняя среда, проходимая светом непосредственно перед образованием изображения на сетчатке, обладает показателем преломления, отличным от единицы. Вследствие этого фокусные расстояния оптической системы глаза во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри глаза (заднее фокусное расстояние) неодинаковы.

Рис. Оптическая система глаза.

Преломление света в глазе происходит главным образом на его внешней поверхности – роговой оболочке, или роговице, а также на поверхностях хрусталика. Радужная оболочка определяет диаметр зрачка, величина которого может изменяться непроизвольным мышечным усилием от 1 до 8 мм.

Оптическая сила глаза вычисляется как обратное фокусное расстояние:

где – заднее фокусное расстояние глаза, выраженное в метрах.

В глазу человека насчитывается около 130 миллионов палочек и 7 миллионов колбочек, которые представляют собой слой фоторецепторов. Основная масса колбочек сосредоточена в желтом пятне, они обеспечивают дневное зрение, т.е. участвуют в точном восприятии форм предметов. Палочки сосредоточены на периферии сетчатки и отвечают за ночное видение. Палочки содержат родопсин, благодаря которому возбуждаются очень быстро слабым сумеречным светом, но при этом они не воспринимают цвет.

Свет воспринимается лучше всего при действии света на центральную ямку сетчатки, где в основном находятся колбочки. По мере удаления от центра сетчатки восприятие цвета и пространственное разрешение становятся хуже, из-за уменьшения количества колбочек и увеличения палочек.

Фоторецепторная клетка состоит из чувствительного к свету наружного сегмента, внутреннего сегмента, соединяя ножки, ядерной части с крупным ядром и пресинаптического окончания.

Закон Вебера-Фехнера

Этот закон доказывает, что раздражение внешнее по отношению к анализатору существенно отличается по ощущениям от предыдущего, т.е. два источника света, следующие друг за другом, будут отличаться по яркости.

Согласно данному закону сила ощущения раздражения пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя:

Р – сила ощущения раздражения

S – значение интенсивности раздражителя

S0 – нижнее граничное значение интенсивности раздражителя