Понятие об оптической оси глаза

Понятие об оптической оси глаза

Глаз человека представляет собой  сложную оптическую систему, которая  состоит из роговицы, влаги перадней камеры, хрусталика и стекловидного  тела. Преломляющая сила глаза зависит  от величины радиусов кривизны передней поверхности роговицы, передней и задней поверхностей хрусталика, расстояний между ними и показателей преломления роговицы, хрусталика, водянистой влаги и стекловидного тела. Оптическая сила задней поверхности роговицы не учитывается, поскольку показатели преломления ткани роговицы и влаги передней камеры одинаковы.

Приближенно можно сказать, что преломляющие поверхности глаза сферичны и  их оптические оси совпадают, т. е. глаз является центрированной cистемой. В действительности же оптическая система глаза обладает многими погрешностями. Так, роговица сферична только в центральной зоне, показатель преломления наружных слоев хрусталика меньше, чем внутренних, неодинакова степень преломления лучей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Помимо того, оптические характеристики в разных глазах существенно различаются, причем определить их трудно. Вое это осложняет вычисление оптических констант глаза.

Для проведения расчетов, связанных с оптической системой глаза, предложены упрощенные схемы этой системы, основанные на средних -величинах оптических констант, полученных при измерении многих глаз. На рис. 21 показан схематически глаз, предложенный A. Gullstrand (1909). В табл. 7 приведены его основные характеристики.

Как видно  на рисунке, передняя и задняя главные  плоскости пересекают оптическую ось глаза па расстоянии соответственно 1,47 и 1,75 мм от вершины роговицы. Приближенно можно считать, что эти плоскости расположены в одном месте — на расстоянии 1,6 .мм от вершины роговицы.

Переднее  и заднее фокусные расстояния, если их отсчитывать от главных плоскостей, равны соответственно 16,78 и 22,42 мм. Чаще, однако, определяют передневершинное и задневершинное фокусные расстояния, т. е. положение главных фокусов относительно вершины роговицы. Эти расстояния равны соответственно 15,31 и 24,17 мм.

Предложены  и более простые схемы оптической системы глаза, в которых имеется  только одна преломляющая поверхность  — передняя поверхность роговицы и одна среда - усредненная внутриглазная  среда. Такой глаз называют редуцированным.

Наиболее  удачным является редуцированный глаз, предложенный В. К. Вербицким (1928). Его  основные характеристики: главная плоскость  касается вершины роговицы, радиус кривизны последней 6,82 мм, длина переднезадней  оси 23,4 мм, радиус кривизны сетчатки 10,2 mm, показатель преломления внутриглазной среды 1,4, общая преломляющая сила 58,82 дптр.

Как и другим оптическим системам, глазу свойственны  монохроматические и хроматические  аберрации. Вследствие сферической  аберрации лучи, исходящие из точечного света, собираются не в точке, а в некоторой зоне на оптической оси глаза. В результате этого на сетчатке образуется круг светорассеяния. Глубина этой зоны для нормального человеческого глаза колеблется от 0,5 до 1,0 дптр.

Прямая  линия, которая проходит через центры всех преломляющих поверхностей, и есть оптическая ось глаза. Световые лучи, падающие параллельно данной оси, преломляясь, собираются в основном фокусе системы. Эти лучи исходят от бесконечно удаленных предметов, поэтому главный фокус оптической системы – место на оптической оси, где возникает изображение бесконечно удаленных объектов.

Лучи расходящиеся, которые идут от тех предметов, что  расположены на конечном расстоянии, собираются уже в дополнительных фокусах. Они располагаются дальше основного фокуса, потому как для фокусировки лучей расходящихся необходима дополнительная преломляющая сила. Чем сильнее расходятся падающие лучи (близость линзы к источнику этих лучей), тем большая необходима преломляющая сила.