Az ember optikája
Mint látjuk
Az emberi szem a szem, amely sok szempontból tökéletes optikai rendszert képvisel.
Általában az emberi szem gömb alakú teste, amelynek átmérője kb. 2,5 cm, amit szemgolyónak neveznek (1. A szem átlátszatlan és tartós külső héját sclera-nak nevezik, és az áttetsző és domborúbb elülső része a szaruhártya. A sclera belső oldalán vascularis membrán borítja, amely a szemet tápláló véredényekből áll. A szaruhártyával szemben a vascularis membrán a különböző embereknél egyenlőtlenül elszíneződött íriszbe jut, melyet a szaruhártya elválasztja egy átlátszó, vizes tömegű kamrával.
Ábra. 1. Az emberi szem szerkezete
Az íriszben van egy kör alakú nyílás, az úgynevezett tanuló, amelynek átmérője változhat. Így az írisz játszik szerepet a membrán, amely szabályozza a hozzáférés a fény a szemnek. Világos megvilágítás esetén a tanuló csökkenti, és gyenge fényviszonyban nő. A szemgolyó belsejében, az írisz mögött, a lencse, amely egy átlátszó anyag bikonvex lencséje, amelynek törésmutatója körülbelül 1,4. A lencse körülveszi a gyűrűs izmokat, amelyek megváltoztathatják felületének görbületét, és így optikai erejét.
A szem belső oldalán a vascularis membránt a fényérzékeny ideg elágazásai borítják, különösen a pupillával szemben. Ezek az ágak egy hálós héjat képeznek, amelyen a szem optikai rendszere által előállított tárgyak valós képet kapnak. A retina és a lencse közötti tér tele van átlátszó üvegtesttel, amely zselatinszerű szerkezettel rendelkezik. A retinán lévő tárgyak képe fordítva fordul elő. Azonban az agy aktivitása, amely a fényérzékeny idegtől érkező jeleket veszi át, lehetővé teszi számunkra, hogy minden objektumot megnézzünk természetes helyzetükben.
Amikor a szem gyűrűs izma nyugodt, a távoli objektumok képét a retinán kapják. Általánosságban elmondható, hogy a szem eszköze olyan, hogy egy személy stressz nélküli objektumokat lát, nem messze a szemtől 6 méterre. A közelebbi objektumok képe ebben az esetben a szem retinái mögött található. Egy ilyen objektum tiszta képének eléréséhez a gyűrűs izom összecsomagolja az objektívet egyre többször addig, amíg az objektum képe nem a retinán található, majd megtartja az objektívet tömörített állapotban.
Így az emberi szem "fókuszálását" úgy végezzük, hogy a lencse optikai erejét egy gyűrűs izom segítségével megváltoztatjuk. A szem optikai rendszerének képessége, hogy különböző objektumokat ábrázolhasson, amelyek különböző távolságokból állnak, az úgynevezett szálláshely (latin "accommodative" eszköz). Nagyon messze tárgyakat nézve párhuzamos sugarak lépnek be a szembe. Ebben az esetben azt mondják, hogy a szem véget nem ér.
A szem elrendezése nem végtelen. A gyűrűs izom segítségével a szem optikai ereje nem több, mint 12 dioptria. A közeli tárgyak hosszú vizsgálatával a szem fáradt lesz, és a gyűrűs izmok elkezdenek lazulni, és az objektum képe elterjed.
Az emberi szemek lehetővé teszik, hogy jól láthassák a dolgokat, nem csak a napfényben. A szem képessége, hogy alkalmazkodjon a szemhéj retinájához a fényérzékeny ideg végeinek ingerlése különböző fokán, azaz a megfigyelt tárgyak különböző mértékű fényességét az alkalmazkodásnak hívják.
A szem vizuális tengelyeit egy bizonyos ponton csökkentve konvergenciának nevezik. Ha az objektumok jelentős távolságra vannak egy személytől, ha a szemet a szemek tengelyei között áthelyezik az objektumról a másikra, akkor gyakorlatilag nem változik, és a személy elveszíti az objektum helyének pontos meghatározását. Amikor a tárgyak nagyon messze vannak, a szemek tengelyei párhuzamosak, és a személy nem tudja megmondani, hogy az objektum mozog-e vagy sem, amelyre néz. A testek pozíciójának meghatározásában szerepet játszik a gyűrűs izom ereje, amely az objektum közelében lévő tárgyak vizsgálatakor tömöríti a lencsét.