Бинокулярное зрение. Нормальное зрение здорового человека
Страница 6
Зрение двумя глазами позволяет видеть предмет с разных сторон, т. е. осуществлять объемное зрение. Экспериментально доказано, сто при видении одним глазом картина с 10 м кажется плоской (при базе – расстояние между крайними точками зрачка, – равной диаметру зрачка). Глядя двумя глазами, мы видим плоской картину с 500 м (база – расстояние между оптическими центрами хрусталиков), т. е. можем на глаз определить размеры предметов, какой и на сколько ближе или дальше.
Для увеличения этой способности надо увеличить базу, это осуществляется в призматическом бинокле и в разного рода дальномерах (рис. 24).
Но, как все на свете, даже такое совершенное создание природы, как глаз, не лишено недостатков. Во-первых, глаз реагирует только на видимый свет (и при этом с помощью зрения мы воспринимаем до 90% всей информации). Во-вторых, глаз подвержен многим заболеваниям, самым распространенным из которых является близорукость – лучи сводятся ближе сетчатки (рис. 25) и дальнозоркость – резкое изображение за сетчаткой (рис. 26).
Рис.25. Рис.26.
В обоих случаях на сетчатке создается нерезкое изображение. Оптика позволяет помочь этим недугам. В случае близорукости надо подобрать очки с вогнутыми линзами соответствующей оптической силы. При дальнозоркости, наоборот, надо помочь глазу свести лучи на сетчатке, очки должны быть выпуклыми и тоже соответствующей оптической силы.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Отражаясь от зеркала гальванометра, луч света попадает на нулевое деление шкалы, расположенной на расстоянии 5 м от него. При измерениях «зайчик» остановился на расстоянии 20 см от нулевого деления (шкала имеет радиус кривизны 5 м). На какой угол повернулось зеркало?
α1=β1; α2=β2.
Угол между падающим на зеркало лучом и лучом, отраженным на шкалу, равен 2α1 или 2α2. Угол между отраженными на шкалу лучами 2α2-2α1=l/L. Следовательно,
рад.
Водолаз, стоящий на дне реки, видит отражение от поверхности воды ближайшего предмета, лежащего на дне, на расстоянии 9,4 м. Определить глубину реки, если расстояние от дна до глаз водолаза 1,75 м.
Как видно из рисунка, tgi = (l + L)/(2h); tgi = l/ho, следовательно,
h = (l + L)/(2tgi) = (hotgi + L)/(2tgi) = ho/2 + L/(2tgi).
Угол i предельный: i = 1/n = 1/1,33 = 0,752; находим 48o40" и tgi = 1,14, значит,
.
Луч света внутри трехгранной стеклянной призмы с преломляющим углом 60о и показателем преломления 1,7 идет параллельно основанию. Найти угол отклонения луча.
sin i /sin r=n21; n21=1/n12.
Угол, образованный перпендикулярно к преломляющим граням, равен β = 180о – φ = 120о.
В равнобедренном треугольнике ADB углы при основании r и i1 в сумме равны 180о – β = 60о; каждый из них r = i1 = 30o. Внешний по отношению к треугольнику AMB угол f равен сумме двух других углов этого треугольника: f = i – r + r1 – i1. Но r = i1, следовательно, f = i + r1 – 2r.
По определению показателя преломления sin i/sin r = n и sin i1/sin r1 = 1/n, откуда sin i = n sin r и sin r1 = n sin i1 = sin i; значит, i = r1/.
r = (180o – 180o + φ)/2 = φ/2.
Тогда sin i = n sin (φ/2) = 1,7 * sin 30o = 0,85 и i = 58o. Искомый угол f = 2(i – r) = =2(58o – 30o) = 56o.
Расстояние между предметом и экраном равно 2 м. Собирающая линза помещена так, чтобы на экране было шестикратно увеличенное резкое изображение предмета. На какое расстояние нужно передвинуть линзы (не сдвигая ни экран, ни предмет), чтобы на экране было резкое половинное изображение?
По определению линейного увеличения k1=f1/d1; k2=f2/d2. Из рисунка k1d1=l – d1; d1 (k1 + 1) = l и d1 = l/(k1 + 1).
Аналогично d2 = l/(k2 + 1).
Искомое расстояние
Для определения фокусного расстояния рассеивающей линзы между предметом и экраном расположенными на расстоянии 1,71 м, помещают исследуемую линзу на расстоянии 20 см от предмета; между рассеивающей линзой и экраном помещают собирающую линзу с фокусным расстоянием 0,3 м. Перемещая эту линзу, добиваются четкого изображения предмета на экране. При этом расстоянии от собирающей линзы до экрана оказывается равным 40 см. Найти фокусное расстояние рассеивающей линзы.
Зрение двумя глазами. Опыты по наблюдению одним и двумя глазами - страница №1/1
План занятия 7.
Зрение двумя глазами. Опыты по наблюдению одним и двумя глазами.
Стереоскопическое зрение. Стереоскоп.
Инерция зрения как свойство глаза, на котором основано кино.
Цветовое зрение.
Зрительные иллюзии.
Послеобразы.
Бинокулярность. Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв "правую часть" изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения - правую и левую - головной мозг соединяет воедино.
Объемное восприятие окружающего позволяет измерять расстояние на глаз – чем больше угол между лучами, идущими в правый и левый зрачки, тем предмет ближе. Бинокулярность может нарушаться при косоглазии и некоторых других заболеваниях глаз.
При сильной усталости может наблюдаться временное косоглазие, вызванное отключением ведомого глаза.
схема стереоскопа
Инерция зрения - это запаздывание нашей зрительной реакции относительно реально движущегося предмета, а также эффект сглаживания его рывков при условии, что их частота не менее, чем 16 актов в секунду. Визуальная непрерывность - это главный эффект, вызывающий интерес к проблеме инерции зрения. Кинематограф нам это убедительно доказал, а современные визуальные технологии - тем более. Если, например, на одном и том же экране монитора изображение исчезнет и в тот же момент появится в другом его месте, то у вас возникнет иллюзия, что изображение «перелетело». То есть вы как бы увидите его быстрый полёт. Этот эффект основан на том, что опираясь на предыдущий опыт, наше сознание синтезирует последовательную динамику даже несуществующего перемещения, поскольку мгновенный перескок противоречит естественному положению дел (телепортации в природе не бывает, а мониторы или прочие экраны по эволюционным меркам появились сравнительно недавно). Данное явление наиболее широко используется в кинематографе, поскольку достаточно быструю подачу отрывочных кадров наше сознание превращает в мягкую непрерывную динамику. Оптимальная частота кадров просто совпадает с частотой нашей внутренней реставрации при зрительном восприятии, и тогда мы видим, как будто и впрямь изображение не прерывается, не скачет, а идёт плавно, согласно нашему обыденному жизненному опыту. Опыт для нашего восприятия играет существенную роль, так как сознание производит свой синтез целых динамичных картин по отдельным поступающим впечатлениям. И это также используется в искусстве фокусника, который сначала показывает нам нормальное и последовательное поведение предмета, а затем совершает с ним действие, противоречащее нашему обыденному опыту. В результате этого мы видим лишь нами же созданную, то есть иллюзорную ситуацию, при которой предмет якобы продолжал всё также двигаться в поле нашего зрения (хотя объективно его там уже не было), а затем его почему-то не стало и для нас. И, так называемая, инерция зрения, и иллюзии от фокусника - всё это явления, создаваемые эффектом поведенческого динамического синтеза нашего сознания при восприятии нашего образного сознания, дополняющего отрывочные впечатления до целой и непрерывной картины на основе нашего же предыдущего опыта.
Цветов о е зр е ние, цветное зрение, цветовосприятие, способность глаза человека и многих видов животных с дневной активностью различать цвета, т. е. ощущать отличия в спектральном составе видимых излучений и в окраске предметов. Видимая часть спектра включает излучения с разной длиной волны, воспринимаемые глазом в виде различных цветов.
Зрительные иллюзии
(обманы зрения), систематические ошибки зрительного восприятия, а также различные искусственно создаваемые зрительные эффекты и виртуальные образы, основанные на использовании особенностей зрительных механизмов.Зрительные иллюзии связаны с некоторыми ограничениями и погрешностями процесса переработки информации в зрительной системе. Действительно, при рассматривании определенных объектов в специфическом окружении или в особых условиях наблюдения человек зачастую не вполне правильно оценивает размер, форму или цвет объектов, характер их движения, условия освещения и т. д. Часто «ошибочные» видимые образы очень убедительны, и человек, как правило, не может их «откорректировать» по своему желанию, даже если прекрасно осведомлен о том, что он должен был бы видеть, если бы зрение его не обманывало. Кроме того, к разряду зрительных иллюзий относят не только с
истематические ошибки восприятия, но и множество изобретенных людьми впечатляющих зрительных эффектов, в основе которых лежат фундаментальные свойства зрительных механизмов, а не их недостатки. Таким образом, большинство классических иллюзий, демонстрирующих значительные отличия параметров видимого образа от физических параметров объекта, имеет смысл рассматривать как проявление таких «недостатков» зрительной системы, которые фактически являются продолжением ее достоинств. Параллельны ли линии и буквы?
Послеобраз - остаточное явление, возникающее после рассмотрения какого - либо объекта при строго фиксированном взгляде. Обычно послеобразы не наблюдаются из - за их стирания саккадическими движениями - глаз и маскировки, но очень яркие объекты (Солнце, пламя огня и т.п.) вызывают достаточно стойкие послеобразы. Послеобраз хорошо заметен на однородном фоне при устойчивой зрительной фиксации неподвижной точки. После каждого скачка глаз послеобраз пропадает, а во время зрительной фиксации вновь появляется, уже ослабленный. Цвет послеобраза является дополнительным к цвету объекта.
Лабораторная работа: Определение размеров слепого пятна глаза.
Слепо́е пятно́ (оптический диск) - имеющаяся в каждом глазу здорового человека область на сетчатке, которая не чувствительна к свету. Нервные волокна от рецепторов к слепому пятну идут поверх сетчатки и собираются в зрительный нерв, который проходит сквозь сетчатку на другую её сторону и потому в этом месте отсутствуют световые рецепторы. Слепые пятна в двух глазах находятся в разных местах (симметрично), поэтому при нормальном использовании обоих глаз они незаметны; кроме того, мозг корректирует воспринимаемое изображение; потому для обнаружения слепого пятна необходимы специальные приёмы. Со стороны носа, а следовательно вне оптической оси глаза, к area centralis примыкает зрительный диск, где собираются зрительные нервные волокна, покидающие глаз в составе зрительного нерва. Эта область лишена фоторецепторов, нечувствительна к свету и именуется слепым пятном.
Обнаружение слепого пятна
Чтобы наблюдать у себя слепое пятно, закройте правый глаз и левым глазом посмотрите на правый крестик, который обведён кружочком. Держите лицо и монитор вертикально. Не сводя взгляда с правого крестика, приближайте (или отдаляйте) лицо от монитора и одновременно следите за левым крестиком (не переводя на него взгляд). В определённый момент он исчезнет.
Этим способом можно также оценить приблизительный угловой размер слепого пятна.
Закройте левый глаз и правым глазом посмотрите на левый крестик
Для определения границ "слепого" пятна правого глаза необходимо взять в левую руку школьную линейку длиной 25-30 см, установить ее на уровне глаз, на расстоянии 60 см от правого глаза, прикрыть левый глаз и смотреть правым глазом на начальную, нулевую, отметку линейки. Указательный палец правой руки нужно двигать по линейке в сторону ее нулевой отметки. Боковым зрением правого глаза, не отводя взгляда от нулевой отметки, пытаются заметить момент исчезновения и появления кончика пальца. Если эти границы равны 18 и 12 см, то "слепое" пятно не расширено (в норме 12-18°). По этому же принципу с достаточной точностью можно проверить и другие границы поля зрения в градусах без градусной шкалы. Для этого достаточно воспользоваться линейкой длиной 60 см.
Кроме того можно провести опыт с "исчезновением" пальца. Опыт поможет наглядно определить положение "слепого" пятна в поле зрения вашего правого глаза. Для этого нужно прикрыть рукой левый глаз, пальцы правой руки сложить "пистолетом" и расположить руку так, чтобы концы указательного и большого пальцев были на одной горизонтальной линии. Правым глазом нужно смотреть на кончик указательного пальца и, сохраняя положение пальцев, медленно отодвинуть руку. При этом можно заметить, что изображение большого пальца исчезает из поля зрения. Исчезновение изображения большого пальца объясняется попаданием его в область "слепого" пятна поля зрения.
Бинокулярное зрение является нормой для каждого здорового человека. Это возможность видеть окружающий мир двумя глазами с формированием единого зрительного образа. Оно дает объем и глубину восприятия, возможность ориентироваться в пространстве, различать объекты, понимать, как они расположены. Бинокулярная зрительная функция обязательна для профессии водителя, летчика, хирурга.
Чтобы понимать разницу между стереоскопическим и бинокулярным зрением, нужно знать о том, что стереоскопия — одно из качеств бинокулярного зрения, отвечающее за объемность восприятия предметов.
У новорожденного нет бинокулярного зрения, поскольку у него плавающие глазные яблоки. Нет такого зрения и у пациентов, страдающих болезнями сетчатки или хрусталика глаза. В любом случае, чтобы ответить на вопрос, есть ли у человека возможность видеть двумя глазами, проводят специальное тестирование.
Итак, бинокулярным называют зрение обоими глазами, а монокулярным - одним. Только способность видеть двумя глазами дает человеку возможность адекватно воспринимать предметы вокруг себя, используя стереоскопическую функцию. Глаза являются парным органом и их совместная работа позволяет оценивать все, что находится вокруг с точки зрения объема, расстояния, формы, ширины и высоты, различать цвета и оттенки.
Монокулярное зрение позволяет воспринимать окружающую среду только косвенно, без объема, на основании размера и формы предметов. Человек, видящий одним глазом, не сможет налить воду в стакан, вдеть нитку в ушко.
Только оба вида зрения создают полную картину обозримого пространства и помогают в ней ориентироваться.
Механизм действия
Стереоскопическое зрение создается с помощью фузионного рефлекса. Он способствует соединению двух картин с обеих сетчаток в одно изображения путем их слияния. Сетчатка левого и правого глаза имеют идентичные (корреспондирующие) и несимметричные (диспаратные) точки. Для объемного зрения важно, чтобы изображение падало на идентичные токи сетчаток. Если изображение попадает на диспаратные точки сетчатки, возникнет двоение.
Чтобы получить единый образ должны быть выполнено несколько условий:
- изображения на сетчатке должны быть идентичны по форме и размеру;
- должны падать на корреспондирующие участках сетчатки.
При выполнении данных условий у человека формируется четкое изображение.
Формирование зрительной способности
С первого дня рождения движения глазных яблок у младенца не согласованы, поэтому бинокулярное зрение отсутствует. Спустя шесть-восемь недель со дня рождения ребенок уже может фокусироваться на предмете обоими глазами. В три-четыре месяца у малыша появляется фузионный рефлекс.
Видеть обоими глазами в полном объеме ребенок начинает к двенадцати годам. Именно из-за этого косоглазие () характерно для детей, которые ходят в ясли или детский сад.
Инфографика о формировании бинокулярного зрения у детей (с рождения до 10 лет)
Признаки нормального бинокулярного зрения
У здоровых людей оно характеризуется рядом признаков:
- Полностью сформированным фузионным рефлексом, который дает возможность производить бифовеальное слияние (фузию).
- Согласованным функционированием глазодвигательных мышечных тканей, которое обеспечивает параллельное расположение глаз при направлении взгляда на отдаленные объекты и конвергенцию зрительных осей при рассмотрении близко находящихся объектов. Кроме того обеспечивает одновременное движение глаз при наблюдении за передвигающимся предметом.
- Нахождением зрительного аппарата в одной фронтальной и горизонтальной плоскостях. Если один глаз смещается в результате травмы или воспаления, происходит деформация симметричности слияния зрительных обзоров.
- Острота зрения минимум 0,3 – 0,4. Так как таких показателей вполне хватит, чтобы сформировать изображение с четкими очертаниями на сетчатой оболочке.
- На обеих сетчатках должны быть одинаковые величины изображений (изейкония). При разной рефракции глаз (анизометропии) появляются неодинаковые изображения. Чтобы сохранить способность видеть обоими глазами степень анизометропии должна быть не больше трех диоптрий. Важно учитывать этот параметр при подборе очков или контактных линз. С разницей между двумя линзами больше 3,0-х диоптрий, даже с высокой остротой зрения, человек не будет иметь бинокулярного зрения.
- Роговица, хрусталик и стекловидное тело должны быть полностью прозрачными.
Стереоскопическое зрение при катаракте отсутствует
Проверка бинокулярного и монокулярного зрения
Для проверки наличия у человека бинокулярной способности разработано несколько методик:
Опыт Соколова
Опыт Соколова или «дыра в ладони»
Данная методика носит другое название – «дыра в ладони».
Что нужно сделать:
Суть методики состоит в том, что к правому глазу пациента приставляется свернутый лист бумаги, через который он должен рассматривать отдаленные предметы. В это время левую руку вытягиваю так, чтобы ладонь находилась на расстоянии 15 см от левого глаза. То есть человек видит «ладонь» и «тоннель». Если бинокулярное зрение есть, то изображения накладываются друг на друга и кажется, будто в ладони есть дыраа, через которую мы видим картинку.
Иное название методики – проба с промахиванием.
Для того, чтобы определить наличие бинокулярного зрения с помощью этого метода вам понадобится два длинных предмета (например 2 ручки или 2 карандаша). Но в принципе можно воспользоваться и своими же пальцами, правда точность немного снизится.
Проба с промахиванием (способ Кальфа)
Что делать:
- Возьмите карандаш в одну руку и держите его горизонтально.
- В другую руку возьмите второй карандаш и держите его вертикально.
- Разведите их на разное расстояние, поводите руками в разные стороны, чтобы запутать себя, а после этого попытайтесь свести кончики карандашей.
Если у вас есть стереоскопическое зрение, то такая задача выполняется достаточно просто. При отсутствии данной способности вы будете промахиваться. Чтобы убедиться в этом можно повторить тот же опыт с закрытым глазом. Так как при работе только одного глаза нарушается 3D восприятие.
«Чтение с карандашом»
Понадобится: книга и карандаш.
Инструкция:
- В одну руку нужно взять книгу, а другую карандаш, разместив его на фоне страниц книги.
- Карандаш должен закрывать некоторые буквы.
- При наличии бинокулярной способности, пациент может прочитать текст даже несмотря на препятствие. Происходит это за счет слияния картинок в обзоре.
Наиболее точное исследование бинокулярного зрения производят с помощью четырехточечного цветотеста. Он основан на том, что зрительные обзоры можно разделить, используя цветные фильтры. Для этого нужно два предмета, которые окрашены в зеленый цвет и по одному красной и белой окраской. На исследуемого нужно надеть очки, с одним красным, а другим зеленым стеклом.
- Если у обследуемого есть бинокулярное зрение, то он будет видеть только красные и зеленые цвета предметов. Объект же белого цвета будет казаться красно-зеленым, потому что восприятие происходит обоими глазами.
- Если один глаз ведущий, то белый предмет примет цвет линзы напротив этого глаза.
- Если у пациента одновременное зрение (т.е. зрительные центры получают импульсы то от одного, то от второго глаза), он увидит 5 объектов.
- Если же у обследуемого монокулярное зрение, то воспринимать он будет только те объекты, которые окрашены в тот же цвет, что и линза в видящем глазу, не читая бесцветный предмет, который будет того же цвета.
Косоглазие
Косоглазие (страбизм, гетеротропия) – недуг, характеризующийся несформированным бинокулярным зрением двух глаз. Происходит это потому, что один глаз отклоняется в ту или иную сторону из-за слабости мышечного аппарата.
Виды (классификация) косоглазия
Косоглазие может спровоцировать ослабление одной или нескольких глазодвигательных мышц, подразделяясь на:
- Сходящееся (эзотропия) – при нем будет наблюдаться отклонение глазного яблока к переносице;
- Расходящееся (экзотропия) – отклонение органа зрительного аппарата происходит в сторону височной области головы;
- Одностороннее – отклоняется только один глаз;
- Попеременное – происходит поочередное отклонение обоих глаз.
Классификация косоглазия по форме отклонения глаза
Если у пациента есть бинокулярное зрение, но один или оба глаза отклонены от нормального положения это может говорить о наличии у него ложного (мнимого или скрытого) косоглазия (псевдострабизма).
Мнимое косоглазие
Оно характеризуется большой величиной расхождения между зрительной и оптической осями. Также центры роговицы могут смещаться в одну из сторон. Но лечение в этом случае не требуется.
Скрытое косоглазие
Страбизм такого вида может проявляться периодически, когда взгляд не фиксируется на каком-нибудь предмете.
Проверяется данный вид патологии следующим образом:
Пациент фиксирует взгляд на одном движущемся предмете и прикрывает глаз рукой. Если глаз, который прикрыт, следует за траекторией движения предмета, то это указывает на скрытое косоглазие у пациента. Данный недуг не требует лечения.
Бинокулярное зрение является нормой для здорового человека и основой его жизнедеятельности, как в бытовом, так и в профессиональном плане.
Зрительное восприятие внешнего пространства является сложным действием, в котором существенным обстоятельством является то, что в нормальных условиях мы пользуемся двумя глазами. Один и тот же предмет дает изображения на сетчатых оболочках обоих глаз, причем оба изображения немного различаются между собой, так как предмет несколько различно расположен относительно обоих глаз: один глаз немного лучше видит правую сторону его, а другой - левую. Эти различия ничтожны, когда рассматривается плоский предмет (картина), и становятся вполне ощутимыми при наблюдении объемных предметов. Световые раздражения, получаемые каждым глазом, соединяются в нашем сознании в один зрительный образ, в котором отображаются особенности, связанные с пространственным характером рассматриваемого предмета.
Желая рассмотреть какой-либо предмет, мы поворачиваем оба глаза так, что зрительные оси их пересекаются на этом предмете (рис. 261). Благодаря большой подвижности глаз мы быстро фиксируем одну точку предмета за другой; при этом мы можем оценивать расстояние до рассматриваемых предметов, а также сравнивать эти расстояния между собой. Такая оценка дает нам представление о глубине пространства (перспективе), об объемном распределении деталей рассматриваемого предмета, делает возможным, как говорят, стереоскопическое зрение.
Рис. 261. Рассматривание предмет; обоими глазами даст возможность оценить расстоянии до предмета. Угол на рисунке изображен значительно большим, чем это имеет место в действительности при рассматривании протяженных предметов
При зрении одним глазом мы также производим оценку относительного расположения предметов, используя для этого косвенные признаки: сравнение размеров объекта с размерами предметов, которые нам известны из опыта, изменения в цвете и расположении света и теней, наложение контуров объектов друг на друга и т. п.
Существенную помощь оказывает наблюдение относительного смещения объектов при перемещении глаза наблюдателя. Наряду с этим для оценки расстояния мы используем ощущение усилия мышц, необходимого для аккомодации глаза на данный предмет. При зрении двумя глазами к этому прибавляется еще ощущение мышечного усилия, необходимого для сведения зрительных осей глаз на фиксируемую точку. Последние оба процесса происходят одновременно и бессознательно и тесно связаны между собой.
Глубина пространства при зрении двумя глазами воспринимается несравненно лучше, чем при зрении одним глазом. Чтобы убедиться в этом, достаточно, закрыв один глаз, попробовать продеть нитку в ушко иголки. Способность ощущать глубину пространства и оценивать смещение предметов друг относительно друга по глубине у разных людей неодинакова и зависит, в частности, от тренировки.
Угол расхождения лучей, идущих от далекого предмета в оба глаза, пропорционален расстоянию между глазами (называемому базой) и обратно пропорционален расстоянию до предмета (рис. 261):
При больших расстояниях до предмета угол очень мал, и зрительные оси обоих глаз идут почти параллельно, вследствие чего ощущение глубины пространства теряется. Этот угол может быть значительно увеличен с помощью оптических приборов за счет увеличения базы между объективами прибора. Благодаря этому эффекту ощущение глубины возрастает во много раз.
В военных оптических приборах, предназначенных для наблюдений (бинокли, стереотрубы), расстояние между центрами объективов всегда значительно больше, чем расстояние между глазами, и удаленные предметы кажутся значительно более рельефными, чем при наблюдении без прибора. Наоборот, театральные бинокли предназначены для рассматривания сцены, реальная глубина которой мала и где ощущение глубины создается искусственно, с помощью декораций. Поэтому в театральных биноклях расстояние между объективами делают меньше, чем расстояние между глазами, благодаря чему незначительная глубина сцены делается менее заметна. Конечно, такое расположение объективов возможно только в призменных биноклях, где благодаря наличию призм расстояние между объективами может быть сделано иным, чем расстояние между окулярами (глазами). На рис. 255 изображен призменный полевой бинокль с увеличенной базой.
Ту же роль, какую играют два глаза, могут выполнить два фотоаппарата, оптические оси которых параллельны и смещены одна относительно другой на расстояние и которые обычно соединены в один фотоаппарат с двумя объективами. Вместо двух фотоаппаратов можно, конечно, взять одни аппарат и сделать последовательно два снимка какого-либо предмета с двух мест. Если полученные этим путем снимки расположить так, чтобы правый глаз видел только снимок, сделанный правым аппаратом, а левый глаз - левым аппаратом, и направить соответствующим образом оси глаз, то изображения обоих снимков соединятся и наблюдатель увидит рельефное пространство. Действительно, в этих условиях изображения каждого снимка на сетчатке по своим геометрическим свойствам и расположению окажутся вполне подобны изображениям истинного предмета при его непосредственном рассматривании двумя глазами.
Рис. 262. Схема стереоскопа
Для облегчения рассматривания снимков, полученных вышеописанным путем, употребляется прибор, называемый стереоскопом. Схема стереоскопа представлена на рис. 262. Стереоскопические снимки 1 и 2 рассматриваются с помощью линз и , помещенных каждая перед одним глазом. Снимки располагаются в фокальных плоскостях линз, и, следовательно, их изображения лежат в бесконечности. Оба глаза аккомодированы на бесконечность. Изображения обоих снимков воспринимаются как один рельефный предмет, лежащий в плоскости 3.
Стереоскоп в настоящее время широко применяется для изучения снимков местности. Производя фотографирование местности с двух точек, получают два снимка, рассматривая которые в стереоскоп можно ясно видеть рельеф местности.
Большая острота стереоскопического зрения дает возможность применять стереоскоп для обнаружения подделок документов, денег и т. п. Рассматривая в стереоскоп настоящий билет Государственного банка и его подделку, мы увидим стереоскопически не плоское одиночное изображение, а какой-то рельеф, так как все не совсем тождественные детали сравниваемых рисунков дадут впечатление рельефных деталей, выступающих над общим плоским фоном.
47. Объектив проекционного фонаря имеет фокусное расстояние . На каком расстоянии надо поставить диапозитив размером от объектива, чтобы его изображение точно умещалось на экране размером ?
48. Для воздушной разведки с самолета на высоте необходимо получить снимки с местности в масштабе . Каково должно быть фокусное расстояние объектива?
49. Найдите потери на отражение в перископе подводной лодки с 40 отражающими поверхностями, считая, что на каждой поверхности теряется 5% света. Найдите потери в том же перископе с просветленной оптикой, считая, что после просветления на каждой поверхности теряется 1% падающего света.
50. В качестве лупы использована линза очков с оптической силой + 8 диоптрий. Найдите увеличение этой лупы.
51. Найдите максимальный диаметр плоско-выпуклой линзы со сферической поверхностью из стекла с показателем преломления 1,63, которая при применении ее как лупы давала бы увеличение в 200 раз. (Рассматриваемая линза не будет тонкой. Однако для упрощения расчета это обстоятельство не учитывайте.)
52. Найдите формулу увеличения лупы для того случая, когда наблюдатель устанавливает лупу на расстояние наилучшего видения.
53. Как можно получить на экране изображение, даваемое микроскопом?
54. Микроскоп с 7-кратным окуляром имеет увеличение, равное 140. Какое увеличение будет иметь микроскоп, если заменить в нем окуляр линзой с фокусным расстоянием ?
55. Покажите, что оптическая система, изображенная на рис. 255 (призменный бинокль), действительно дает прямое изображение.
56. Найдите увеличение зеркального телескопа, зеркало которого имеет радиус кривизны , а фокусное расстояние окуляра равно .. Диапозитив размером?
11-02-2015, 12:44
Описание
Функции центрального и периферического зрения (острота зрения, цветовое приятие, поле зрения, темновая адаптация) изучают для каждого глаза в отдельности. Особенности зрения при двух открытых глазах в офтальмологии условно определяют, как «характер зрения» и подразделяют на монокулярное (только правым или только левым глазом), монокулярное альтернирующее (попеременно то одним, то другим глазом), одновременное (двумя глазами без слияния изображения в один зрительный образ) и бинокулярное.Бинокулярное зрение - это зрение двумя глазами с соединением в зрительном анализаторе одновременно полученных ими изображений в единый зрительный образ. Такое зрение позволяет быстро определить относительную и абсолютную удаленность предметов в пространстве.
Бинокулярное зрение достигается совместной деятельностью сенсорной (от латинского слова - восприятие) и моторной (глазодвигательной) систем обоих глаз.
Бинокулярное зрение включает в себя 3 основных компонента:
Во-первых
, это бификсация, т.е. одновременная зрительная фиксация наблюдаемого предмета двумя глазами. Зрительная фиксация - это проецирование изображения рассматриваемого предмета в центр глазного дна, осуществляемое слаженной работой всех глазодвигательных мышц.
Во-вторых , слияние одновременно полученных каждым глазом монокулярных изображений рассматриваемого предмета в единый зрительный образ в центральном зрительном анализаторе, т.е. в проекционных отделах коры головного мозга.
В-третьих , проецирование полученного изображения в определенную область рассматриваемого пространства с оценкой его абсолютной (т.е. от глаз) и относительной (т.е. относительно других предметов) удаленности. Четко определить абсолютную и относительную локализацию предметов в пространстве могут люди, имеющие особый вид бинокулярного зрения -стереоскопическое зрение (зрение двумя глазами, дающее возможность объемного восприятия окружающего пространства).
Бинокулярное зрение обеспечивается четким топическим представительством определенных зон (полей) сетчатки правого и левого глаза в соответствующей области зрительной проекционной коры головного мозга. В этой области зрительной коры нейроны как бы спаренные, т.е. связанные одновременно с правым и левом глазом, что позволяет получить одиночное восприятие изображения с сетчатки каждого из них. В офтальмологии этот феномен называется «корреспонденция ретинокортикальных элементов».
Если изображение, полученное каждым из двух глаз, проецируется на спаренные нейроны зрительной коры, то предмет, находящийся в зоне зрительной фиксации каждого глаза, будет воспринят корой головного мозга как один предмет. но в объемном (трехмерном) изображении.
Мозг сумеет быстро и четко определить положение предмета в пространстве (т.е. его абсолютную и относительную локализацию». Если по каким-то причинам изображение предмета проецируется на некорреспондирующие (так называемые диспарантные) участки сетчатки каждого глаза, то в коре головного мозга это изображение анализируется неспаренными нейронами.
Это приводит к возникновению двух изображений одного и того же предмета в мозге (двоение, или диплопия). Много предметов, находящихся в поле зрения человека, проецируются на диспарантные участки сетчаток обоих глаз и вызывают кратковременную (неосознанную) диплопию, подавляемую сознанием и лежащую в основе стереоскопического восприятия пространства.
Однако при некоторых заболеваниях (например, при параличе одной из глазодвигательных мышц) возникает осознанная диплопия, вызывающая мучительное для человека ощущение двоения предметов. Такая диплопия требует специальных методов лечения.
Становление зрительной системы человека проходит определенные этапы. В первые дни жизни ребенка зрение каждым глазом развивается отдельно, начиная со светоощущения, что проявляется реакцией зрачков и общей двигательной реакцией ребенка на свет.
С 2-3 нед жизни у ребенка без врожденных предпосылок к зрительным расстройствам формируются слежение и кратковременная зрительная фиксация крупных предметов, находящихся в поле его зрения, пока каждым глазом отдельно. Уже с 4-5 нед можно отметить недлительную фиксацию предмета двумя глазами, т.е. бинокулярно.
Нормально развивающийся ребенок с 3-месячного возраста способен к устойчивому бинокулярному слежению и бинокулярной фиксации предметов разной величины, расположенных на разном удалении от его глаз. В этом же возрасте возникает конвергенция. С 5-6 мес начинается развитие фузии, т. е. способности сливать з коре головного мозга изображения с двух глаз в одно, к 2 годам совместная деятельность сенсорной и моторной систем обоих глаз усовершенствуется.
Формирование бинокулярного зрения завершается к 7-15 годам. Стереоскопическое зрение постепенно развивается на основе бинокулярного к 17-22 годам.
Для развития у ребенка бинокулярного зрения необходимы следующие условия:
- одинаковое по четкости и величине изображение рассматриваемого объекта, полученное в сетчатке каждого из глаз, что достигается только в глазах без органических изменений оптических сред и оболочек, при изометропической рефракции обоих глаз, остроте зрения каждого глаза не ниже 0,3 и разнице в остроте зрения правого и левого глаза не более 0,4-0.5.
- нормальная функция каждой глазодвигательной мышцы и III, IV, VI пар черепных нервов, участвующих в их иннервации;- отсутствие патологии проводящих путей, подкорковых и корковых зрительных центров.
Исследование с использованием цветотеста (четырехточечного цветового аппарата) позволяет выявить наличие или отсутствие бинокулярного зрения в условиях мягкой гаплоскопии (от греч. -одиночный, непарный), создающей отдельное восприятие объекта каждым глазом при помогли светофильтров (рис. 93). На диске цветотеста размещены 4 светящихся кружка (2 зеленых, 1 белый, 1 красный).
На обследуемого надевают очки со светофильтрами (перед правым глазом красное стекло, перед левым - зеленое). Глаз, перед которым стоит красное стекло, видит только красные объекты, другой - только зеленые. Белый светящийся кружок виден через красный фильтр красным, через зеленый-зеленым.
При бинокулярном зрении на диске цветотеста в очках-светофильтрах обследуемый видит 4 кружка: 1 красный, 2 зеленых и 1 белый (иногда белый цвет этого кружка может принимать зеленый или красный оттенок). При монокулярном зрении обследуемый пациент видит только 2 красных или только 3 зеленых кружка, при альтернирующем зрении красные или зеленые кружки видны поочередно (то 2 красных, то 3 зеленых).
При одновременном зрении обследуемый пациент видит одновременно 5 цветных кружков (2 красных и 3 зеленых).
Проба на промахивание (Кальфа) проводится с помощью карандашей, один из которых в руке врача, другой
у сидящего напротив пациента.
Врач держит карандаш в вертикальном положении, а обследуемый пациент должен быстрым движением установить свой карандаш вертикально над карандашом врача так, чтобы их концы соприкасались. При бинокулярном зрении это сделать легко, при отсутствии бинокулярного зрения пациент промахивается.
Проба с надавливанием на один глаз для определения наличия бинокулярного зрения: если пациенту, который смотрит двумя глазами на какой-то предмет, сместить один глаз, слегка надавив на него через веко, то при бинокулярном зрении обследуемый увидит два изображения этого предмета.
Тест Баголини заключается в рассматривании точечного источника света (диаметром 1 см) с разных расстояний через полосатые стекла, размещенные в оправе так, что полосы располагаются под прямым углом относительно друг друга. При бинокулярном зрении источник света воспринимается в виде крестообразно пересекающихся светящихся полос.
При монокулярном зрении видна только одна из полос, а при одновременном зрении обследуемый пациент видит две светящиеся полосы, но они не пересекаются, а находятся на каком-то расстоянии одна от другой.
Опыт Соколова , который он назвал «дыра в ладони», очень наглядно демонстрирует наличие бинокулярного зрения, при котором происходит слияние изображений, видимых каждым глазом, в одно общее изображение.
Соколов предложил представить каждому глазу свой предмет для рассматривания: перед одним глазом установить, как бы «подзорную трубу», например, узкую трубку из свернутого листа бумаги, а перед другим глазом обследуемый должен держать свою раскрытую ладонь, вплотную прижатую к боковой поверхности этой трубы.
В таком положении обследуемый одним глазом видит только свою ладонь, а другим - те предметы, на которые направлена труба. Через «дыру» в ладони видно все то, на что направлена «подзорная труба».
Проба с прикрыванием заслонкой одного глаза для выявления так называемых установочных движений глаз описана ниже в разделе дифференциальной диагностики ортофории и гетерофории.
Проба с призматическим стеклом (призмой) силой 20 призматических диоптрий применяется для выявления бинокулярного зрения у маленьких детей. Перед одним глазом ребенка, смотрящего на предмет двумя глазами, ставят призму основанием к виску. Если глаз, перед которым поставили призму, начинает менять положение и отклоняться к носу, значит, у ребенка есть бинокулярное зрение.
Существуют более сложные устройства и приборы для определения характера зрения, в которых применяются поляроидные фильтры, призмы, светофильтры возрастающей плотности, а объекты для рассматривания предъявляются на экране с помощью разнообразных компьютерных программ.
