Oko jako przyrząd optyczny

Oko człowieka to najdoskonalszy narząd optyczny jaki został kiedykolwiek stworzony. Natura obdarzyła człowieka tak doskonałym tworem, że przez stulecia starał się ją naśladować poprzez budowanie soczewek, teleskopów i innych urządzeń optycznych działających na ogólnych zasadach działania oka.

JAK DZIAŁA OKO?

Światło wpadające do oka biegnie przez rogówkę, komorę przednią oka, soczewkę i ciało szkliste, by zakończyć swą podróż na siatkówce wywołując wrażenie wzrokowe przekazywane do mózgu za pośrednictwem nerwów łączących się w nerw wzrokowy. Rogówka, wraz z cieczą wodnistą, soczewką i ciałem szklistym, stanowią układ skupiający promienie świetlne tak, by na siatkówce pojawiał się ostry obraz obserwowanego przedmiotu i dawał jak najostrzejsze wrażenie wzrokowe. Dlatego też soczewka ma możliwość zmiany swojego kształtu, a co za tym idzie mocy optycznej. Pozwala to na ogniskowanie na siatkówce przedmiotów znajdujących się w różnych odległościach od oka. Zdolność tę nazywamy akomodacją. Ostre widzenie uzyskiwane jest wtedy, gdy ognisko obrazowe pokrywa się z siatkówką. W przypadku, gdy oko nie jest w stanie zogniskować światła dokładnie na siatkówce mówimy o wadach wzroku.

RÓŻNE KOLORY ŚWIATA...

Oko odbiera tylko część promieniowania nań padającego. Związane jest to z własnościami fizyko-chemicznymi rogówki, czopków i pręcików. Odbieramy zatem tylko światło, które mieści się w zakresie tzw. okna optycznego. Okno optyczne to przedział długości fali elektromagnetycznej (światła) od ok. 400nm (co odpowiada światłu o barwie fioletowej) do ok. 700nm (co odpowiada światłu o barwie czerwonej). Powyżej długości 700nm znajduje się niewidoczna dla człowieka podczerwień, a poniżej 400nm, również niewidoczny, ultrafiolet. Do fal elektromagnetycznych zaliczamy także niewidoczne dla człowieka promienie gamma, promienie X i inne.

Promieniowanie o długości fali spoza okna optycznego nie jest przepuszczane przez rogówkę oka. Promieniowanie, które wniknie do oka w różnym stopniu wywołuje reakcje elektrochemiczne w czopkach i pręcikach stając się źródłem bodźców. Ze względu na różną budowę czopków i pręcików występują różne właściwości widzenia ciemnego (przy małym oświetleniu, np. w nocy) i jasnego (przy dużym oświetleniu, np. w dzień) .

DLACZEGO CZŁOWIEK MA PARĘ OCZU ?

Gdy patrzymy na przedmiot ustawiony bardzo daleko od nas osie patrzenia obu oczu ustawione są prawie równolegle. Jeżeli przedmiot ten będziemy zbliżali w naszym kierunku, to mięśnie gałek ocznych będą zmieniać położenie gałek tak by osie widzenia podążały za tym przedmiotem, a tym samym przecięły się. Zjawisko to nosi nazwę konwergencji. Im bliżej oczu znajdzie się nasz przedmiot, tym osie patrzenia przetną się pod większym kątem. Analizując ten kąt mózg człowieka wnioskuje o odległości obserwowanego przedmiotu od oczu. Gdyby zatem człowiek wyposażony był w tylko jedno oko bardzo trudno byłoby mu określać odległość obserwowanego przedmiotu od siebie.

ŚWIAT DO GÓRY NOGAMI...

Obraz przedmiotu na siatkówce jest odwrócony "do góry nogami", a wynika to z fizycznej budowy oka (soczewka odwraca obraz). W pierwszych dniach życia mózg człowieka uczy się widzieć prawidłowy obraz obracając go by w późniejszym życiu robić to automatycznie. Czyli niemowlę widzi świat "postawiony na głowie" i dopiero po pewnym czasie zaczyna widzieć normalnie.

WADY WZROKU

Daltonizm - Oko ludzkie przystosowane jest do widzenia barw światła o długości fali w zakresie od około 400 nm. (barwa fioletowa ) do około 700 nm. (barwa czerwona ).
Jedną z wad wzroku jest daltonizm polegający na złym rozpoznawaniu barw. Nazwa wady pochodzi od nazwiska angielskiego fizyka i chemika J. Daltona, który jako pierwszy opisał ślepotę na barwy zieloną i czerwoną. Może być to wada wrodzona lub nabyta. Daltonizm wrodzony jest wadą dziedziczną, na którą cierpi w różnym stopniu 8% mężczyzn i 0,5% kobiet. Daltonizm nabyty może być wynikiem przejścia choroby siatkówki lub drogi wzrokowej. Wada ta jest często definiowana jako ślepota na barwę czerwono - zieloną. Występuje także ślepota na barwę czerwoną, rzadziej zieloną i bardzo rzadko na fioletową. Ostrość wzroku jest zwykle prawidłowa. Całkowita ślepota na barwy jest wynikiem niedorozwoju czopków siatkówki i łączy się ze znacznym obniżeniem ostrości wzroku i trudnością przystosowania się do światła.

Dalekowzroczność - jest wynikiem zbyt małych rozmiarów przednio - tylnych oka lub niewystarczającą siłą łamiącą układu optycznego oka. Nadwzroczność jest wadą, która wzrasta z wiekiem (starczowzroczność, prezbiopia) wskutek postępującego osłabienia aparatu nastawczego oka, w wyniku zmniejszenia sprawności mięśnia rzęskowego i elastyczności soczewki.
Promienie równoległe w oku nadwzrocznym ogniskowane są za siatkówką. Żeby dobrze zobaczyć przedmiot dalekowidz musi odsunąć przedmiot od oczu. W celu poprawy ostrości widzenia dalekowidza stosuje się okulary korekcyjne lub soczewki kontaktowe.

Astygmatyzm - U osoby z astygmatyzmem rogówka nie jest kulista lecz owalna. Powoduje ona deformację obrazów w linii poziomej bądź pionowej. Dość często zdarza się, że astygmatyzm jest stwierdzany od razu w wieku dziecięcym. Rozwój astygmatyzmu w wieku dojrzałym jest minimalny.

Krótkowzroczność - jest najczęściej spotykaną wadą refrakcyjną oka ludzkiego. Wada ta polega na tym, że oko skupiające promienie świetlne, ogniskuje je przed siatkówką. Obraz na siatkówce jest przez to zamazany, a wrażenie wzrokowe krótkowidza jest nieostre. Żeby dobrze zobaczyć przedmiot krótkowidz przysuwa przedmiot bliżej oczu.

Zez - to chorobą oczu objawiającą się osłabieniem mięśni ocznych, co powoduje zmianę kąta patrzenia jednego oka względem drugiego. Efektem zeza jest zaburzenie widzenia stereoskopowego. Zez można zniwelować za pomocą odpowiednich okularów i ćwiczeń lub chirurgicznie.
Zez może spowodować powstanie Amblyopii - leniwe oko, czyli osłabienie zdolności widzenia w jednym oku. Leczenie polega na zasłonięciu zdrowego oka, tym samym zmuszając leniwe oko do pracy.