В каком случае фокусное расстояние хрусталика больше когда вы читаете?

7 ответов на вопрос “В каком случае фокусное расстояние хрусталика больше когда вы читаете?”

  1. Killswitch82 Ответить


    На этом рисунке добавил пояснения для удобства.
    Начнём с руководства по офтальмологии.
    Суммарная преломляющая сила всей оптической проводящей системы глаза называется физической рефракцией.
    Диоптрии всех оптических сред глазного яблока:
    — роговица ~ 43 дптр,
    — передняя камера ~ 3 дптр,
    — хрусталик ~ 19-33 дптр,
    — стекловидное тело ~ 6 дптр.
    Передняя камера заполнена водянистой влагой — жидкостью по оптическим свойствам близкой к воде. (Ремизов А.Н. «Медицинская и биологическая физика» с.384)
    Необходимо понимать, что первые три среды являются собирающими свет, а стекловидное тело рассеивает его, поэтому при расчёте мы отнимаем это значение.
    Сила преломления рассчитывается в диоптриях по простой формуле из геометрической оптики:
    Д=Др+Дп.к+Дхр-Дст.т.= 43+3+19-6=59 дптр
    Значение хрусталика в этом расчёте принято 19 дптр, так как оно соответствует его рефракции в расслабленном состоянии, когда мы смотрим в даль.
    Дальше переводим диоптрии в миллиметры:
    F=1/Д=1/59=0,0169 м=17 мм.
    Вывод: фокусное расстояние глаза человека ~17 мм.
    На этапе изучения оптических свойств глаза мы имеем значение ~17 мм.
    Цитата — «Возьмем случай, где средняя физическая рефракция (60,0D) в глазном яблоке с передне-задним размером средней величины (23 мм). Нетрудно подсчитать, что при толщине роговицы около 1 мм, глубине передней камеры около 3 мм и отрезке от переднего полюса хрусталика до узловой точки 2 мм, от последней до сетчатки остается как раз 17 мм, что и обеспечит фокусировку параллельных лучей в центральной ямке желтого пятна, так как совпадает с главным фокусным расстоянием.»
    С.А.Рухлова «Основы офтальмологии» 2006 г.
    Но, думаю, кто-то возразит — фокусное расстояние должно быть около 50мм!

    Почему должно и почему некоторым так кажется? Для ответа на этот вопрос мы двинемся дальше — в зрительную кору.

    Зрительная кора

    Дэвид Хьюбел и Торстен Визель в своих знаменитых работах по физиологии зрения установили, что путь сетчатка->ЛКТ->первичная зрительная кора имеет топографическую организацию.
    Это говорит нам о том, что порядок, в котором волокна зрительного нерва выходят из сетчатки сохраняется и в коре V1.
    А визуализировать это утверждение смог Р. Тутелл. Для этого он взял макака, нашпиговал его транквилизаторами и в течение 45 минут показывал мишень с тремя радиальными кружками. Обезьян смотрел на рисунок только одним глазом. Перед всей этой затеей животному сделали инъекцию радиоактивной 2-дезоксиглюкозы.
    Так как нейроны питаются исключительно глюкозой, то можно легко отследить самые активные клетки — они потребляют больше всего сахара.
    После этого первичную зрительную кору макаки растянули, заморозили и проявили радиоактивные метки.
    Результат на рисунке ниже.

    Самый маленький кружок в центре мишени на топографической проекции в коре занимает площадь совсем немного меньше, чем площадь внешнего круга. У человека этот эффект ещё более выражен — центральная часть поля зрения проецируется на бОльшие площади в коре.
    Для облегчения понимания был создан такой рисунок:

    Здесь прекрасно видно, как увеличивается изображение с центра сетчатки.
    Сделаю ударение на том, что это не оптическое, а кортикальное увеличение.
    Подведём итог:
    — фокусное расстояние ~17 мм,
    — охват поля зрения одного глаза по горизонтали 140 – 160˚,
    — изображение с центральной части сетчатки создаёт в коре ощущение(феномен) увеличенной картинки, хотя оптически проекция равномерная.
    UPD:
    И всё же, для успокоения тех, у кого подгорает от 17 мм — выше была дана цифра фокусного расстояния для ВСЕГО глаза и для ВСЕГО поля зрения.
    Чёткое зрение у нас только в центральной части сетчатки, которая называется Fovea. Угловое разрешение этой части сетчатки 1˚40′. Когда мы смотрим на мир вокруг(читаем текст, разглядываем пейзаж), то практически всегда наше внимание находится в этой маленькой точке с угловым разрешением около 1 градуса. Да, сознательно мы можем сместить внимание хоть на край сетчатки — там, где картинка совсем нечёткая. Но расширить зону внимания невозможно — такова физиология зрительной коры и феноменология построения той картинки, которую мы видим в итоге. И исходя из этого зрительного опыта создаётся впечатление о более узком поле зрения(длинном фокусном расстоянии), чем есть на самом деле.
    Литература:
    В.В.Вит «Строение зрительной системы человека» 2003 г.
    Е.А.Егоров «Офтальмология» 2010 г.
    С.А.Рухлова «Основы офтальмологии» 2006 г.
    Новохатский А.Г. «Клиническая периметрия», 1973 г.
    Дэвид Хьюбел — «Глаз, мозг, зрение»
    Стивен Палмер — «От фотонов к феноменологии»
    Баарс Б., Гейдж Н. — «Мозг, познание, разум»
    Джон Николлс, А. Мартин, Б. Валлас, П. Фукс — «От нейрона к мозгу»
    Майкл Газзанига — «Кто за главного?»
    Ссылки:
    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089662730700774X
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10944/
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5446894/
    https://books.google.com/books?id=_yYrIBT42BkC&pg=PA414

  2. VideoAnswer Ответить

  3. VideoAnswer Ответить

  4. VideoAnswer Ответить

  5. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *