Оптическая система глаза включает в себя несколько преломляющих сред (роговица, влага передней и задней камер глаза, хрусталик, стекловидное тело). Глаз четко видит те предметы, изображение которых сфокусировано на задней поверхности сетчатки. Поэтому когда человек смотрит вдаль, предметы, расположенные на близком расстоянии, кажутся расплывчатыми. И наоборот, если глаз фиксирует близкие предметы, неясно видны отдаленные.
Способность глаза приспосабливаться к четкому видению предметов, находящихся от него на различных расстояниях, называется аккомодацией. Аккомодация осуществляется благодаря свойству хрусталика изменять кривизну, становиться более или менее выпуклым. При рассмотрении отдаленных предметов хрусталик максимально уплощен, кривизна и преломляющая способность его наименьшие. Чем ближе рассматриваемый предмет, тем более выпуклым становится хрусталик, тем больше его преломляющая сила. Выражается преломляющая сила в диоптриях (Д).
Аккомодация начинается на расстоянии около 65 метров от глаза и продолжается по мере приближения предмета. Наименьшее расстояние от глаза, на котором предмет еще отчетливо виден, называется ближайшей точкой ясного видения. Дальняя точка ясного видения у здорового глаза лежит в бесконечности. В процессе жизни хрусталик теряет эластичность и ближайшая точка ясного видения отодвигается. В 20 лет она находится на расстоянии 8,3 см от глаза, в 50 лет — уже в 50, в 70 лет — около 80 см.
Рефракция глаза — это преломляющая способность глаза при покое аккомодации, когда хрусталик максимально уплощен.
Различают несколько видов рефракции, в том числе соразмерную, близорукость, дальнозоркость. При соразмерной параллельные лучи, идущие от далеких предметов, пересекаются на сетчатке, обеспечивая ясное видение предметов. Дальнозоркий глаз обладает слабой преломляющей способностью, изображение предмета на сетчатке получается расплывчатое. Особенно большое напряжение требуется при рассмотрении близких предметов. Если аккомодация не обеспечивает получения на сетчатке дальнозоркого глаза четкого изображения предметов, то острота зрения понижена, в этом случае используются очки с собирательными двояковыпуклыми стеклами.
Близорукий глаз хорошо видит только близкорасположенные предметы. В нем параллельные лучи, идущие от далеких пред-' метов, пересекаются впереди сетчатки. Такое явление наблюдается при удлинении продольной оси глаза или при большой кривизне хрусталика. В этом случае выписывают очки с рассеивающими двояковогнутыми линзами. Близорукость в большинстве случаев является врожденной, увеличивается в школьном возрасте при усилении нагрузки на глаза и несоблюдении гигиенических требований во время чтения и письма.
Светочувствительный аппарат глаза. Сетчатка представляет собой внутреннюю оболочку глаза и имеет сложную многослойную структуру. На ее последнем слое расположены два вида фоторецепторов — колбочки и палочки. Именно в них возникает нервное возбуждение, которое передается по зрительному нерву в корковый центр зрения, где в результате сложнейшей переработки нервных импульсов возникает зрительное ощущение. В сетчатой оболочке насчитывается примерно 6 млн. колбочек и 125 млн. палочек. Основная масса колбочек расположена в так называемом желтом пятне, особенно в его центральной ямке. Это место наилучшего видения; изображение в районе центра желтого пятна называется центральным. По мере удаления от него количество колбочек уменьшается, а палочек — увеличивается. На периферии сетчатки расположены только палочки. Колбочки предназначены для дневного зрения, они малочувствительны к слабому освещению, воспринимают форму, цвет и детали предмета. Палочки, чувствительность которых выше, воспринимают световые лучи в условиях сумеречного освещения.
Зрительные ощущения возникают не сразу с началом раздражения, а после некоторого скрытого периода и не исчезают сразу после прекращения действия света, а остаются в течение еще некоторого времени. Глаз воспринимает светлый предмет несколько большим, чем темный предмет такого же размера. Световая и темновая адаптация — это приспособление к темноте и очень яркому свету. В обоих случаях глаз почти ничего не видит, а затем приспосабливается за счет возрастания возбудимости палочек (в 200 — 400 раз) и колбочек (в 20 — 60 раз). Способность к световой адаптации снижается под влиянием пищевого голодания, утомления, недостатка витамина А, кислорода.
Острота зрения — способность различать наименьшее расстояние между двумя точками, проявляющаяся, когда между двумя возбужденными колбочками имеется одна невозбужденная. С уменьшением освещенности острота зрения резко падает. Для ее измерения применяются специальные таблицы, на которых изображаются буквы или фигуры. У каждой строчки отмечено расстояние, с которого глаз видит каждую деталь под углом в 1.
Поле зрения — пространство, видимое глазом в том случае, когда он неподвижен и фиксирует одну точку предмета. Ее изображение возникает в центральной ямке. Для определения поля зрения используют особый прибор — периметр.
Бинокулярное зрение — это зрение двумя глазами. Оно позволяет видеть глубину, определять расстояние от предмета до глаза. Каждый глаз дает свое изображение предмета, но в зрительном анализаторе они сливаются в одно. Способность длительно рассматривать предмет при бинокулярном зрении обеспечивается борьбой полей зрения: в каждый момент любая точка видна только одним глазом. Мы рассматриваем ее поочередно то одним, то другим глазом, это способствует меньшей утомляемости глаз по сравнению с монокулярным.
Явления астигматизма зависят от неодинаковой кривизны различных участков преломляющих поверхностей глаза, особенно роговицы. Лучи, идущие из одной точки, но через разные участки преломляющих поверхностей, будут по-разному преломляться и вследствие этого сходиться не в одной точке. Отсюда — некоторая нечеткость, расплывчатость изображения.