В верхнем углу глаза со стороны щеки находится слезная железа (рис. 2). При опускании подвижного верхнего века железа выделяет слезы, которые увлажняют и промывают глаз. Слезная жидкость от наружного верхнего угла глаза идет в нижний внутренний угол и отсюда попадает в слезный канал, который выводит избыток слез в носовую полость. Именно поэтому плачущий человек начинает хлюпать носом.

Снаружи глазное яблоко заключено в белочную оболочку, или склеру, которая передней части переходит в прозрачную роговицу. Это самая сильная «линза» глаза.

За склерой находится сосудистая оболочка. Она черная, благодаря чему свет внутри глаза не рассеивается. В передней части глаза сосудистая оболочка переходит в радужную. Цвет радужной оболочки и определяет цвет глаз.

В середине радужной оболочки находится круглое отверстие -- зрачок. Он играет роль диафрагмы фотоаппарата: благодаря клеткам гладкой мышечной ткани зрачок может расширяться и суживаться, пропуская количество света, необходимое для рассмотрения предмета.

За зрачком располагается хрусталик, напоминающий двояковыпуклую линзу. С помощью окружающих его гладких мышц, образующих ресничное тело, хрусталик может менять форму: становиться то более выпуклым, то более плоским. (Хрусталик можно сравнить с механизмом точной настройки резкости изображения в оптических приборах.) Когда предмет находится далеко от глаз, хрусталик делается более плоским, когда близко -- более выпуклым, фокусируя световые лучи на задней внутренней стенке глаза, которая называется сетчатой оболочкой или сетчаткой (рис. 102). Сетчатая оболочка -- тонкий и очень нежный слой клеток -- зрительных рецепторов.

Внутренняя часть глаза заполнена стекловидным телом, а пространство между роговицей и радужкой, между радужкой и хрусталиком -- прозрачной жидкостью. Поэтому внутри глаза свет проходит через однородную прозрачную среду.

Ход лучей через прозрачную среду глаза. Световой поток из воздушной среды проходит через роговицу и преломляется в ней, так как ее оптическая плотность близка к оптической плотности воды. На пути светового потока располагается радужка, которая пропускает его через зрачок. Если свет, попадающий на сетчатку, слишком яркий, зрачок суживается до диаметра, при котором освещенность на сетчатке станет оптимальной. Если освещенность слабая -- зрачок расширяется.

В этом процессе участвует автономная нервная система: блуждающий нерв суживает зрачок, а симпатический -- расширяет (см. рис. 98). Благодаря совместной работе этих нервов устанавливается нужный диаметр зрачка.

С помощью аналогичных рефлексов (см. ранее) изменяется и кривизна хрусталика. Пройдя через стекловидное тело, лучи света попадают на сетчатку, где образуется уменьшенное обратное изображение видимого.

Обнаружение слепого пятна. Смотрите на черную точ ку правым глазом так, Чтобы точка была напротив него. Левый глаз закрыт. Если лист приблизить к глазам примерно на 25 см, фигура справа «потеряет» голову

Строение сетчатки. Рецепторы сетчатки -- клетки в форме палочек и колбочек. Они примыкают к черной сосудистой оболочке. Ее волоконца окружают каждую из этих клеток с боков и сзади, образуя черный футляр, обращенный открытой стороной к свету.

Колбочки обладают меньшей светочувствительностью, но способны реагировать на цвет. Они сосредоточены преимущественно в центральной части сетчатки, в так называемом желтом пятне. В остальной части сетчатки находятся и колбочки, и палочки, однако по ее периферии преобладают палочки. Последние передают только черно-белое изображение. Зато они обладают большей чувствительностью и могут действовать даже при слабом освещении. Перед палочками и колбочками располагаются нервные клетки, которые воспринимают и обрабатывают информацию, полученную от зрительных рецепторов. (Свет проходит через них.) Аксоны нейронов образуют зрительный нерв. В месте, где он выходит из глаза, зрительных рецепторов нет. Здесь находится слепое пятно, которое, как правило, человеком не замечается, но его можно выявить довольно простыми опытами (рис. 3).

Корковая часть зрительного анализатора. Зрительные нервные пути устроены так, что левая часть поля зрения от обоих глаз попадает в правое полушарие коры большого мозга, а правая часть поля зрения -- в левое. Если изображения от правого и левого глаза попадают в соответствующие мозговые центры, то они создают единое объемное изобра жение. Зрение двумя глазами называют бинокулярным зрением.

Итак, на сетчатке получается уменьшенное и обратное изображение предмета, но мы видим изображение прямое и в реальных размерах. Почему? Это происходит потому, что наряду со зрительными образами в мозг поступают нервные импульсы от глазных мышц. Нетрудно убедиться: когда мы смотрим вверх, зрачки движутся вверх, а когда вниз -- то и зрачки опускаются вниз. Более того, глазные мышцы работают непрерывно. Они как бы описывают контуры предмета, а эти движения фиксируются головным мозгом и могут воспроизводиться другими органами, например рукой. О том, что это возможно, говорит тот факт, что, научившись писать рукой, мы можем знакомые буквы изобразить ногой или даже, зажав в зубах карандаш.

Бинокулярное зрение не только позволяет воспринимать объемное изображение, поскольку одновременно охватывается и левая, и правая части объекта, но и определять расстояние, до него. Чем дальше предмет, тем мельче его изображение на сетчатке. Это помогает нам определять расстояние до предмета.

Гигиена зрения. Предупреждение глазных болезней

Предупреждение глазных инфекций. Наиболее уязвима к инфекции соединительная прозрачная оболочка глаза -- конъюнктива. Она покрывает заднюю поверхность век и переднюю часть глаза до роговицы. Конъюнктива выделяет слизь, снижающую трение век при мигании. При раздражении пылью, химическими веществами она краснеет и нагнаивается. Возникает конъюнктивит. Глаза чешутся, болят, слезятся. Иногда ощущается неприятная резь. Характерным признаком конъюнктивита является слипание глаз от гноя по утрам.

Причиной конъюнктивита могут быть микробы или вирусы, которые заносятся в глаз грязными руками или воздушно-капельным путем, подобно гриппу. Бывает аллергический конъюнктивит.

Предупреждение близорукости и дальнозоркости. В норме, при расслаблении мышц ресничного тела, параллельные лучи света, пройдя хрусталик, попадают на сетчатку. В близоруких глазах изображение фокусируется перед сетчаткой, в дальнозорких -- позади нее. В обоих случаях изображение на ней оказывается нечетким (рис. 104). В результате близорукие относительно хорошо видят детали близко расположенных предметов, но плохо видят вдаль. Напротив, дальнозоркие хорошо видят отдаленные предметы, но плохо видят то, что расположено вблизи от глаз. Исправить этот дефект удается с помощью очков. Близоруким назначают двояковогнутые линзы очков, рассеивающие свет, дальнозорким -- двояковыпуклые линзы, усиливающие преломление лучей.

Единица измерения преломляющей силы линз называется диоптрией. Линзы для близоруких -- с отрицательными диоптриями, а линзы для дальнозорких -- с положительными. Стекла очков подбираются для каждого глаза отдельно и индивидуально каждому человеку. Например, рецепт на очки OD = -5D, OS = -4D означает: очки для близорукого человека, линза для правого глаза минус 5 диоптрий, линза для левого глаза минус 4 диоптрии.

Если при чтении в очках наблюдается один из следующих симптомов: глаза слезятся, возникает резь, болит голова, то одной из причин этого могут быть неправильно подобранные очки.

Нарушения преломляющей способности глаза могут быть следствием нарушений гигиены зрения, таких как привычка слишком низко наклоняться над книгой, а также чтение в транспорте или лежа, при недостаточном освещении, при источнике света, расположенном справа, при бликующей поверхности рабочего стола.

Дети, как правило, рождаются дальнозоркими, но хрусталик до поры до времени компенсирует этот недостаток. В пожилом возрасте хрусталик не может изменять свою кривизну в прежней степени, а дальнозоркость становится очевидной. Поэтому к старости большинство людей становятся дальнозоркими и вынуждены пользоваться очками.

Предупреждение косоглазия. Информация в головной мозг поступает отдельно от каждого глаза и попадает на соответствующие участки зрительной зоны коры большого мозга. Если преломление в левом и правом глазах неодинаково, а на сетчатке возникает резкое изображение от одного глаза и расплывчатое от другого, то второй глаз отключается, зрачок пе-ремещается в сторону носа или виска. Информация от него % идет слабая и не мешает работающему глазу. Без систематичеких упражнений зрение в косящем глазу падает. Если не лечиться, то этот глаз может вообще утратить способность видеть. Исправить положение позволяют очки. Если они подобраны вовремя, то зрение двумя глазами может восстановиться.

Борьба с помутнением хрусталика -- катарактой. Хрусталик состоит из прозрачных клеток эпителиальной ткани. С возрастом в этих клетках может возникнуть кристаллизация. Тогда прозрачность хрусталика нарушается -- возникает катаракта. Этому способствуют нарушения обмена веществ, травмы, отравления ртутьсодержащими веществами, радиоактивное облучение.

Учитель биологии. На предыдущем уроке вы начали знакомиться со строением органа зрения. Давайте вспомним этот материал. Для этого вы должны выполнить задание на карточке и ответить на вопросы.

Вопросы для повторения

- Зачем человеку нужно зрение?

- Какой орган выполняет эту функцию?

- Где расположен глаз?

- Назовите оболочки глаза и их функции.

- Назовите части глаза, которые защищают его от повреждений.

На доске висит таблица «Орган зрения», на учительском столе - модель «Глаз человека». Собрав карточки с ответами учащихся, учитель биологии проверяет их заполнение, совместно с учащимися называя и показывая части глаза на модели и плакате.

Учащимся раздается вторая карточка.

Учитель биологии. Основываясь на знании анатомического строения глаза, назовите, какие части глаза могут выполнять оптическую функцию.

(Учащиеся, обращаясь к модели глаза, приходят к выводу, что оптическая система глаза состоит из роговицы, хрусталика, стекловидного тела и сетчатки.)

Учитель физики. Какой оптический прибор вам напоминает хрусталик?

Учащиеся. Двояковыпуклую линзу.

Учитель физики. Какие виды линз вы еще знаете, и каковы их свойства?

Учащиеся. Двояковыпуклая линза - это собирающая линза, т.е. лучи, проходящие через линзу, собираются в одной точке, называемой фокусом. Двояковогнутая линза - это рассеивающая линза, лучи, проходящие через линзу, рассеиваются таким образом, что продолжение лучей собирается в мнимом фокусе.

(Учитель физики рисует (рис. 1) на доске, а учащиеся в тетради ход лучей в собирающей и рассеивающей линзе.)

Учитель физики. Каким будет изображение, если предмет находится за двойным фокусным расстоянием собирающей линзы?

(Учащиеся рисуют в тетрадях ход лучей в этом случае (рис. 2) и убеждаются в том, что изображение получается уменьшенное, действительное, перевернутое.)

Фронтальный эксперимент

На каждом столе у учащихся собирающая и рассеивающая линзы, источник тока, электрическая лампочка на подставке, ширма с прорезью в виде буквы Г, экран.

Учитель физики предлагает учащимся выбрать двояковыпуклую, т.е. собирающую, линзу и убедиться экспериментально, что собирающая линза дает перевернутое изображение. Учащиеся собирают установку (рис. 3) и, перемещая линзу относительно экрана, добиваются четкого изображения перевернутой буквы Г.

(Учащиеся убеждаются на опыте, что изображение действительное перевернутое и получается четко на экране только при определенном расположении экрана относительно линзы.)

Учитель биологии. Так как хрусталик, роговица и стекловидное тело - это собирающая линза, то оптическая система глаза дает перевернутое уменьшенное изображение, и мир мы должны видеть перевернутым. Что позволяет видеть предметы неперевернутыми?

Учащиеся. Нормальное, а не перевернутое видение предметов обусловлено их повторным «переворачиванием» в корковом отделе зрительного анализатора.

Учитель биологии. Предметы мы хорошо видим на разных расстояниях. Это происходит благодаря мышцам, которые присоединяются к хрусталику и, сокращаясь, регулируют его кривизну.

Учитель физики. Рассмотрим на опыте, как меняются свойства линзы в зависимости от ее кривизны. Чем меньше радиус кривизны, тем меньше фокусное расстояние, - такие линзы называются короткофокусными, линзы с маленькой кривизной, т.е. с большим радиусом кривизны, называются длиннофокусными (рис. 4).

Учитель биологии. При рассматривании близкорасположенных предметов у хрусталика уменьшается радиус кривизны, и он действует как короткофокусная линза. При рассматривании удаленных объектов у хрусталика увеличивается радиус кривизны, и он действует как длиннофокусная линза. И в том, и в другом случае это необходимо для того, чтобы изображение всегда фокусировалось на сетчатке. Способность четко видеть предметы, удаленные на разные расстояния, благодаря изменению кривизны хрусталика, называется аккомодацией (учащиеся записывают определение в тетради).

Существуют отклонения в строении глаза или же в работе хрусталика.

При близорукости изображение фокусируется перед сетчаткой вследствие избыточной кривизны хрусталика или же удлинения оси глаза. При дальнозоркости изображение фокусируется за сетчаткой вследствие недостаточной кривизны хрусталика или же укороченной оси глаза.

Учитель физики. Какие необходимы линзы для коррекции близорукости, а какие для коррекции дальнозоркости?

Учащиеся. Близорукость - рассеивающая линза, дальнозоркость - собирающая линза.

(Учитель физики демонстрацией опыта экспериментально доказывает справедливость выводов учащихся.)

Учитель биологии. Существует еще одно отклонение от нормы в работе оптической системы человеческого глаза - это астигматизм. Астигматизм - невозможность схождения всех лучей в одной точке, в одном фокусе. Это происходит из-за отклонений кривизны роговицы от сферической. Для коррекции астигматизма применяют цилиндрические линзы.

Глава 3. РАЗВИВАЮЩЕЕ-ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ТЕМЕ: «ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР»