Вади оптичної системи ока та їх компенсація.

Око як оптична система не позбавлене недоліків- реагує тільки на видиме випромінювання, тому сприймає приблизно 90% усієї зорової інформації- схильне до багатьох захворювань; зокрема найбільш поширеними є короткозорість і далекозорість.

Коли людина довго читає, очі втомлюються, а під час прогулянки – відпочивають; коли розглядати близькі предмети то потрібно напружувати зір, а коли дивитися вдалину – напруга зникає. Напруга та розслаблення і регуюють акомодацію. Повне розслабнення спричиняє майже плоску форму кришталика і око стає акомодованим на далекі предмети. При напруженні він навпаки стає більш опуклим, і око фокусується на меншу відстань.

Короткозорість — це захворювання, при якому предмети і зображення, розташовані далеко, сприймаються нечітко. Відбувається це внаслідок того, що світлові промені фокусуються не так на сітківці ока, а перед нею. Найчастіше причиною такого порушення є збільшення розміру очного яблука, однак зустрічаються й випадки рефракційної короткозорості — коли рогівка ока має занадто велику заломлюючу силу. Один з найпоширеніших способів корекції короткозорості окуляри і контактні лінзи. Вони допомагають на деякий час компенсувати дефекти зору, але не позбавляють від короткозорості.

Далекозорість (гіперметропія) - це порушення зору, при якому зображення предмета формується не на сітківці (що необхідно для нормального зору), а за нею. При цьому людина погано бачить поблизу й досить добре вдалині. При високому ступені далекозорості віддалені предмети також погано видно. Очне яблуко найчастіше неправильною, стиснутої форми. Заходи профілактики далекозорості багато в чому схожі з заходами профілактики, що застосовуються при короткозорості. Необхідно дотримуватися рухливий спосіб життя, часто перебувати на свіжому повітрі, правильно харчуватися. Харчування має бути збалансованим і насиченим різними вітамінами (А, С, В1, В2, В6, В12) і мікроелементами (Zn, Mn, Cu, Cr та ін.). для дітей можливий підбір окулярів а вже для старших людей – лазерна корекція або збірною лінзою. Однак корекція ускладняється якщо окові властивий астигматизм. Правильний астигматизм зумовлений несферичністю поверхні рогівки і виправляється астигматичною лінзою. У хірургії далекозорості застосовується метод рефракційної заміни кришталика: в цьому випадку проводиться видалення власного кришталика ока і його заміна на інтраокулярної лінзи необхідної оптичної сили. Рефракційна заміна кришталика використовується, в тому числі, і при віковій далекозорості.

91.Біофізичні основи зорової рецепції. На сітківці ока розташовані зорові рецепторні клітини. Шар, у якому наявні світлочутливі елементи, розміщений глибоко в сітківці та відділений від хоріоїдеї тонким пігментним шаром. Кожна паличка і колбочка складається із зовнішнього сегмента, що вміщує ядро і мітохондрії, які забезпечують енергетичні процеси у фоторецепторній клітині. До рецепторних клітин безпосередньо прилягає шар біполярних нейронів, сполучених з гангліозними клітинам, а їхні відростки – волокна зорового нерва. Під дією світла у фоторецепторі виникає збудження, що передається через біполярну та гангілозну клітини на волокна зорового нерва. Зовніші сегменти фоторецепторів мають вигляд стовпчиків з дисків. Кожний диск складається з подвійнох білково-ліпідної мембрани. Міждискові проміжки відповідають цитоплазмі клітини і містять калій у високій концентрації, внутрішньо дискові проміжки багаті на натрій. Отже, зовнішні сегменти фоторецепторів мають структури, які зумовлюють градієнт концентрації К+ та Na+. Цей градієнт підтримується процесами активного транспорту.Під дією світла у фоторецепторах виникають біопотенціали,величина яких залежить від інтенсивності світла. У стані спокою різниця потенціалів приблизно становить 40 мВ, а під час збудження вона сягає 80 мВ. Зростання різниці потенціалів – гіперполяризація – зумовлене зменшенням проникності мембрани для йонів Na. Це зумовлює виникнення імпульсів у нервових волокнах. Сприйняття світла починається з поглинання його молекулами світлочутливих пігментів білків, розміщених у зовнішніх сегментах паличок і колбочок. У паличках наявний зоровий пігмент родопсин, а в колбочках-йодопсин. Сприйняття квантів світла зумовлює розпад родопсину й утворення ретиналю, що спричиняє збудження рецепторної клітини. Далі відбувається підготовка до наступного сприйняття квантів світла.

92.Механізми поглинання світла. Основи характеристики поглинання світла (інтенсивність, показник поглинання, оптична густина середовища,коефіцієнт поглинання) Світлова хвиля, проходячи через речовину, втрачає частину енергії. Ця енергія частково переходить в енергію руху атомів,тобто у внутрішню енергію вторинних хвиль, зумовлених електронами. Внаслідок цього інтенсивність світла, яке проходить через речовину,зменшується-світло поглинається в речовині. Поглинання світла описується законом Бугера-Ламберта, згідно з яким інтенсивність світла в міру проходження через середовище зменшується за експоненціальним законом: І=І0е-kl. Лінійний коефіцієнт поглинання-показник який залежить від природи та стану середовища,а також від довжини хвилі світла. Інтенсивність поглинання світла залежить від концентрації молекул, з якими взаємодіє світло. Показник поглинання за низьких концентрацій прямо пропорційний концентрації речовини в розчині (Закон Бера) k=xc. Поглинанням (або абсорбцією)світла називається втрата енергії світлової хвилі, яка проходить через речовину, внаслідок перетворення енергії хвилі в різні види внутрішньої енергії речовини або в енергію вторинного випромінювання світла іншого напряму і спектрального складу. Поглинання світла може приводити до нагрівання, іонізації або збудження атомів і молекул речовини, до фотохімічних процесів, до деформації та ін. Крім того, поглинання може супроводитися розсіянням і індуктивним випромінюванням (лазерним). Коефіціє́нт поглина́ння — кількісна характеристика зменшення інтенсивновсті випромінювання при проходженні через середовище. Коефіцієнт поглинання може характеризувати згасання випромінювання будь-якої природи, наприклад, світла чи звуку. Прийняте позначення - α.

Оптична густина оптичного елемента — безрозмірна міра поглинання елемента для даної довжини хвилі λ:[1]

Чим більша оптична густина, тим менше пропускання. Оптична густина також пропорційна коефіцієнту поглинання (α):

, де L — довжина зразка.

93.Принцип концентраційної колориметрії. Закон Люмберта-Бугера-Бера.
На законі Бугера-Ламберта-Бера грунтується один із методів визначення концентрації речовини в забарвлених розчинах(концентраційна колориметрія).Із цієї формули D=x`cd випливає, що для розчинів однієї і тієї ж речовини оптична густина прямо пропорційна добуткові концентрації розчину на товщину шару. Два розчини однієї речовини з концентраціями с₁ і с₂ і товщинами шарів відповідно d₁ і d₂ поглинають світло однаково, тобто їхні оптичні густини рівні D ₁ = D ₂.Виконується таке співвідношення: с₁d₁= с₂d₂. Отже у цьому випадку концентрації розчинів обернено пропорційні товщинам шарів. Це співвідношення лежить в основі концентраційної колориметрії.

Закон Бугера-Ламберта-Бера лежить в основі методу концентраційної колориметрії – фотометричного методу визначення концентрації речовини у забарвленому розчині.Якщо два розчини певної речовини поглинають світло однаково, то відношення їх концентрацій обернено пропорційне відношенню довжин оптичних кювет.

Будова колориметра. Світло від джерела S, проходячи через конденсорну лінзу, падає на дві склянки, одна з яких наповнена стандартним розчином, а інша – досліджуваним розчином. Висоти шарів розчинів регулюються за допомогою скляних стовпчиків – плунжерів.

Проходячи через рідини і плунжери, світло потрапляє на призму, а потім - у поле зору спостерігача.

94.Механізм розсіюва ння світла. Закон Релея. Нефелометрія.
Розсіяння світла-це перетворення світла речовиною, яке супроводжується зміною напряму його поширення, що виявляється як невласне світіння речовини. Це світіння зумовлене вимушеними коливаннями електронів у атомах середовища за спливу падаючого світла. Світло розсіюється в оптично неоднорідних середовищах, показник заломлення яких хаотично змінюється від точки до точки внаслідок флуктуацій густини середовища або наявності у ньому домішок малих частинок. Розсіяння світла зумовлене тим, що вторинні хвилі від розсіювальних частинок не мають певних різниць фаз і в усіх напрямах більш-менш підсилюють одні одних. Так виникає світло, розсіяне в різні боки. Для розсіяного світла виконується Закон Релея, згідно з яким інтенсивність розсіяного світла обернено пропорційна четвертому ступеню довжини хвилі. Нефелометрія-фотометричний метод визначення концентрації речовини в колоїдному розчині.Інтенсивність розсіяного світла в таких середовищах за певних умов пропорційна кількості частинок, концентрації розчину.
НЕФЕЛОМЕТРІЯ (греч. nephelе — хмара) — метод кількісного аналізу, що базується на вимірюванні інтенсивності світлового потоку, розсіяного диспергованими частинками під певним кутом (напр. 90 °). При нефелометричних визначеннях вимірюють інтенсивність світла, що розсіюється в напрямку, перпендикулярному до напрямку первинного пучка. Інтенсивність світлового потоку, що розсіюється невеликими твердими частками суспензії, описана у рівнянні Релея:

,

де I та I₀ — інтенсивність світла, що розсіюється і падає відповідно; F — функція, що залежить від показника заломлення частинок у розчині; N — загальна кількість частинок у суспензії; V — об’єм частинки; λ — довжина хвилі світла, що падає; r — відстань до спостерігача; β — кут між напрямком світла, що падає і розсіюється.

Нефелометричні визначення проводять при певних значеннях F, V, ρ, β, тому, поєднуючи їх в одну константу, можна записати: , тобто інтенсивність розсіяного світлового потоку прямо пропорційна кількості частинок у суспензіях, — концентрації частинок, що знаходяться в розчині. Для 2 розчинів з частинками однакової форми і розмірів відношення інтенсивності розсіяного світла пропорційне відношенню концентрації частинок: . Це рівняння використовують при нефелометричних визначеннях. Ці визначення мають високу чутливість, але не набули широкого застосування у зв’язку з трудністю одержання однакових за розмірами частинок суспензії. Вимірювання проводять за допомогою нефелометрів — приладів, які аналогічні за конструкцією фотометрам, але мають пристрій для спостерігання розсіяного світла під кутом 90 ° до напрямку променя, що падає. Кількісні вимірювання проводять з використанням калібрувальної кривої.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: