OCHIUL-DEFECTE DE VEDERE

CALCULAREA DIOPTRIILOR PENTRU CORECTAREA VEDERII

A) OCHIUL OMENESC

Din punct de vedere anatomic ,ochiul este un organ deosebit de complex, prin intermediul caruia imaginile corpurilor se transforma in senzatii vizuale.

Din punct de vedere optic, ochiul poate fi considerat un sistem optic centrat, deoarece are tesuturi transparente care conduc lumina si formeaza imagini reale pe retina.

Globul ocular are forma aproape sferica avand diametrul de aproximativ 2,5 cm.

Ochiul este compus din sclerotica si coroida, tesuturi subtiri , rezistente, in care se gasesc urmatoarele piese optice:

Cornee

Umoare apoasa

Cristalinul

Irisul

Umoare sticloasa (vitroasa)

Retina

Nervul optic.

Membrana exterioara a ochiului sclerotica, este opaca peste tot cu exceptia portiunii din fata, care este un tesut transparent de forma unei calote sferice, numita cornee. Ea protejeaza cristalinul de corpurile straine : praf, fum, ceata, etc.

Lumina patrunde in ochi prin cornee si strabate cele trei medii transparente:

umoarea apoasa lichid situat in spatele corneei ,cu indice de refractie n=1,33;

cristalinul - tesut transparent situat la 4 mm in spatele corneei, cu n=1,405 are forma lenticulara si indeplineste aceleasi functii ca si o lentila convergenta , deosebindu-se de cele de sticla prin aceea ca are distanta focala variabila.

Muschii ciliari ai cristalinului prin contractie sau extensie pot modifica raza de curbura si deci distanta focala. Cristalinul este elementul esential din punct de vedere optic.

umoarea sticloasa(vitroasa) mediu optic cu n=1,33 ce conduce lumina pe retina.

Retina este o membrana subtire formata din celule senzoriale (terminatii ale nervului optic), care percep lumina , numite conuri si bastonase. Conurile sunt specializate in perceperea luminii din timpul zilei, capabile sa dea senzatii diferite pentru diferite culori. Bastonasele sunt specializate in perceperea luminii de intensitate slaba practic incapabile sa distinga culorile.

Irisul este o membrana (ai carei pigmenti dau culoarea ochilor) care in centru are o deschidere circulara de diametru variabil numita pupila. La lumina mai intensa irisul isi micsoreaza pupila pentru a proteja retina.

Vedem obiecte aflate la distante diferite fata de ochi datorita capacitatii de acomodare a cristalinului. La ochiul normal, imaginea unui obiect situat la infinit se formeaza pe retina la 15 mm de cristalin, distanta egala cu distanta focala a acestuia:

f=0,015 m

C=1/0,015=66,66 δ (convergenta minima a cristalinului).

Cand privim un obiect mai apropiat, cristalinul isi micsoreaza distanta focala. Modificarea distantei focale (deci si a convergentei) in scopul aducerii pe retina a imaginii se numeste acomodare.

Valorile maxima si minima ale distantei focale produsa de muschii oculari in scopul aducerii pe retina a imaginii caracterizeaza o marime numita putere de acomodare(notata cu A sau cu ΔC):

A ═ 1/f_min 1/f_max ; ΔC = C_max-C_min.

Pentru ΔC~4δ, puterea de acomodare este normala.

Cristalinul deci nu se poate bomba oricat si de aceea obiectul poate fi adus doar pana la o anumita distanta minima -distanta minima de vedere- sub care ochiul nu mai poate forma imaginea pe retina.

Acomodarea ochiului este deci posibila intre:

Un punct situat la o distanta maxima-punctul remotum X_R care, pentru ochiul normal, este la infinit (practic, peste 15m ochiul priveste fara acomodare).

Un punct situat la o distanta minima-punctul proximum X_P este de 10-l5 cm la tineri si aproximativ 25 cm la adulti ( ochiul priveste cu acomodare maxima).

Un ochi normal distinge cele mai multe detalii ale unui obiect daca acesta se afla la o distanta de aproximativ 25 cm, numita distanta vederii optime δ.

B. DEFECTE DE VEDERE

Oamenii cu putere de acomodare mica se g ca au vederea slabita, intelegand o vedere scurta (miopia) sau lunga (hipermetropia sau prezbitismul).

La ochiul prezbit ca si la cel hipermetrop sau miop, aceasta putere de acomodare este mica, de una, doua dioptrii.

MIOPIA

Ochiul miop nu vede clar obiectele indepartate, imaginea punctelor de lainfinit se formeaza in fata retinei, fie fiindca ochiul e mai alungit, fie datorita bombarii remanente a cristalinului.

Retina f0

fc

F

X2

Distanta focala mai mica decat la ochiul normal este rezultatul unei activitati indelungate, inca din copilarie, la distanta mica de ochi ; uneori se mosteneste si mai rar se capata prin boala.

Ochiul miop are si punctul remotum si punctul proximum mai apropiate decat ochiul normal. El nu poate vedea clar obiecte mai departate decat punctul sau remotum. Deci miopii nu vad bine la departare , dar vad foarte bine obiectele situate la distanta mica de ochi. Acesta este un inconvenient major si se corecteaza cu lentile divergente.

Sa analizam prin doua metode modul de corectare a punctului remotum aflat la distanta Xr (conform conventiei geometrice de semne Xr <0).

Metoda I :

Aplicam formula lentilelor cristalinului, cu distanta focala fc, aflat la distanta X₂ de retina:

1/X₂ 1/X_R =1/fc (1)

Sistemul de lentile format din cristalin cu distanta focala fc si ochelari cu distanta focala f₀, trebuie sa fixeze pe retina un obiect situat la infinit:

1/X2-l/∞=1/fc+1/f0 (2).

T 1/f₀ 1/X_R < 0 ; fo < 0 lentila divergenta.

Metoda a II-a:

Lentila ochelarilor trebuie sa formeze imaginea unui obiect aflat la ∞, in punctul remotum, de unde cristalinul poate s-o fixeze pe retina.

1 1 1 T fo ═ X_R < 0.

X_R ∞ fo

HIPERMETROPIA SI PREZBITISMUL

Ochiul hipermetrop este mai turtit decat cel normal astfel incat focarul sau se afla in spatele retinei.

La defectul de prezbitism puterea de acomodare slabeste cu varsta sau din cauza bolilor, cristalinul pastrand , datorita obisnuintei de a privi in departare , o distanta focala mare (slabeste capacitatea de bombare a cristalinului).

Cand priveste obiectele mai apropiate, imaginea se formeaza in spatele retinei si prezbitul nu mai vede clar ; datorita sclerozarii muschilor oculari, cristalinul nu mai poate fi bombat, deci imaginea nu mai poate fi adusa pe retina.

La defectul de hipermetropie se produc aceleasi efecte, dar cauza se datoreaza fie bolii, fie provine din nastere.

Deci hipermetropia si prezbitismul sunt defectiuni ale cristalinului, care nu poate pune la punct pe retina imaginea obiectelor apropiate. Trebuie corectat punctul proximum.

Metoda I

Aplicam formula lentilelor cristalinului cu distanta focala fc, aflat la distanta X₂ de retina:

1 1 1 (1)

X₂ X_p fc

Sistemul de lentile cristalin (fc) si ochelari (fo) trebuie sa puna la punct pe retina imaginea unui obiect situat la distanta minima de vedere distincta d 25 cm (conform conventiei geometrice de semne).

1 1 1 1 (2)

X₂ d fc fo

1 1 1 1 d - Xp 0

T fo d Xp fo Xp d

Deci hipermetropul si prezbitul trebuie sa poarte ochelari cu lentile convergente.

Metoda a II-a

Lentila ochelarilor trebuie sa formeze imaginea unui obiect aflat la distanta

d (< 0) in punctul proximum, de unde cristalinul poate s-o fixeze pe retina.

1 1 1 1 d - Xp

Xp d fo fo Xo d Xp > d

BIBLIOGRAFIE:

Doina Turcitu, Magda Panaghianu, Marian Serban Fizica Editura Radical 2004;

Cornelia Trutia, Aurel Popescu, Nicoleta Eseanu,Jean Vinersan, Octavian Rusu Fizica -Teste pentru admitere in invatamantul superior , Editura Universitara Carol Davila , Bucuresti , 1999;

Constantin Ceacar Preparatii de optica Editura Universitatii din Bucuresti 1997;

Didona Niculescu Complemente de fizica pentru liceu, bacalaureat, admitere Editura Eficient 1997;

Anatolie Hristev Probleme de fizica pentru licee, bacalaureat si admitere in facultati, vol. IV Editura APH, 1999.