Sistem optik mata

Mata manusia adalah sistem optik yang kompleks yang terdiri dari kornea, ruang anterior kelembaban, lensa dan vitreous. Kekuatan refraksi mata bergantung pada jari-jari kelengkungan permukaan anterior kornea, permukaan anterior dan posterior lensa, jarak antara mereka dan indeks bias kornea, lensa, kelembapan air dan humor vitreous. Kekuatan optik permukaan posterior kornea tidak diperhitungkan, karena indeks bias jaringan kornea dan kelembaban ruang anterior sama (diketahui bahwa pembiasan sinar hanya dimungkinkan pada batas media dengan indeks bias yang berbeda).

Secara konvensional kita dapat mengasumsikan bahwa permukaan mata yang membiaskan adalah bola dan sumbu optiknya bertepatan, yaitu mata adalah sistem yang terpusat. Pada kenyataannya, bagaimanapun, ada banyak kesalahan dalam sistem optik mata. Dengan demikian, kornea bersifat bola hanya di zona tengah, indeks bias lapisan luar lensa kurang dari yang di dalam, tingkat pembiasan sinar dalam dua bidang yang saling tegak lurus tidak sama. Selain itu, karakteristik optik di mata berbeda sangat bervariasi, dan tidak mudah untuk menentukannya. Semua ini membuat sulit untuk menghitung konstanta optik mata.

Untuk memperkirakan daya refraktif dari setiap sistem optik, unit konvensional digunakan - dioptry (disingkat - dptr). Kekuatan lensa dengan panjang fokus utama 1 m diterima untuk 1dpi. Diopter (D) adalah timbal balik dari focal length (F):

D = 1 / F

Akibatnya, lensa dengan panjang fokus 0,5 m memiliki kekuatan refraksi 2,0 D, 2 m adalah 0,5 D, dan seterusnya. Daya refraksi lensa cembung (pengumpul) dilambangkan dengan tanda tambah, cekung (hamburan) dengan tanda " minus ", dan lensa itu sendiri disebut positif dan negatif.

Ada teknik sederhana yang dengannya seseorang bisa membedakan lensa positif dari lensa negatif. Untuk melakukan ini, lensa harus diletakkan beberapa sentimeter dari mata dan gerakkan, misalnya pada arah horisontal. Saat melihat benda melalui lensa positif, citranya akan berbaur dengan arah berlawanan dengan gerak lensa, dan melalui lensa negatif, sebaliknya, ke arah yang sama.

Untuk perhitungan yang berkaitan dengan sistem optik mata, skema yang disederhanakan dari sistem ini diusulkan, berdasarkan pada nilai rata-rata konstanta optik yang diperoleh saat mengukur sejumlah besar mata.

Yang paling berhasil adalah mata yang dikurangi secara skematis , diusulkan oleh VK Verbitsky pada tahun 1928. Karakteristik utamanya: bidang utama menyentuh puncak kornea; jari-jari kelengkungan dari 6,82 mm terakhir; panjang poros anterior-posterior adalah 23,4 mm; jari-jari kelengkungan retina adalah 10,2 mm; indeks bias medium intraokular adalah 1,4; daya bias total adalah 58,82 D.

Seperti sistem optik lainnya, mata ditandai oleh berbagai penyimpangan (dari penyimpangan Latin aberratio) - cacat pada sistem optik mata, yang menyebabkan penurunan kualitas gambar objek pada retina. Karena penyimpangan bola, sinar yang berasal dari sumber titik cahaya tidak terkumpul pada titik, namun di beberapa zona pada sumbu optik mata. Akibatnya, lingkaran hamburan cahaya terbentuk di retina. Kedalaman zona ini untuk mata manusia "normal" berkisar antara 0,5 sampai 1,0 Dpt.

Akibat penyimpangan kromatik, sinar dari gelombang pendek dari spektrum (biru-hijau) berpotongan di mata pada jarak yang lebih kecil dari kornea daripada sinar dari bagian gelombang panjang spektrum (merah). Interval antara fokus sinar ini di mata bisa mencapai 1,0 Dpt.

Hampir semua mata memiliki satu penyimpangan lagi, karena kurangnya keserupaan ideal dari permukaan refraksi kornea dan lensa. Aspektisitas kornea, misalnya, dapat dihilangkan dengan menggunakan lempengan hipotetis yang, bila diaplikasikan pada kornea, mengubah mata menjadi sistem bola ideal. Tidak adanya bola yang mengarah pada distribusi cahaya yang tidak merata pada retina: titik bercahaya membentuk citra kompleks pada retina, dimana area penerangan maksimum dapat dialokasikan. Dalam beberapa tahun terakhir, pengaruh penyimpangan ini pada ketajaman visual maksimum dipelajari secara aktif, bahkan di mata "normal" dengan tujuan mengoreksi dan mencapai apa yang disebut penglihatan super (misalnya dengan menggunakan laser).

[1], [2], [3], [4], [5]

Pembentukan sistem optik mata

Pertimbangan organ penglihatan berbagai hewan dalam aspek ekologi membuktikan sifat adaptif pembiasan, yaitu pembentukan mata sebagai sistem optik yang memberikan orientasi visual yang optimal kepada hewan sesuai dengan karakteristik aktivitas vital dan habitatnya. Rupanya, itu tidak disengaja, tapi secara historis dan ekologis dikondisikan, fakta bahwa seseorang ditandai terutama oleh pembiasan, dekat dengan emmetropi, yang paling memberi penglihatan yang jelas tentang objek jarak jauh dan dekat sesuai dengan beragam aktivitasnya.

Diamati di sebagian besar orang dewasa pendekatan biasa pembiasan untuk emmetropia tercermin dalam korelasi terbalik tinggi antara komponen anatomi dan optik mata dalam perjalanan pertumbuhannya cenderung kombinasi aparat optik daya bias lebih besar dengan anterior-posterior sumbu pendek, dan sebaliknya, daya bias lebih rendah dengan sumbu yang lebih panjang. Karena itu, pertumbuhan mata merupakan proses yang diatur. Pertumbuhan mata harus dipahami bukan hanya peningkatan ukurannya yang sederhana, namun pembentukan bola mata yang diarahkan sebagai sistem optik yang kompleks di bawah pengaruh kondisi lingkungan dan faktor keturunan dengan karakteristik spesies dan individunya.

Dari dua komponen - anatomis dan optik, kombinasi yang menentukan pembiasan mata, anatomis (khususnya, ukuran sumbu anteroposterior) jauh lebih "mobile". Melalui itu, terutama, dan / mengatur pengaruh tubuh pada pembentukan pembiasan mata.

Telah ditetapkan bahwa di mata yang baru lahir, secara umum, memiliki pembiasan yang lemah. Seiring perkembangan anak, pembiasan meningkat: tingkat hipermetropia menurun, hypermetropia yang lemah masuk ke emmetropia dan bahkan ke dalam miopia, dan mata emmetropik menjadi terlihat pendek dalam beberapa kasus.

Pada 3 tujuan pertama kehidupan anak, mata tumbuh secara intensif, seperti pembiasan kornea dan panjang sumbu anteroposterior, yang mencapai 22 mm x 5-7 tahun, yaitu sekitar 95% ukuran mata orang dewasa. Pertumbuhan bola mata berlangsung hingga 14-15 tahun. Pada usia ini, panjang sumbu mata mendekati 23 mm, dan daya refraksi kornea adalah 43,0 Dpt.

Seiring pertumbuhan mata, variabilitas refraksi klinisnya menurun: perlahan meningkat, yaitu bergeser ke arah emmetropia.

Pada tahun-tahun pertama kehidupan anak, hiperopia adalah tipe pembiasan yang dominan. Seiring bertambahnya usia, prevalensi hiperopia menurun, dan pembesaran emmetropik dan rabun jauh meningkat. Kejadian miopia meningkat secara mencolok, dimulai dari 11 sampai 14 tahun, mencapai sekitar 30% pada usia 19-25. Bagian dari rabun dekat dan emmetropia pada usia ini masing-masing sekitar 30 dan 40%.

Meskipun indikator kuantitatif dari prevalensi beberapa jenis pembiasan mata pada anak-anak, yang diberikan oleh penulis yang berbeda, sangat bervariasi, pola umum perubahan perubahan mata di atas dengan bertambahnya usia.

Saat ini, upaya dilakukan untuk menetapkan usia rata-rata pembiasan mata pada anak-anak dan menggunakan indikator ini untuk memecahkan masalah praktis. Namun, karena analisis data statistik menunjukkan, perbedaan besaran pembiasan pada anak-anak pada usia yang sama sangat signifikan sehingga norma tersebut hanya dapat bersyarat.

[6], [7], [8]