Строение и работа глаза. Из чего состоит глаз человека? Строение глаза. Радужная оболочка со зрачком

Глаз человека – это парный орган, обеспечивающий функцию зрения. Свойства глаза разделяются на физиологические и оптические , потому изучаются физиологической оптикой – наукой, находящейся на стыке биологии и физики.

Глаз по форме напоминает шар, поэтому его называют глазным яблоком .

В черепе имеется глазница – место расположения глазного яблока. Значительная его поверхность защищена там от повреждений.

Глазодвигательные мышцы обеспечивают двигательную способность глазного яблока. Постоянное увлажнение глаза, создающее тонкую защитную пленку, обеспечивается слезными железами.

Строение глаза человека – схема

Структурные части глаза

Информация, которую получает глаз, – это свет , отраженный от предметов. Конечный этап – это информация, поступающая в мозг, который, собственно и “видит” предмет. Между ними находится глаз – непостижимое чудо, сотворенное природой.

Фото с описанием

Первая поверхность, на которую попадает свет, – . Это “линза”, преломляющая падающий свет. Наподобие этого природного шедевра сконструированы части различных оптических приборов, например, фотоаппаратов. Роговица, имеющая сферическую поверхность, фокусирует все лучи в одной точке.

Но до окончательного этапа световым лучам приходится пройти длинный путь:

Свет проходит сначала переднюю камеру с бесцветной жидкостью.
Лучи падают на , определяющую цвет глаз.
Лучи проходят затем через – отверстие, находящееся в центре радужной оболочки. Боковые мышцы способны расширять или сужать зрачок в зависимости от внешних обстоятельств. Слишком яркий свет может глазу навредить, поэтому зрачок сужается. В темноте – расширяется. Диаметр зрачка реагирует не только на степень освещенности, но и на различные эмоции. Например, у человека, испытывающего страх или боль, зрачки становятся больше. Эта функция называется адаптацией .
В задней камере расположено следующее чудо – хрусталик . Это биологическая двояковыпуклая линза, задача которой – сфокусировать лучи на сетчатке, выполняющей роль экрана. Но, если стеклянная линза имеет постоянные размеры, то радиусы хрусталика имеют возможность изменяться при сжатии и расслаблении окружающих мышц. Эта функция называется аккомодацией . Заключается она в способности видеть резко, как удаленные, так и близкие предметы, меняя радиусы хрусталика.
Между хрусталиком и сетчаткой пространство занято стекловидным телом . Лучи проходят сквозь него спокойно, благодаря его прозрачности. Стекловидное тело помогает сохранять форму глаза.
Изображение предмета отображается на сетчатке , но в перевернутом виде. Таким оно получается из-за строения “оптической схемы” прохождения лучей света. В сетчатке эта информация перекодируется в электромагнитные импульсы, после чего они обрабатываются мозгом, переворачивающим изображение.

Таково внутреннее строение глаза и путь светового потока внутри него.

Видео:

Оболочки глаза

В глазном яблоке имеется три оболочки:

Фиброзная – является наружной. Защищает, придает глазу форму. На ней крепятся мышцы.

Состав :

– передняя часть. Являясь прозрачной, пропускает внутрь глаза лучи.
Склера белого цвета – задняя поверхность.

2. Сосудистая оболочка глаза – ее строение и функции можно увидеть на рисунке выше. Является средней “прослойкой”. Кровеносные сосуды, имеющиеся в ней, обеспечивают кровоснабжение и питание.

Состав сосудистой оболочки:

Радужка – отдел, находящийся спереди, в центре его расположен зрачок. Цвет глаз зависит от содержания в радужной оболочке пигмента меланина. Чем больше меланина, тем темнее цвет. Содержащиеся в радужке гладкие мышцы изменяют размер зрачка;
Ресничное тело. За счет мышц изменяет кривизну поверхностей хрусталика;
Сама сосудистая оболочка – находится сзади. Пронизана множеством мелких кровеносных сосудов.

Сетчатка – является внутренней оболочкой. Строение сетчатки глаза человека весьма специфично.

Она имеет несколько слоев, обеспечивающих разные функции, основная из которых – восприятие света .

Содержит палочки и колбочки – светочувствительные рецепторы. Функционируют рецепторы по-разному в зависимости от времени дня или освещения в помещении. Ночь – это время палочек, днем активизируются колбочки.

Веко

Хотя веки и не входят в состав зрительного органа, рассматривать их имеет смысл только в совокупности.

Назначение и строение века глаза:

Внешний вид

Веко состоит из мышц, покрытых кожей, с ресницами на краю.

Назначение

Основная цель – это защита глаза от агрессивной внешней среды, а также постоянное увлажнение.

Функционирование

Благодаря наличию мышц веко может легко двигаться. При регулярном смыкании верхнего и нижнего века совершается увлажнение глазного яблока.

Веко состоит из нескольких элементов:

наружная кожно-мышечная ткань;
хрящ, служащий для поддержания века;
конъюнктива, представляющая собой слизистую ткань и имеющая слезные железы.

Нетрадиционная медицина

Одним из методов нетрадиционной медицины, основанной на строении глаза, является иридодиагностика. Схема радужной оболочки помогает врачу поставить диагноз при различных заболеваниях в организме:

Такой анализ основан на предположении, что разные органы и участки тела человека соответствуют определенным областям на радужной оболочке. Если орган заболел, то это отражается на соответствующем участке. По этим изменениям можно узнать диагноз.

Значение зрения в нашей жизни трудно переоценить. Чтобы оно и дальше служило нам, необходимо ему помогать: носить очки для коррекции зрения, если это требуется, и солнцезащитные очки при ярком солнце. Важно понимать, что со временем происходят возрастные изменения, которые можно задержать только .

Глаза человека - это сложнейшая оптическая система, состоящая из множества функциональных элементов. Благодаря их слаженной работе мы воспринимаем 90 % поступающей информации, то есть именно от зрения по большей части зависит качество нашей жизни. Знание особенностей строения глаза поможет нам лучше понять его работу и важность здоровья каждого из элементов его структуры.

Как устроены глаза человека, многие помнят еще со школы. Основными частями являются роговица, радужная оболочка, зрачок, хрусталик, сетчатка, макула и зрительный нерв. К глазному яблоку подходят мышцы, обеспечивающие им согласованное движение, а человеку - качественное объемное зрение. Как же взаимодействуют между собой все эти элементы?

Устройство глаза человека: взгляд изнутри

Устройство глаза напоминает мощную линзу, которая собирает лучи света. Эту функцию выполняет роговица - передняя прозрачная оболочка глаза. Интересно, что ее диаметр увеличивается с рождения и до 4 лет, после чего не изменяется, хотя само яблоко продолжает расти. Поэтому у маленьких детей глаза кажутся больше, чем у взрослых. Пройдя сквозь нее, свет достигает радужной оболочки - светонепроницаемой диафрагмы глаза, в центре которой находится отверстие - зрачок. Благодаря его способности сужаться и расширяться наш глаз может быстро адаптироваться к свету разной интенсивности. Из зрачка лучи попадают на двояковыпуклую линзу - хрусталик. Его функция заключается в преломлении лучей и фокусировке изображения. Хрусталик играет важную роль в составе светопреломляющего аппарата, поскольку способен настраиваться на видение объектов, расположенных на разном расстоянии от человека. Такое устройство глаза позволяет нам хорошо видеть и вблизи, и вдали.

Многие из нас со школы помнят о таких частях человеческого глаза, как роговица, зрачок, радужка, хрусталик, сетчатка, макула и зрительный нерв. В чем же заключается их предназначение?

Перевернутый мир

Из зрачка лучи света, отраженные от предметов, проецируются на сетчатку глаза. Она представляет некое подобие экрана, на котором «передается» изображение окружающего мира. Интересно, что изначально оно является перевернутым. Так, земля и деревья передаются на верхнюю часть сетчатки глаза, солнце и облака - на нижнюю. То, на что в данный момент направлен наш взгляд, проецируется на центральную часть сетчатки (ямку фовеа). Она в свою очередь является центром макулы, или зоны желтого пятна. Именно этот участок глаза отвечает за ясное центральное зрение. Анатомические особенности фовеа определяют ее высокую разрешающую способность. У человека имеется по одной центральной ямке, у ястреба - по две в каждом глазу, а, например, у кошек она и вовсе представлена длинной зрительной полоской. Именно поэтому зрение некоторых птиц и животных более острое, чем у нас. Благодаря такому устройству наши глаза четко видят даже мелкие предметы и детали, а также различают цвета.

Палочки и колбочки

Отдельно стоит упомянуть о фоторецепторах сетчатки глаза - палочках и колбочках. Они помогают нам видеть. Колбочки отвечают за цветное зрение. В основном они сосредоточены в центре сетчатки. Их порог чувствительности выше, чем у палочек. С помощью колбочек мы видим цвета при условии достаточного освещения. Палочки также расположены в сетчатке, но их концентрация максимальна на ее периферии. Данные фоторецепторы активны при тусклом освещении. Именно благодаря им мы можем различать объекты в темноте, но не видим их цвета, поскольку колбочки остаются неактивными.

Чудо зрения

Чтобы мы видели мир «правильно», к работе глаза должен подключиться мозг. Поэтому информация, которая была собрана светочувствительными клетками сетчатки, передается зрительному нерву. Для этого она преобразуется в электрические импульсы. По нервным тканям они передаются от глаза в мозг человека. Именно здесь начинается анализаторская работа. Мозг обрабатывает поступившую информацию, и мы воспринимаем мир таким, какой он есть - солнце в небе сверху, а под ногами - земля. Чтобы проверить этот факт, можно надеть на глаза специальные очки, переворачивающие изображение. Через какое-то время мозг приспособится, и человек снова будет видеть картинку в привычном для себя ракурсе.

В результате описанных процессов наши глаза способны видеть окружающий мир во всей его полноте и яркости!

Больше 80% всей информации, которую мы получаем от окружающей действительности, приходит по каналам зрительного восприятия: проще говоря, мы этот мир в основном видим. Остальные чувства вносят гораздо меньший вклад в дело познания, и, лишь лишившись зрения, человек может с удивлением обнаружить, какой богатый потенциал у него есть.

Мы настолько привыкли смотреть и видеть, что даже не задумываемся, как это происходит. Давайте полюбопытствуем и обнаружим, что механизмы зрения очень похожи на технику фотографии, а строение и функции глаза - один в один обыкновенная фотокамера.

Устройство глаза человека

Человеческий орган зрения имеет форму маленького шарика. Начнем изучать его анатомию снаружи и будем продвигаться к центру:

Сверху расположен плотный слой белой соединительной ткани - склера. Он защищает глаз со всех сторон, кроме внешней, непосредственно обращенной в мир. Здесь склера переходит в роговицу, а место их соединения называется лимб. Если вы ткнете себя пальцем в открытый глаз, то попадете именно в роговицу .
Следующий слой - густая сеть тонких сосудов. Клетки органа должны обильно снабжаться питательными веществами и кислородом, чтобы работать в полную силу, поэтому капилляры неустанно приносят сюда кровь. В передней части сосудистая оболочка отделена от роговицы полостью, заполненной жидкостью. Это передняя камера глаза. Есть еще и задняя, но об этом позже. Водянистую жидкость продуцируют цилиарные (ресничные) тела, расположенные на границе сосудистой оболочки и радужки.
На передней части глаза сосудистая оболочка сменяется радужной. Это очень тонкий и практически непроницаемый для света слой. Пигментные клетки окрашивают его, определяя цвет глаз человека. В самом центре радужки есть отверстие - зрачок. Он способен увеличиваться и уменьшаться в зависимости от степени освещенности. Управляют этими изменениями круговые и радиальные мышцы.
Сразу за радужной оболочкой находится небольшая задняя камера глаза, также заполненная жидкостью цилиарного тела.
После нее располагается хрусталик , подвешенный на связках. Это двояковыпуклая прозрачная линза, способная с помощью мышц изменять свою кривизну.
Третья оболочка глаза, расположенная под сосудистой, - нервная, называемая сетчаткой. Она покрывает глазное яблоко со всех сторон, кроме передней, оканчиваясь около радужки. Сзади из сетчатки выходит толстое сплетение нервных волокон - зрительный нерв . Место его непосредственного выхода называется слепым пятном.
Всю центральную часть заполняет прозрачное желеобразное вещество, названное стекловидным телом.

Схема строения глаза человека в разрезе приведена на рисунке. Здесь можно увидеть обозначения основных структур глаза:

Инфраструктура

Глаз - орган крайне хрупкий и ужасно важный, поэтому его нужно обильно питать и надежно защищать. Питание обеспечивает широкая капиллярная сеть, защиту - все окружающие структуры:

кости. Глаза располагаются в углублениях черепа - глазницах, снаружи остается лишь крохотная часть органа;
веки. Тонкие складки кожи защищают от физических воздействий, пыли и яркого света. Их внутренняя поверхность покрыта тонкой слизистой оболочкой - конъюнктивой, которая обеспечивает легкое скольжение век по поверхности глазного яблока;
волоски. Брови и ресницы препятствуют попаданию пота, пыли и мелких частиц;
секреты желез. Вокруг глаза располагается большое количество слизистых, а также слезные железы. Вещества, входящие в состав их секретов, защищают орган от физических, химических и биологических факторов.

Глаза - необычайно деловые органы. Они все время двигаются, поворачиваются, сжимаются. Чтобы все это делать, требуется мощный мышечный аппарат , представленный шестью наружными глазодвигательными мышцами:

медиальная двигает глаз к центру;
латеральная - разворачивает вбок;
верхняя прямая и нижняя косая - поднимают;
нижняя прямая и верхняя косая - опускают;
слаженная работа верхней и нижней косых мышц управляет движениями по кругу.

Оптическая система

Внутреннее строение человека - результат работы самого искусного мастера на свете - природы. Некоторые механизмы и системы организма поражают воображение своей сложностью и филигранной точностью. А вот глаз работает достаточно просто , люди с давних времен умеют делать нечто похожее:

Падающий свет отражается от предмета и попадает на роговицу. Это первый рубеж преломления.
Сквозь жидкость передней камеры поток фотонов достигает радужки. Дальше он пройдет не весь. Какой процент света попадет внутрь и будет обработан сетчаткой, определяет зрачок. Он сужается и расширяется в зависимости от внешних условий. В целом радужка работает как диафрагма фотоаппарата.
Преодолев еще одно препятствие - заднюю глазную камеру , свет попадает на линзу хрусталика, которая собирает его в один тонкий пучок и фокусирует на сетчатой оболочке. С помощью мышц хрусталик может изменять свою кривизну - этот процесс называется аккомодацией и обеспечивает формирование четкой картинки на разных расстояниях. С возрастом хрусталик уплотняется и уже не может работать в полную силу. Развивается старческая дальнозоркость - глаз не может сфокусироваться на близких предметах, и они кажутся расплывчатыми.
На пути к сетчатке сфокусированный световой луч проходит сквозь стекловидное тело . В норме оно прозрачное и не мешает работе оптической системы, но в старости структура начинает изменяться. Крупные молекулы белков, из которых она состоит, собираются в конгломераты, а окружающее их вещество разжижается. Это проявляется как ощущение мух или пятен в глазах.
Наконец, свет достигает своей финальной точки - сетчатки. Здесь формируется сильно уменьшенное и перевернутое изображение предмета. Да, именно перевернутое. Если бы на этом этапе обработка картинки прекратилась, мы бы видели все вверх ногами, но умный мозг, конечно, все исправит. На сетчатке выделяют область желтого пятна, ответственную за острое центральное зрение. Главные рабочие клетки нервной оболочки - всем известные палочки и колбочки. Они отвечают за светочувствительность и различение цветов. Если колбочки трудятся плохо, человек страдает дальтонизмом.
Нервные клетки сетчатки преобразуют свет в электрические импульсы, а зрительный нерв переправляет их в мозг. Там происходит анализ и обработка изображения, и мы видим то, что видим.

Схематичное описание зрительного процесса представлено на картинке:

Нарушения фокусировки изображения

Сквозь зрачок в глаз попадают параллельные лучи света, которые собирает линза хрусталика. В норме они фокусируются прямо на поверхности сетчатки. В этом случае изображение получается четким, и можно говорить о хорошем зрении. Но так происходит только в том случае, если расстояние от хрусталика до сетчатки точно равно фокусному расстоянию линзы.

Но не все глаза одинаково круглые. Бывает, что тело органа вытянуто в длину и похоже на огурчик. При этом собранные хрусталиком лучи не доходят до сетчатки и фокусируются где-то в стекловидном теле. Из-за этого человек плохо видит отдаленные предметы, они кажутся размытыми. Называют такое состояние близорукостью, или, по-научному, миопией.

Бывает и наоборот. Если глаз немного сплющен спереди назад, то фокус хрусталика оказывается за сетчаткой. Это мешает четко различать близкие предметы и называется дальнозоркостью (гиперметропией).

При различных патологиях хрусталика, роговицы и других структур глаза может происходить изменение их формы, которое влечет за собой ошибки в работе оптической системы. Из-за неправильного построения светового пути лучи фокусируются не там и не так, как необходимо. Компенсировать и лечить подобные дефекты очень трудно. В медицине они объединяются под общим термином астигматизм.

Нарушения зрительной функции - проблема довольно распространенная. Она может быть диагностирована как у взрослого человека, так и у ребенка. Чем раньше патология обнаружена, тем больше шансов на успех в борьбе с ней.

Профилактика болезней

Чтобы органы зрения были в порядке и работали как хорошая фотокамера, важно обеспечить им комфортные условия существования: обильное питание в виде богатой полезными веществами крови и качественную связь в виде широкой сети нейронов. Очень важно:

не перенапрягать глаза, регулярно давать им отдыхать, расслабляться;
обеспечивать хорошую освещенность рабочего места;
полноценно питаться, получая с продуктами все необходимые витамины;
соблюдать гигиену органов зрения, не допускать воспалений и травм.

Человеческие глаза - мощная и необычайно точно устроенная система. Ее хорошая работа имеет большое значение для полноценной жизни, полной впечатлений и удовольствий.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Человеческий глаз часто приводят в качестве примера удивительной природной инженерии - но судя по тому, что это один из 40 вариантов устройств, которые появлялись в процессе эволюции у разных организмов, нам стоит поумерить свой антропоцентризм и признать, что по строению человеческий глаз не является чем-то совершенным.

Рассказ про глаз учше всего начать с фотона. Квант электромагнитного излучения неспешно влетает строго в глаз ничего не подозревающего прохожего, который жмурится от неожиданного блика с чьих-то часов.

Первая деталь оптической системы глаза - это роговица. Она меняет направление движения света. Это возможно благодаря такому свойству света, как преломление, ответственного в том числе за радугу. Скорость света постоянна в вакууме - 300 000 000 м/с. Но при переходе из одной среды в другую (в данном случае из воздуха в глаз) свет меняет свою скорость и направление движения. У воздуха коэффициент преломления равен 1,000293, у роговицы - 1,376. Это значит, что луч света в роговице замедляет свое движение в 1,376 раз и отклоняется ближе к центру глаза.

Любимый способ раскалывать партизан - светить им яркой лампой в лицо. Это больно по двум причинам. Яркий свет - это мощное электромагнитное излучение: триллионы фотонов атакуют сетчатку, и ее нервные окончания вынуждены передавать бешеное количество сигналов в мозг. От перенапряжения нервы, как провода, перегорают. При этом мышцы радужки вынуждены сжиматься так сильно, как только могут, отчаянно пытаясь закрыть зрачок и защитить сетчатку.

И подлетает к зрачку. С ним все просто - это отверстие в радужной оболочке. За счет круговых и радиальных мышц радужная оболочка может соответственно сужать и расширять зрачок, регулируя количество света, проникающего в глаз, как диафрагма в фотоаппарате. Диаметр зрачка человека может меняться от 1 до 8 мм в зависимости от освещенности.

Пролетев сквозь зрачок, фотон попадает на хрусталик - вторую линзу, ответственную за его траекторию. Хрусталик преломляет свет слабее, чем роговица, зато он подвижен. Хрусталик висит на цилинарных мышцах, которые меняют его кривизну, тем самым позволяя нам фокусироваться на предметах на разном расстоянии от нас.

Именно с фокусом связаны нарушения зрения. Самые распространенные - близорукость и дальнозоркость. Изображение в обоих случаях фокусируется не на сетчатке, как должно, а перед ней (близорукость), или за ней (дальнозоркость). Виноват в этом глаз, который меняет форму с круглой на овальную, и тогда сетчатка удаляется от хрусталика или приближется к нему.

После хрусталика фотон пролетает сквозь стекловидное тело (прозрачный студень - 2/3 объема всего глаза, на 99% - вода) прямиком на сетчатку. Здесь регистрируются фотоны, и сообщения о прибытии отправляются по нервам в мозг.

Сетчатка устлана клетками-фоторецепторами: когда света нет, они вырабатывают специальные вещества - нейротрансмиттеры, но как только в них попадает фотон, клетки-фоторецепторы перестают их вырабатывать - и это сигнал для мозга. Есть два типа этих клеток: палочки, которые более чувствительны к свету, и колбочки, которые лучше различают движение. Палочек у нас около ста миллионов и еще 6-7 миллионов колбочек, итого больше ста миллионов светочувствительных элементов - это больше 100 мегапикселей, что никакому «хасселю» не снилось.

Слепое пятно - точка прорыва, где совсем нет светочувствительных клеток. Оно довольно большое - 1-2 мм в диаметре. К счастью, у нас бинокулярное зрение и есть мозг, который совмещает две картинки c пятнами в одну нормальную.

На моменте передачи сигнала в человеческом глазу возникает проблема с логикой. Подводный, не особо нуждающийся в зрении житель осьминог в этом смысле гораздо последовательней. У осьминогов фотон сначала врезается в слой колбочек и палочек на сетчатке, сразу за которым ждет слой нейронов и передает сигнал в мозг. У человека свет сперва продирается сквозь слои нейронов - и только потом ударяется в фоторецепторы. Из-за этого в глазу есть первое пятно - слепое.

Второе пятно - желтое, это центральная область сетчатки прямо напротив зрачка, чуть выше зрительного нерва. Этим местом глаз видит лучше всего: концентрация светочувствительных клеток здесь сильно увеличена, поэтому наше зрение по центру визуального поля значительно острее периферийного.

Изображение на сетчатке перевернуто. Мозг умеет правильно интерпретировать картинку, и восстанавливает из перевернутого оригинальное изображение. Дети первые пару дней видят все вверх ногами, пока их мозг устанавливает свой фотошоп. Если надеть очки, переворачивающие изображение (это впервые проделали еще в 1896 году), то через пару дней наш мозг научится интерпретировать и такую перевернутую картинку правильно.

Понравилась статья? Поделитесь ей

Распечатать статью