Click here to load reader

1. OKO - ORGÁN ZRAKU - hockicko.utc.skhockicko.utc.sk/_old/optika/oko.pdf · Peter Hockicko – Optika okolo nás a vo vyučovacom procese 21 1. OKO - ORGÁN ZRAKU „Mozog si našiel

  • View
    225

  • Download
    2

Embed Size (px)

Text of 1. OKO - ORGÁN ZRAKU - hockicko.utc.skhockicko.utc.sk/_old/optika/oko.pdf · Peter Hockicko –...

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    21

    1. OKO - ORGN ZRAKU

    Mozog si naiel spsob, ako sa pozera

    na vonkaj svet. Oko je as mozgu,

    ktor sa dotka svetla.

    /Richard P. Feynman/

    1.1 ONTOGENZA A FYLOGENZA ZRAKOVHO ORGNU

    Tak zloit a jemn orgn, ako je oko cicavcov, sa musel vyvin z podstatne jednoduchch a

    menej dokonalch receptorov.

    U na povrchu niektorch jednobunkovch

    organizmov s zrnieka podobn oovke,

    ktor mu sstredi svetlo; v niektorch prpadoch

    s dokonca z vntornej strany pokryt pigmentom.

    Tieto tvary sa pokladaj za prvotn formu

    neskorieho zloitho orgnu - oka. U vych

    ivochov njdeme u samostatn bunky, pecilne

    prispsoben na funkciu prijma svetlo -

    - svetloreceptory. Takto bunky mu by rozosiate

    po celej koi (napr. dovka) alebo sstreden

    na jednom mieste, kde zvyajne vystieaj

    prehbeniny (obr. 1.1a), ktor u predstavuj

    podklad pre oko. Veobecne je mon poveda,

    e receptory citliv na svetlo sa ukryli v

    prehbeninch preto, aby boli chrnen pred vemi

    silnm psobenm svetla, ktor zmenuje ich

    schopnos reagova na pohybujci sa tie -

    - predzves bliaceho sa nebezpeenstva. Tieto tzv.

    zrakov jamky, uloen pod rovou tela,

    njdeme naprklad u morskch ivochov (obr.

    1.1b) - morsk hviezdica). Aby sa on jamka

    chrnila pred nepriaznivmi vplyvmi, v alom

    vvoji sa u ivochov utvorila nad ou jemn

    priesvitn ochrann membrna. Membrna sa

    rozlinmi mutciami premenila na primitvnu

    formu oovky.

    Obr. 1.1. Fylogenza zrakovho orgnu

    a) zrakov orgn v podobe nahromadenia

    niekokch buniek obklopench pigmentom

    (napr. u pijavice);

    b) zrakov orgn v podobe prehbenia (u morskej

    hviezdice);

    c) zrakov orgn v podobe camery obscury

    (mkke );

    d) oko doplnen oovkou (korpin);

    e) oko stavovcov (na povrchu oka je rohovka, vo

    vntri oovka) [25].

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    22

    Mme teda pred sebou dva typy orgnu zraku: on jamku bez oovky, ktor dva menej jasn

    obraz, ale pribline rovnakch kvalt na vetkch miestach dna jamky a typ oka s primitvnou oovkou,

    ktor sce zaisuje jasnej obraz, ale kde sa sasne prejavuj chyby oovky.

    alm vvojom sa zo oovky ako krytu onej jamky stva orgn schopn meni polohu svojho

    ohniska aj vekos vstupnho otvoru do onej jamky. Takmto spsobom sa potom reguluje ostros a

    jas obrazu premietnutho na svetlocitliv bunky na dne onej jamky.

    V rmci vvoja sa utvorili aj in typy orgnu schopnho prijma svetlo. Objavili sa v podobe tzv.

    fazetovch o hmyzu (obr.1.2D). Pozostvaj z vekho mnostva jednotlivch buniek tvaru rrky,

    priom kad z buniek je schopn utvori obraz izolovane. Na konci kadej takej rrky je systm

    drobnch ooviek, tzv. kutikulrne oovky, za ktormi sa nachdza ete alia, tzv. cylindrick oovka.

    Pomocou nej sa potom svetlo

    sstreuje na svetlocitliv

    nervov element, obsahujci

    zvyajne 7 buniek, zdruench

    okolo zrakovej tyinky. Takto

    konen jednotka fazetovho oka

    sa nazva omatdium. Hmyz vid

    fazetovm okom stovky

    svetov. Kad jednotka

    predstavuje samostatn oko,

    ktor informuje o existencii

    svetla smerujceho priamo na u

    (nereaguje na ikm smery).

    Set signlov pomocou

    fazetovch o me poskytn

    potrebn informciu. Fazetov

    oi meme v podstate poklada

    za detektory pohybu (pavk

    m 8 fazetovch o).

    U nich ivochov sa vyskytuj rozlin typy viac-menej dokonalch o (obr. 1.2). Naproti

    tomu u vych ivochov - u cicavcov - je situcia in: svetlocitliv as oka cicavcov, tzv. sietnica, je

    na rozdiel od ostatnch typov o prevrten. To znamen, e cicavce maj svetlocitliv zakonenia

    obrten nie smerom k miestu vstupu svetla do oka, ako je to pri jednoduchch onch prehbeninch,

    ale naopak, odvrten od svetla. Preto mus svetlo na svojej drhe ku svetlocitlivm zakoneniam

    prenikn cez cel hrbku sietnice.

    Obr. 1.2. Typy o: A - ploch oko medzy, B,C - miskovit oko

    morskch ulitnkov, D - zloen oko hmyzu, E - oko

    hlavonoca, F- oko loveka; 1 - citliv bunky (sietnica),

    2 - nervov vlkno, 3 - oovka (1-3 plat aj pre A-E)

    [obrzok z uebnice biolgie pre 3. ro. gymnzi]

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    23

    Obr.1.3. Vvoj oka loveka

    A, B, C - utvorenie zrakovho pohrika na hlavovom konci zrodku v priebehu

    prvch tdov vvoja plodu;

    D - oko na konci druhho mesiaca vvoja;

    E - diferencicia truktr oka okolo 3.-4. mesiaca ivota;

    F - pribline na konci 5. mesiaca ivota sa kon vvoj zkladnch truktr oka [25].

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    24

    1.2 ZLOENIE A INNOS ZRAKOVHO ORGNU

    1.2.1 SVETLO

    Svetlo, pomocou ktorho vidme, je iba nepatrnou asou rozsiahleho spektra elektromagnetickho

    vlnenia. Rozlin asti tohto spektra sa lia rznymi hodnotami premennej veliiny, ktor nazvame

    vlnov dka. Adekvtnym podnetom pre receptory zrakovho analyztora je energia elektromagnetickho

    vlnenia v rozsahu vlnovch dok od 380 do 780 nm [7] (rozsah frekvenci od 3,81014 do 7,81014 Hz).

    Svetlo je kadmu znme od nepamti. Problmom je vlastne proces videnia. O tejto problematike

    existovalo mnoho terii, ktor sa zhodli v tom, e existuje nieo, o vchdza do oka a vytvra v om

    obraz predmetov. Ale to si nechajme do nasledujcej kapitoly.

    Citlivos oka pri iareniach rozlinch vlnovch dok je rzna. Ke napr. do oka dopad raz

    iarenie s vlnovmi dkami v ltej oblasti a druh raz iarenie s rovnakou energiou, ale s vlnovmi

    dkami v modrej oblasti spektra, bude prv vnem silnej ako druh. inky iarivej energie na n zrak

    charakterizuj fotometrick veliiny, ktor vychdzaj zo subjektvneho vnemu pozorovatea.

    Sveteln tok predstavuje energiu vyiaren zdrojom za 1 sekundu. Musme tie pozna vekos

    priestorovho uhla, do ktorho svetlo vchdza alebo plochu, ktorou prechdza. Jednotkou svetelnho toku

    je lumen (lm). Tto jednotka sa vak ned odvodi z doposia znmych fyziklnych zkladnch jednotiek,

    preto bola z historickch aj praktickch dvodov zaveden alia zkladn jednotka pre veliinu

    charakterizujcu bodov zdroj svetla: svietivos. Svietivos bodovho zdroja v danom smere je uren

    podielom svetelnho toku vyiarenho zdrojom do malho priestorovho uhla a vekosti tohto

    priestorovho uhla. Jednotkou svietivosti v sstave SI je kandela (cd; z latinskho candela - svieka).

    Pomocou kandely s odvoden alie fotometrick jednotky. (Lumen predstavuje sveteln tok, vysielan

    do priestorovho uhla 1 steradinu bodovm zdrojom, ktorho svietivos sa vo vetkch smeroch rovn 1

    cd.) Bodov zdroj svetla osvetuje rovinn plochu umiestnen v jeho blzkosti nerovnomerne. Prinou je

    rozdielny sveteln tok dopadajci na pozorovan plochu. Fotometrick veliina, ktor charakterizuje

    inky svetla na uritej ploche sa nazva osvetlenie. Osvetlenie definujeme ako podiel svetelnho toku a

    obsahu plochy oiarenej svetelnm tokom. Jednotkou osvetlenia je lux (lx). Lux je osvetlenie plochy, pri

    ktorom na kad m2 dopad rovnomerne rozdelen sveteln tok 1 lm. Osvetlenie plochy pri kolmom

    dopade svetla je priamomern svietivosti zdroja a nepriamomern druhej mocnine vzdialenosti zdroja

    od plochy [1].

    udsk oko neregistruje amplitdu vlnenia, ale jej intenzitu, to znamen stredn hodnotu energie

    dopadajcu za jednotku asu na jednotku plochy kolmo na smer renia vlnenia, ktor je priamo mern

    tvorcu amplitdy.

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    25

    1.2.2 OKO

    Zrakov analyztor - orgn zraku tvor jednotu troch zloiek: perifrnej, prevodnej a zrakovho

    centra v mozgovej kre. Zana sa perifrnou asou - onou guou, ktor je prispsoben na prijmanie a

    sstreovanie svetla. Z o vychdzaj zrakov nervy, ktormi sa nervov impulzy dostvaj do

    zrakovho centra v mozgovej kre v tylovom laloku mozgu.

    Aby oi mohli plni svoju funkciu, maj pecilny pomocn ochrann a pohybov apart.

    Mihalnice (palpebrae) chrnia oi spredu pred vonkajmi vplyvmi. Ich zklad tvor kruhov mimick

    sval tvre. Pohyblivos onej gule vetkmi smermi zaisuj tri pry okohybnch svalov.

    On gua (bulbus oculi) je orgn pribline guovitho tvaru. U dospelho loveka m priemer asi

    24 mm. Udranie tvaru onej gule je zaisten jej obalom a vym vntroonm tlakom (normlne 2-3

    kPa) voi okoliu. Steny onej gule vytvraj tri vrstvy. Vonkajia vrstva je z kolagnovho vlkna. Asi

    4/5 vonkajej vrstvy zaber nepriehadn on bielko (sclera). Asi 1/5 plochy obalov oka v prednej asti

    onej gule tvor priehadn rohovka (cornea). Cez rohovku vstupuje do oka svetlo. Rohovka je sasou

    optickho systmu oka a m v polomer zakrivenia ako on bielko.

    Stredn alebo cievnat vrstva (uvea) je silno pigmentovan. Popri funkcii izoltora svetla sli

    na vyivovanie tkanv oka. Jej viditen as, tzv. dhovka (iris), udva farbu oka. Dhovkou je

    regulovan vstup svetla do oka, pretoe tvor pred oovkou clonu. Obsahuje kruhov a radilne hladk

    svalov vlkna. Jej hlavnou funkciou je regulova, zvyova alebo zniova mnostvo svetla vstupujceho

    do oka, pretoe mnostvo svetla dopadajceho na sietnicu je mern ploche otvoru v dhovke - zrenici

    Obr. 1. 4. Oko: 1 - rohovka, 2 - dhovka, 3 - oovka, 4 - vrskovec, 5 - bielko,

    6 - spojovka, 7 - kruhov sval, 8 - sklovec, 9 - cievovka, 10 - sietnica,

    11 - on svaly, 12 - zrakov nerv [7]

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    26

    (pupilla). Dhovka sa rchle prispsobuje nhlej zmene jasu. Pritom reaguj obe zrenice sasne i ke

    sveteln podnet psob iba na jedno oko. Priemer zrenice sa me rozri z pribline 2 mm na 8 mm

    (napr. v tme), m sa zv mnostvo dopadajceho svetla a 16 nsobne. Zenie zrenice najastejie

    pozorujeme:

    1) pri vnikan vieho mnostva svetla do oka (priamym osvetlenm),

    2) pri pohade na blzko, kedy oi konverguj.

    Tento dej sa riadi osobitnm automatickm reflexnm mechanizmom - tzv. pupilrnym reflexom

    (m viac svetla dopad do oka, tm bude zrenica uia a naopak). Zenie zrenice chrni sietnicu pred

    pokodenm vm mnostvom svetla a sasne zmenuje sfrick a chromatick aberciu oovky.

    Dhovka toti ako clona prekryje okraje oovky a zlepuje tak hbkov videnie. Zenie zrenice je

    sprievodnm znakom akomodcie oka pri pozorovan blzkych predmetov spolu s konvergenciou o

    a akomodciou oovky. Smerom dozadu prechdza dhovka do tzv. vrskovca (corpus ciliare),

    v ktorom je tzv. akomodan sval. Vo vrskovci sa tvor tekutina, tzv. komorov mok (humor aquosus),

    ktor udruje tlakov rovnovhu v oku.

    Najviu as strednej vrstvy oka tvor tzv. cievovka (chorioidea), ktor sli predovetkm na

    vyivovanie zmyslovej asti sietnice.

    Vntorn, tzv. nervov vrstvu obalov oka tvor sietnica (retina), ktor vlastne vystiea oko v

    podobe jemnej, celkom priesvitnej blany. Sietnica je vntorne organizovan ako mozog. Poas

    embryonlneho vvoja sa as mozgu vysunie dopredu, priom sa vyvin dlh vlkna, ktor spjaj oko s

    mozgom. Vemi dleit je, aby sme si uvedomili, e u sietnica o svetle prema; porovnva to,

    o vid v jednej oblasti s tm, o vid v druhej, aj ke si to neuvedomuje. udia tudujci anatmiu

    a vvoj oka ukzali, e sietnica je v skutonosti mozog [7]. Farba sietnice je oranovo-ruov, s v nej

    krvn cievy a materil zadnej steny oka, ktor m tie svoju farbu.

    Povrchov vrstva sietnice priliehajca k cievovke - tzv. neuroepitel, obsahuje pecilne bunky

    schopn prija a premeni sveteln podrdenie na nervov impulzy. Tieto bunky maj vbeky v podobe

    tyiniek a apkov. Na nich s napojen tzv. bipolrne bunky, ktorch vbeky maj spojenie s tzv.

    gangliovmi bunkami sietnice. apky s pritom sstreden v priestore zornho plu oka, v mieste

    zvanom lt kvrna (macula lutea). Jej priemer je asi 3 mm. Stred ltej kvrny (foeva centralis retinae) je

    miestom najostrejieho videnia. Okrem apkov lt kvrna prakticky neobsahuje in bunky. lt kvrnu

    pouvame, ke chceme vidie nieo pozorne, a ke vidme najjasnejie, nachdza sa v strede zornho

    poa. Smerom od ltej kvrny pribda poet tyiniek. Sasne s tm aj sietnica nadobda viu hrbku.

    Vbeky gangliovch buniek utvraj zrakov nerv (nervus opticus) (priemer asi 1,5 mm), ktor sa

    cez hrot onice dostva do lebkovej dutiny. Zrakov nerv je jednm z mozgovch nervov; nie je to vak

    nerv v pravom slova zmysle, ale vysunut trakt bielej mozgovej kry. Miesto, kde vystupuje zrakov nerv

    z oka, neobsahuje zmyslov bunky, preto nie je schopn prija podrdenie. Nazva sa slep kvrna

    (macula densa). (Niekedy sa zvykne oznaova aj ako Mariotov bod.) Nachdza sa smerom dovntra k

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    27

    nosu od miesta najostrejieho videnia, ltej kvrny. Slep kvrnu bene nevnmame. O jej prtomnosti sa

    meme presvedi Mariotovm pokusom (experimentlna as, sta 3.37).

    Najviu as vntra oka vypa sklovec (corpus vitreum). Je to rsolovit, tekut, ra ltka,

    ktorej 96% tvor voda. Vemi dleitm tvarom pre ostr videnie je vo vntri oka oovka (lens),

    ktor sa nachdza za dhovkou na vrskovci fixovan jemnmi vlknami. oovka m vemi zaujmav

    truktru. Hoci je cel priesvitn, sklad sa zo srie vrstiev ako cibua. V strede m index lomu 1,40

    a na okrajoch 1,38.

    1.2.3 FOTORECEPTORY SIETNICE

    Sietnicu tvor zrakov (receptory s fotopigmentmi) a mozgov as (nervov bunky

    s vbekami).

    Najalej od stredu oka pri cievovke je vrstva

    pigmentovho epitelu. Smerom k stredu nasleduje

    vrstva receptorov citlivch na svetlo - tyiniek a

    apkov. Vo vntornej vrstve s bipolrne bunky

    spojen s vbekami gangliovch buniek, ktorch

    neurity (hlavn vbeky nervov, tie axony) sa

    zbiehaj v mieste vstupu zrakovho nervu.

    Sietnica obsahuje asi 130 milinov receptorov,

    zatia o poet nervovch vlkien v zrakovom nerve sa

    odhaduje na milin. Zaujmavosou je, e kad bunka

    citliv na svetlo nie je vlknom priamo spojen

    s optickm nervom, ale je spojen s mnohmi inmi

    bunkami, ktor s s optickm nervom vzjomne

    pospjan. Takto konvergencia mnohch receptorov

    na mlo neurnov je zvl charakteristick pre

    receptory na perifrii sietnice (1000: 1), zatia

    o apky v ltej kvrne s zapojen iba vo vemi

    malom pote na alie neurny v zrakovej drhe.

    V ltej kvrne plat vzah 1 apk na 1 nervov vlkno,

    ale u o niekoko milimetrov alej od ltej kvrny

    plat vzah 80:1 [24]. Tto nepatrn konvergencia v

    oblasti ltej kvrny svis s vysokou zrakovou

    ostrosou popri niej svetelnej citlivosti.

    Hustota apkov a tyiniek je v rozlinch astiach sietnice rzna. V mieste najostrejieho videnia,

    v strede ltej kvrny, sa apky sstreuj v pote niekoko desiatok tisc na mm2. Smerom k perifrii ich

    Obr. 1.5. truktra sietnice

    1 - mozgov as sietnice: tvor vntorn as,

    2 - neuroepitel sietnice: obsahuje svetlocitliv

    elementy - tyinky a apky a tvor vonkajiu

    as sietnice.

    sla oznauj 10 vrstiev sietnice, ktor tvoria:

    tyinky a apky (9,8), horizontlne bunky (6),

    bipolrne bunky (5), amakrinn bunky (4),

    gangliov bunky a zrakov nerv (3,2) [25].

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    28

    hustota rchlo kles. Tyinky s najhustejie lokalizovan najm v okol ltej kvrny. Miesto vstupu

    zrakovho nervu neobsahuje iadne elementy citliv na svetlo a je slepm miestom sietnice. V

    perifrnejch astiach sietnice sa nachdzaj apky aj tyinky, ktor prevauj, a hustota ktorch sa so

    vzdialenosou od ltej kvrny postupne zmenuje. Zaujmavm dsledkom toho, e smerom k okrajom

    zornho poa poet apkov kles, je skutonos, e dokonca aj jasne sfarben predmety strcaj svoju

    farbu, ke sa dostan na okraj zornho poa. Predmet vidme ovea skr, ako sme schopn uri jeho

    farbu.

    Tyiniek je asi 120 000 000, s citlivejie ako apky a pomocou nich vidme pri znenom

    osvetlen, za era a v noci. Slia na prijmanie ierno-bieleho kontrastu. apkov je asi 7 000 000

    a vzhadom na meniu citlivos umouj denn videnie [28]. Slia farebnmu videniu a videniu

    detailov pri jasnom viden. Preto si ich innos vyaduje vyie intenzity svetla. apky s na seba

    natlaen tak, e na tangencilnom reze tvoria vzorku medovho plstu. Priemer apkov predstavuje asi

    3-4 mikrometre a na jeden mm2 je ich asi 12 000.

    Tyinky pracuj nezvisle od apartu dennho

    videnia, ktor predstavuj apky v sietnici. Medzi

    tyinkami a apkmi s recipron vzahy: ke

    pracuj apky, tyinky sa utlmuj. Perifria sietnice

    je schopn pracova u pri osvetlen 0,01 luxa, ale pri

    osvetlen prevyujcom 31 luxov pracuj u vlune

    apky.

    V apkoch a tyinkch s obsiahnut tzv.

    zrakov pigmenty, ktor sprostredkvaj premenu

    svetelnho podnetu na elektrick podrdenie

    receptorov.

    Obr. 1.6. Tyinka pod elektrnovm

    mikroskopom [[[[7]]]]

    Obr. 1.7. Rozloenie tyiniek a apkov na sietnici oka [22]

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    29

    1.2.4 FYZIOLGIA ZRAKOVHO ORGNU

    Akomodciu ooviek, pohyby o, svaly, ktor pohybuj okom a dhovkou, riadi nervov systm

    (obr.1.8). Najvia as informcii, ktor vychdzaj z oka po optickom nerve A, sa rozdel do dvoch

    zvzkov. Niekoko vlkien vak nejde priamo do vizulneho centra v mozgu, kde vidme obrazy,

    ale id do strednho mozgu H. Nimi sa meria osvetlenie a nastavuje sa clona dhovky, alebo ke je obraz

    rozmazan koriguj sa oovky; v prpade, e je obraz zdvojen, snaia sa nastavi oi na binokulrne

    videnie. Prechdzaj cez stredn mozog a sptne sa napjaj na oko. K s svaly, ktor spsobuj

    akomodciu ooviek, L s alie svaly, ktor s napojen na dhovku.

    Dhovka m dva systmy svalov. Jeden tvor kruhov

    sval L, ktor pri podrden dhovku sahuje a uzatvra. Je

    priamo spojen s mozgom prostrednctvom krtkych axnov

    a jeho innos je vemi rchla. Druh, opozin systm, tvoria

    radilne svaly. Ke sa zotmie a kruhov sval sa uvon,

    radilne svaly otvoria dhovku. Nervov systm ovldajci

    svaly je vemi jemne vyven. Ke sa vyle signl, aby sa

    jeden sval stiahol, automaticky sa vysiela aj signl

    na uvonenie druhho svalu. Avak nervy, ktor spsobuj

    roztiahnutie dhovky, nie s znme, nikto nevie, odkia

    presne prichdzaj, ale ved niekde dole do miechy, do oblasti

    hrudnka, z miechy ved von hore cez krn ganglie a sp

    do hlavy, aby nakoniec ovldli dhovku [7]. Tento signl

    neprechdza cez centrlny, ale plne in nervov systm. Je

    to vemi udn spsob zabezpeenia sprvnej funkcie [7].

    alou zvltnosou, ako sme u spomenuli, je umiestnenie buniek citlivch na svetlo, ktor s na

    opanej strane - vntorn strana je obrten smerom von. Take sveteln le, skr ako sa dostan k

    elementom citlivm na svetlo, musia prejs cez niekoko vrstiev inch buniek, km sa dostan k

    receptorom. Najprv prechdzaj vrstvou gangliovch buniek, potom bipolrnych buniek, sieou ich

    vlkien a opornmi elementmi. Samotn nervov vlkna na svetlo nereaguj. V ltej kvrne je sietnica

    tenia. Zostva tam iba vrstva fotoreceptorov - apkov. Ostatn vrstvy sietnice na tomto mieste zanikli

    alebo sa zredukovali na minimum. Aj cievy obchdzaj lt kvrnu a jej tkanivo sa vyivuje z okolia.

    Vetky tieto svislosti umouj relatvne neruen postup svetelnch lov k husto uloenm receptorom

    na miesto najostrejieho videnia.

    Obr. 1.8. Nervov medzispojenie pre

    mechanick ovldanie o [[[[7]]]]

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    30

    1.3 PROJEKN SYSTM OKA, UTVRANIE VIZULNEHO OBRAZU

    Pri funknom rozbore sa oko zva porovnva s fotografickm apartom. (Podobne, ako sa utvor

    optikou fotoapartu obraz na matnici i filme, pracuje aj oko.) Vlastn fotografick komoru oka

    predstavuje optick systm oka, ktor sa sklad:

    a) z rozhrania medzi vzduchom a vonkajm povrchom rohovky (index lomu vzduchu = 1,

    index lomu rohovky = 1,38),

    b) z rozhrania medzi zadnm povrchom rohovky a komorovou vodou (index lomu komorovej vody =

    = 1,33),

    c) z rozhrania medzi komorovou vodou a oovkou (index lomu oovky = 1,40),

    d) z rozhrania medzi oovkou a sklovcom (index sklovca = 1,34) [23].

    Z uvedenho vyplva, e najv lom lov nastva na rozhran vzduch-rohovka pri prechode

    svetla z prostredia opticky redieho do prostredia znane hustejieho. Optick mohutnos tohto rozhrania

    vyjadren v dioptrich predstavuje asi 39 a 43 D. Optick mohutnos (prevrten hodnota ohniskovej

    vzdialenosti oovky vyjadrenej v metroch; jednotkou je dioptria) oboch povrchov oovky je len okolo

    16 D pretoe oovka je z kadej strany obklopen tekutinou. (Na vzduchu by bola optick mohutnos

    oovky a 150 D.) Mechanizmom akomodcie sa men zakrivenie plch oovky. Celkov optick

    mohutnos normlneho neakomodovanho oka je potom asi 59 D (43 + 16) [24].

    Pigmentov vrstva cievovky zamedz vzniku bonch, neiadcich odrazov a zrenica prepa len

    potrebn mnostvo svetla. Sietnica, citliv na svetlo, pln pritom funkciu filmu - negatvu.

    Optick systm oka tvor rohovka, komorov voda, oovka a sklovec, ktor maj celkov index

    lomu 1,33. Le svetla sa pri prechode optickm systmom lmu tak, aby na sietnici v ohnisku vznikol

    obraz. Optick systm oka m na okraji viu optick mohutnos ne na optickej osi. Tto sfrick

    abercia je prinou toho, e zobrazovanie je tm neostrejie, m iria je zrenica. U sfrickej oovky sa

    prejavuje urit sfrick abercia. Rohovka, ktor nem tvar gule, je na okrajoch plochejia ako guov

    oovka, take m meniu sfrick aberciu. Pomocou systmu rohovka-oovka sa dopadajce le

    zaostruj na sietnicu. Pri pohade na blzke a vzdialenejie predmety sa oovka napna alebo uvouje,

    m prispsobuje polohu ohniska rznym vzdialenostiam predmetov.

    Svetlolomiv systm oka je vemi zloit optick sstava. Cel systm mono zjednodui

    predstavou redukovanho oka (obr. 1.9).

    Obr. 1.9. Schma redukovanho oka [24]

    H - hlavn rovina, N - uzlov bod.

    Optick stred oka le asi 7 mm za prednou

    plochou rohovky, sietnica je 17 mm za nm

    a rozmer onej gule v optickej osi je asi

    24 mm.

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    31

    1.3.1 OPTICK ZOBRAZOVANIE

    Pri vklade optickho zobrazovania v kole sa vo vedom iaka vytvra predstava, e zobrazi

    svietiaci bod (predmet) znamen spoji le vychdzajce z uritho bodu predmetu po prechode

    optickou sstavou op do jednho bodu. Tento bod je obrazom svietiaceho bodu predmetu a celkov

    obraz predmetu sa sklad z obrazov jednotlivch bodov. Prinou spjania sa svetelnch lov je ich lom

    alebo odraz (alebo kombincia oboch dejov) na rozhran optickch prostred.

    Na kontrukciu obrazu potom mono poui zkladn sveteln le (obr. 1.10):

    1) zvzok lov rovnobench s optickou osou sa po prechode spojnou optickou sstavou

    lme do obrazovho ohniska optickho systmu,

    2) l prechdzajci predmetovm ohniskom spojnej optickej sstavy sa po prechode

    optickou sstavou pohybuje rovnobene s optickou osou,

    3) l prechdzajci optickm stredom tenkej oovky nemen svoj smer.

    K fyziologickmu procesu v oku dochdza, ke sa obraz pri pohade oka do nekonena utvor

    pomocou jeho optickho systmu prve na sietnici. Kee v danom prpade je ohnisko optickho systmu

    tesne pred sietnicou, utvor sa na sietnici ostr, zmenen a stranovo aj vkovo prevrten obraz (ako na

    matnici fotografickho prstroja).

    U na zkladnej kole sa iaci oboznmia s tm, e sveteln l sa pri prechode povrchom oovky

    lme. Rovnoben sveteln zvzok sa po prechode oovkou zmen na rozbiehav alebo zbiehav

    sveteln zvzok. oovky, ktor menia rovnoben sveteln zvzok na zbiehav, sa nazvaj spojky.

    iaci zisuj vlastnosti obrazu utvorenho oovkou pokusne. Presnejiu predstavu o tom, ako a kde sa

    utvra obraz tenkou spojkou, zskavaj iaci geometrickou kontrukciou.

    Tie sa oboznmia s tm, e on mok, on oovka a sklovec tvoria spojn optick sstavu. Tto

    sstava utvra na sietnici skuton a prevrten obraz, men, ako je pozorovan predmet.

    Obr. 1.10. Zobrazovanie predmetu spojkou - predmet je umiestnen

    pred spojkou vo vzdialenosti vej, ako je dvojnsobn

    ohniskov vzdialenos spojky [3].

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    32

    Na gymnziu sa tieto predstavy alej rozvjaj. Zaved sa nov pojmy, zobrazovacia rovnica

    oovky. Polohy a vlastnosti vzniknutho obrazu vyplyn z pokusov, geometrickho zobrazovania

    a zo zavedench rovnc. A potom prichdza na rad tma Oko ako optick sstava. iaci si zopakuj,

    e oko povaujeme za spojn optick sstavu. Take vyuijc predol vedomosti o zobrazovan

    pomocou spojnch optickch sstav zskan na hodinch optiky mono usdi, e obrazy predmetov

    utvoren na sietnici bud prevrten. Skutonos, e je to naozaj tak, dokazuje aj nasledujci obrzok.

    Obr. 1.11. lohou iakov je uri, ak vek bude na ich sietnici obraz dvojmetrovho loveka,

    ktor stoj pred nimi vo vzdialenosti 20 metrov [4].

    Obr. 1.12. Obraz dievaa s telefnom na sietnici oka

    Tto snmka bola zhotoven pecilne kontruovanou kamerou, ktor bola nasmerovan cez zreniku do

    oka. Fotografujca osoba mala pohad zaostren na bradu a pery dievaa, preto sa prve ony zobrazili

    na ltej kvrne. Na obrzku sa tto oblas jav ako trocha tmavie miesto. Len o sa svetlo dostalo cez

    rohovku a oovku, obraz sa premietol na sietnicu. Vidme, e obraz zachyten na sietnici je obrten. My

    ho vak vnmame po spracovan v mozgu ako priamy. Vpravo na zbere vidno slep kvrnu ako svetl

    oblas, zo stredu ktorej vychdzaj cievy. Prve v tomto mieste opa on nerv oko [21].

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    33

    1.4 AKOMODCIA

    Schopnos oka meni zvenou innosou (zvi, zni) optick mohutnos oovky, a tm aj

    zaisti ostr obraz na sietnici, nazvame akomodcia. Akomodciou sa obraz opticky zaostruje, aby padol

    na sietnicu tak ostro, ako si to okolnosti vyaduj. (Pod akomodciou v uom slova zmysle rozumieme

    schopnos oka prispsobi sa videniu nablzko.) Pri akomodcii sa oovka oka zaguauje, resp.

    splouje: pri pohade doaleka je oovka ploskejia, pri pohade nablzko je hrubia. Pri pohade na

    bliie predmety sa spolu s akomodciou reflexne zi zrenica. Sasne so zaostrenm obrazu do blzka sa

    osi o pootoia do vntra, aby sa obraz predmetu dostal na lt kvrnu.

    Ak je predmet vzdialen menej ako 5 m, treba na vytvorenie ostrho obrazu na sietnici zvi

    celkov lomivos optickho systmu oka akomodciou onej oovky. Najpodstatnejou zmenou je

    zakrivenie prednej plochy oovky, ie zmenenie jej polomeru zakrivenia.

    o sa deje pri akomodcii?

    V neakomodovanom oku s lomn

    plochy oovky menej zakriven

    (obr. 1.13). Ich tvar je vsledkom

    vntornho naptia a ahu zvesnho

    systmu. Poas akomodcie sa

    postupne kontrahuje akomodan

    sval, m sa uvon naptie

    zvesnho apartu a zmen sa

    naptie puzdra oovky, ktor sa

    vlastnm elastickm naptm

    vyklenie [24]. Polomer zakrivenia sa

    men najm na prednej ploche.

    Akomodcia podlieha vli,

    ale sasne pracuje aj automaticky.

    Vlastn mechanizmus akomodcie

    vak ete dobre nepoznme. Poda

    terii, ktor ho vysvetuj, sa

    na akomodcii zastuje okrem

    vrskovcovch kontrakci aj

    prunos oovky, preskupovanie jej

    hmoty, pohyby sklovca a in faktory

    [27].

    Obr. 1.13. Mechanizmus akomodcie oka [24]

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    34

    Akomodcia m aj svoju hranin hodnotu. Pri neakomodovanom (relaxovanom) oku sa zvzok

    rovnobench lov, teoreticky vychdzajcich z nekonene vzdialenho predmetu (tzv. vzdialen bod u

    normlne vidiacich osb), spja na sietnici. Mierou maximlneho akomodanho silia je vzdialenos

    blzkeho bodu (vzdialenos najbliia k oku, pri ktorej je videnie ete ostr (asi 0,1 m)).

    Najvie zvenie lomivosti oovky, ktor meme akomodciou dosiahnu, oznaujeme ako

    akomodan rka. Je to prakticky rozdiel medzi bodom blzkeho videnia a bodom vzdialenho videnia

    vyjadren v dioptrich. (Tento rozdiel vyjadren v metroch predstavuje akomodan oblas. V

    emetropickho oku mladho loveka akomodan oblas zana od 5-6 m a kon pri 20 cm.)

    Bod vzdialenho videnia predstavuje bod, v ktorom sa zana optick nekoneno, ie bod,

    od ktorho me oko ostro vidie predmety bez akomodcie. Bod blzkeho videnia definujeme ako

    najmeniu vzdialenos, v ktorej oko ostro vid predmety pri maximlnej akomodcii. Pri pohade bliie

    od bodu vzdialenho videnia oko zana akomodova, pri pohade na bod blzkeho videnia je u

    maximlne akomodovan.

    Akomodan rka bva rozlin v zvislosti od veku. S rastcim vekom elasticita oovky kles

    a akomodan schopnos sa zmenuje. Tento proces sa zana prakticky hne od malika. Pri naroden

    predstavuje akomodan rka asi 20 dioptri. S pribdajcim vekom sa zniuje (presbyopia), medzi 40. a 50. rokom ivota klesne a na 2,5 D a okolo 70-ho roku zanik plne, kles na 0 (bod blzkeho

    videnia splynie s bodom vzdialenho videnia). (Dospel lovek mus na vzdialenos 30-40 cm vyvin

    akomodan silie, ktor predstavuje asi +4D.) Po strate akomodanej schopnosti ostane oko trvalo

    fokusovan na urit vzdialenos v zvislosti od fyziklnych charakteristk kadho oka.

    Obr. 1.14. Akomodcia oka pri pohade do diaky (1) a na blzko (2) [22]

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    35

    1.5 PORUCHY ZRAKOVEJ OSTROSTI (REFRAKN CHYBY)

    Zrakov ostros (visus) spova v schopnosti oka rozli dva body ako dva. To je mon len

    vtedy, ke sa ich obrazy vytvoria na dvoch apkoch, medzi ktormi je aspo jeden apk nepodrden

    (centr obrazov na sietnici s od seba vzdialen najmenej 2 m). Tejto podmienke zodpovedaj dva

    sveteln body, z ktorch sveteln le dopadaj na sietnicu pod zornm uhlom vm ako 1 minta. (Pri vekej hustote svetlocitlivch elementov sta aj 26 uhol - maximlna zrakov ostros.) Z hodnoty

    1/ ( je v uhlovch mintach) sa vypota zrakov ostros; v normlnom prpade je zrakov ostros 1. Zisovan zrakov ostros sa vzahuje na miesto najostrejieho videnia, pretoe smerom k perifriu

    sietnice ostros rchlo ubda, o svis s rozloenm apkov.

    Ak obrazy bodov padn na dva veda seba leiace

    apky, oko ich neme rozli, preto vznik vnem krtkej

    iarky. Pri dobrej funkcii optickho systmu zvis zrakov

    ostros od intenzity osvetlenia, kontrastu a od hustoty

    fotoreceptorov na danom mieste sietnice. Najvia ostros

    zraku je v ltej kvrne, o zko svis s maximlnou hustotou

    svetlocitlivch elementov - apkov.

    Podmienkou ostrho videnia je dokonal funkcia

    optickho systmu oka (hovorme, e oko je emetropick).

    Najastejou prinou znenej zrakovej ostrosti bvaj

    refrakn chyby. Refrakciou nazvame pomer medzi optickou

    mohutnosou lomivch prostred a medzi dkou onej gule.

    Ak je porucha optickho systmu spsoben odchlkami

    v lomivosti alebo vo vzjomnch vzdialenostiach lomivch

    plch, vtedy hovorme o ametropii. Ametropia me by

    sfrick (myopia (krtkozrak oko) a hypermetropia

    (alekozrak oko)) a asfrick (astigmatizmus). Sfrick

    ametropie sa ete delia na astejie sa vyskytujce osov

    (os onej gule je prli krtka alebo dlh) a refrakn i lomiv

    (prina je v dioptrickom systme oka) [24].

    Sfrick refrakn chyby s spsoben anomlnym

    lomom lov v optickom systme oka. O astigmatizme

    hovorme vtedy, ke sa le nelmu do jednho bodu

    pre asfrick zakrivenie optickho apartu oka.

    Obr. 1.15. Funkn jednotka sietnice

    [26]

    Obr. 1.16. Osov ametropia [24]

    Pln iara predstavuje priebeh

    rovnobench lov pri

    neakomodovanom oku,

    preruovan iara zobrazuje

    priebeh lov po korekcii.

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    36

    Obr. 1.17. Presbyopia, krtkozrakos a alekozrakos [22]

    1 - 3: videnie na

    diaku je neporuen,

    ale pre videnie na

    blzko (tanie) je

    nutn pouva

    okuliare so spojnou

    oovkou;

    4 -7: rovnoben le

    sa pretnaj pred

    sietnicou (4),

    vzdialen bod je

    blzko (5);

    8 -11: u pri pohade

    do diaky mus oko

    akomodova ako

    na blzko (8).

    Pri krtkozrakosti sa rovnoben le pretnaj u pred sietnicou (zvyajne preto, e on gua je

    prli dlh). Vzdialen bod je v konenej vzdialenosti, posunut smerom k oku, a to znamen, e aj bez

    akomodcie je myop (krtkozrak) schopn ostro vidie bod vzdialen od oka menej ne 5 metrov.

    (Pri akej krtkozrakosti me by vzdialen bod len niekoko centimetrov od oka.) U krtkozrakch sa

    ostr obraz na sietnici vytvor vtedy, ke do oka prdu divergentn le. Preto sa krtkozrakos koriguje

    konkvnym sklom - rozptylkou, ktor lme zvzok rovnobench lov tak, akoby vychdzal od uritej

    konenej vzdialenosti do oka. (Prklad: vzdialen bod je vo vzdialenosti 0,5 m, korekn oovka m

    optick mohutnos 2D).

    Pri alekozrakosti je on gua prli krtka. Rovnoben le sa pretnaj a za sietnicou.

    Hypermetrop (alekozrak) mus aj pri pohade do diaky vyvin vie-menie silie, aby le, ktor

    sa zbiehaj nedostatone, urobil konvergentnejmi. Primeranou akomodciou me takto postihnut

    lovek posun spojnicu lov na sietnicu, a tak dosiahnu ostr videnie bez korekcie sklami. Na rozdiel

    od emetropa mus alekozrak akomodova u pri pohade na vzdialen predmety. Jeho blzky bod je

    alej od oka. Tto refrakn vadu korigujeme pomocou konvexnch ooviek - spojok (+D), ktor

    zabezpeia priblenie blzkeho bodu. alekozrakos je lomiv, ke je rohovka ploskejia, ako by mala

    by. Osov alekozrakos vznik tak, e os onej gule je od narodenia kratia alebo zaostane vo svojom

    normlnom raste.

    Normlna rohovka je idelne hladk a leskl. Zakrivenie rohovky vak nie je vo vetkch rovinch

    ani za fyziologickch okolnost plne rovnak. Vo zvislej rovine je o nieo vie ako v rovine

    horizontlnej. Tento jav sa nazva fyziologick astigmatizmus. Ak je astigmatizmus vraznej, sveteln

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    37

    le prechdzajce cez jednu rovinu rohovky (niekedy aj oovky), maj ohnisko vzdialenejie, ako

    sveteln le prechdzajce cez druh rovinu. V dsledku toho sa na sietnici vytvor neostr obraz.

    Pravideln astigmatizmus je spsoben nerovnakm zakrivenm rohovky alebo oovky v dvoch na

    seba kolmch rovinch (tzv. hlavn rezy, resp. osi astigmatizmu). Astigmatick rohovka je asou

    rotanho elipsoidu. Poznme aj nepravideln astigmatizmus, ktor vznik po chorobnom procese alebo

    zjazvenm rohovky. Ak povrch rohovky ostane hrboat, vtiahnut alebo nepravidelne vyklenut, lom

    svetelnch lov cez pozmenen optick systm je plne nepravideln a v nijakej rovine neme

    vznikn jasn obraz [27]. Astigmatik v podstate neme dosiahnu vytvorenie bodovho obrazu na

    sietnici a jeho videnie nie je ostr.

    Fyziologick astigmatizmus, pri ktorom rozdiel optickej mohutnosti v oboch rovinch nepresahuje

    1D, nevyaduje iadne korekn inky. Ak pravideln astigmatizmus zniuje zrakov ostros, mono ho

    korigova valcovmi, ie cylindrickmi oovkami. Nepravideln astigmatizmus spsoben

    nepravidelnm prehbanm povrchu rohovky je korigovaten priloenm kontaktnch ooviek, priom

    medzery medzi rohovkou a kontaktnou oovkou sa vyplnia slzami.

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    38

    1.6 OSOBITOSTI O IVOCHOV

    Vrme sa teraz na chvu v zvere kapitoly do biolgie. udsk oko nie je jedinm druhom oka.

    Ako sme u spomnali, takmer vetky stavovce maj podobn oi ako lovek. Niie ivochy maj

    mnoho inch druhov o: on kvrny, rzne on pohriky a in menej citliv orgny. Najjednoduchie

    s ploch oi morskch lastrnikov.

    Medzi nestavovcami vak existuje jeden druh vysoko vyvinutho oka - a to zloen oko hmyzu.

    Pozornm skmanm sa zistilo, e povrch oka je zloen z pravidelnch eshrannch buniek. Tie

    vstupuj a do hbky oka, take cel oko predstavuje systm tenkch rrok na jednom konci pevne

    spojench a na druhom konci rozbiehajcich sa vetkmi smermi. Kad takto rrka predstavuje

    samostatn oko, ktor me pozorova iba ohranien as priestoru. Rrok je dostatone vea, o

    umouje hmyzu sledova cel priestor v jeho okol. Oko sce me pozorova vo vetkch smeroch

    sasne, no neutvra ostr obraz. Vytvra cel rad nezvislch obrazov. To umouje hmyzu uri

    rchlos pohybujceho sa objektu poda toho, ako postupne vznik v jednotlivch astiach oka jeho

    obraz.

    Vela je hmyz, ktorho zrak skmali biolgovia vemi podrobne. Oko vely je vytvoren

    z vekho mnostva zvltnych buniek nazvanch omatdi, ktor s kueovito uloen po povrchu gule

    na hlave vely.

    Zistilo sa, e aj ke boli dva ksky bieleho papiera takmer plne rovnak, vely zaregistrovali

    medzi nimi rozdiel. Velie oko je toti citliv v irom rozsahu spektra, ako je n rozsah. Nae oko vid

    od 700 nm do 400 nm, od ervenej po fialov, ale velie oko vid a do 30 nm, t.j. po ultrafialov oblas!

    [7]. Na zklade toho vznik mnoho pozoruhodnch javov. Vely doku rozli aj tie kvety, ktor sa

    nm zdaj by rovnak. Tie sa zistilo, e vely nevidia v oblasti spektra, ktor zodpoved ervenej farbe.

    Mohlo by sa teda zda, e pre vely s ierne. No nie je to tak. Aj nae oko pri podrobnom tdiu

    ervench kvetov doke postrehn, e vina z nich m mierne modrast ndych, pretoe dostatone

    odraj ete aj modr farbu. A t vela vid.

    alou zaujmavosou velieho zraku je, e pri pohade na ksok modrho neba vela vie uri

    smer, v ktorom je Slnko bez toho, aby ho videla. Oko vely je toti dos citliv na polarizciu svetla

    a rozptlen svetlo oblohy je polarizovan.

    Hovor sa, e vela postrehne blikot a do frekvencie 200 Hz, zatia o lovek iba 20. Rozliovacia

    schopnos velieho oka je vak v porovnan s naou vemi slab. V porovnan so velou sme schopn

    uvidie predmety, ktorch zdanliv vekos je trikrt menia [7]. V porovnan s nami vid vela dos

    neostro a rozmazane.

    Okrem viel vidia farbu aj mnoh in ivochy. Zmyslov epitel sietnice holubov, sliepok a inch

    ivochov, prispsobench prevane na ivot pri dennom svetle, t.j. v podmienkach vych intenzt

    svetla, obsahuje prakticky len apky. Ryby, motle, vtky a plazy mu vidie farbu, no vina zvierat

    ju vidie neme. Non ivochy, prispsoben na ivot pri vemi nzkych intenzitch svetla (sova,

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    39

    netopier), maj zmyslov epitel sietnice zloen len z tyiniek. Vtky farbu urite vidia, a to svis aj

    so sfarbenm vtkov. Bolo by zbyton, aby samekovia boli tak krsne sfarben, keby to samiky

    nemohli vidie! Take vvoj pohlavnho sfarbenia, ktor maj vtky, je vsledkom toho, e samiky ho

    mu vidie [7]. Najdokonalejie rozoznva farbu lovek, pomerne dobre opice, kone, jelene, ovce,

    irafy, veverice a morat.

    Vetky stavovce maj oi podobn naim, vetky nestavovce maj slabo vyvinut oi alebo

    zloen oi. Vnimkou je chobotnica. Nem zloen oko alebo on kvrnu, ale m rohovku, vieko,

    dhovku, oovku, dve oblasti s vodou a vzadu m sietnicu. V podstate m rovnak oko ako stavovce.

    Ukazuje sa, e sietnica chobotnice je tie asou mozgu, ktor sa oddelila od mozgu v embryonlnom

    vvoji, rovnako ako u stavovcov, ale odlin a zaujmav je to, e bunky citliv na svetlo s na vntornej

    strane oka, nie ako u loveka. Chobotnica obrovsk m najvie oi na svete. Nali sa aj tak, o mali

    priemer oka a 38 cm![7]

    Na obrzku . 1.18a) je zloen

    oko kraba podkovitho. M okolo tisc

    omatdi. Na obrzku 1.18b) je prierez

    oka. Vidno tam omatdi s nervovmi

    vlknami, ktor z nich vychdzaj

    do mozgu.

    Zaujmavosou s aj oi aby.

    aba oami vbec nehbe, iba ak sa

    pohne list, a v tom prpade kyve oami

    presne tak, e sa obraz nemen. Inak oi

    neota. aba vnma iba pohybujce sa

    predmety. Me by obklopen

    dostatkom organizmov, ktor jej slia

    za potravu, no keby sa nepohybovali,

    zahynula by od hladu. Ak nejak vypukl predmet vstupuje do zornho poa jej oka, oko ho vid

    vstupova do vntra a aj si pamt, e je tam, ale sta, ke vypneme na chvu svetlo, u na zabudne a

    viac ho nevid [7]. Sietnica oka aby m schopnos zvova ostros obrazu, priom sa zvrazuje

    hlavne jeho obrys.

    oovka oka rb m takmer tvar gule. Je to preto, aby optick sstava

    tohto oka mala dostatone vek optick mohutnos, pretoe relatvny index

    lomu oovky oka ryby vo vode je vemi mal. Oko ryby, podobne ako oko

    loveka m schopnos akomodova. Akomodcia oka pri vine rb sa

    dosahuje zmenami vzdialenosti oovky od sietnice pomocou svalov. oovka

    oka sokola sa me takmer plne sploti, take na sietnici vznik obraz aj

    vemi vzdialench predmetov. Preto sokol vid aj na vek vzdialenosti.

    Obr. 1.18. Zloen oko podkovitho kraba:

    a)))) normlny pohad,

    b)))) prierez [7]

    Obr. 1.19. Oko rb [14]

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    40

    Zrenice o koni s uloen v horizontlnej rovine. Horizontlne uloenie o roziruje zorn uhol

    v tejto rovine. Toto uloenie je vemi dleit pre ivochy ijce vo vonch priestranstvch, aby vas

    zbadali svojho nepriatea. Naopak, maky, tigre a lky maj zrenice uloen vertiklne. Ich zrenice sa

    daj rozri dostatone na to, aby dobre videli aj za tmy.

    Mnoh ivochy maj za sietnicou tenk vrstvu, ktor odra svetlo ako zrkadlo. Preto sa pri

    odraze svetla zosiluje psobenie svetla dopadajceho do oka. Oi tchto ivochov

    (napr. msoravcov) vo tme fluoreskuj. Treba si uvedomi, e tu nejde o videnie v tme, ako sa niekedy

    myne vysvetuje schopnos zvierat orientova sa za era. V absoltnej tme ani zvierat nevidia ni. Zd

    sa, e u niektorch druhov sa na vyvolvan svetla zastuj svietiv baktrie ijce v ich svietivch

    azch [29].

    Sietnica udskho oka je takmer zhodn so sietnicou oka orla, ale rozmery nervovch buniek

    v strednej asti sietnice oka orla s menie o 0,3 a 0,4 mikrometra. Vznam tejto truktry spova v

    tom, e so zmenovanm rozmerov nervovch buniek sa zvuje rozliovacia schopnos oka, a tm aj

    ostros videnia. Neobyajne ostr zrak maj aj sysle. Sietnica ich oka obsahuje iba apky, a preto vidia

    len pri dobrom osvetlen. Slon a nosoroec vidia len nejasne a na vzdialenos pribline 30 metrov. Lev

    vid tak dobre ako lovek. Dravci vidia tak ostro ako lovek pomocou osemnsobne zvujceho

    alekohadu.

    iaden obyvate mora nem tak ostr zrak ako spia*, osmonoh* a ostatn hlavonoce. Pre

    porovnanie na tvoreku so stranou 1 mm na sietnici oka osmonoha je asi 64 000 buniek citlivch

    na svetlo, na sietnici spie asi 150 000, kalmara 162 000, maky 379 000, loveka 400 000 a sovy a 680

    000. Oi morskch ivochov maj tie schopnos zvova ostros obrazu a to tak, e zrakov nervy,

    na ktor dopad relatvne intenzvne svetlo, tlmia signly inch nervov, na ktor dopad menej intenzvne

    svetlo. oovka hlavonocov neme meni tvar ako oovka stavovcov, teda jej chba schopnos

    akomodcie. oovky hlavonocov sa dotka morsk voda, pretoe hlavonoce maj v rohovke men

    alebo v otvor. Hlavonoce maj ete jednu zvltnos. Km zrakov bunky v sietnici stavovcov s

    obrten smerom k mozgu, hlavonoce ich maj obrten dovntra oka, smerom k oovke. Hlavonoce a

    vetky stavovce maj komorov oi.

    Oi hlavonocov s vemi vek aj rozmerovo. Oi spie s iba 10-krt menie ako ona sama. Ich alou

    zaujmavosou je vemi zka zrenica, ktor sa podob grckemu psmenu omega . Ke je spia podrden, zrenica sa mimoriadne zv a zaokrhli, ale jej mihalnice sa stiahnu. Oi obrovskch

    jedincov maj v priemere a 40 cm, s teda najvm znmym zrakovm orgnom [29]. Zistilo sa, e aj

    zraku zbaven osmonohy rozliuj svetlo. Pociuj ho celm povrchom tela, ktor je pokryt uchovmi,

    chuovmi bunkami a bunkami citlivmi na svetlo [14].

    ____________________________________________________________________________________

    *Poznmka: Spia - desaramenn dvojiabrovec. Osmonoh - osemramenn hlavonoec.

    Chobotnica obrovsk tie patr medzi hlavonoce.

  • Peter Hockicko Optika okolo ns a vo vyuovacom procese

    41

    Oi loveka a niektorch ivochov s uspsoben tak, aby sledovali urit predmet sasne:

    zorn pole pravho oka sa takmer neli od zornho poa avho oka. Vina ivochov vak pozer

    kadm okom osobitne. Obrazy, ktor pozoruj, ich sce neinformuj dostatone o priestorovom

    usporiadan predmetov, zato ich zorn polia s ovea irie. Kad oko loveka vid v horizontlnom

    smere v rozpt uhla 120o, priom sa obidva uhly iastone prekrvaj. Zajac bez toho, aby otoil hlavu,

    vid nielen to, o je pred nm, ale aj to, o je za nm. Preto je tak ak pribli sa k zajacovi a nevyplai

    ho. Zajac vak nevid predmety, ktor sa nachdzaj bezprostredne pred nm. Aby ich videl, mus otoi

    hlavu nabok.

    Sovy vidia len pred seba. Ich videnie je binokulrne. Tm sa lia od viny vtkov, ktorch oi

    s schopn skr obrti sa dozadu ako dopredu. Ak chc sovy zmeni smer pohadu, musia nevyhnutne

    otoi hlavu.

    Holub doke dlh as bez mihnutia oka pozera priamo do Slnka. Pokusy ukzali, e sietnica

    oka holuba sa nepokod ani priamym oiarenm laserovmi lmi s energiou 0,05 J [14]. Oko holuba m

    tie osobitn schopnos registrova iba objekty pohybujce sa rovnakm smerom a nereagova pritom na

    objekty, ktor sa pohybuj inmi smermi.

    Slimk doke registrova rdioaktvne iarenie. Je to iv Geigerov-Mllerov pota [14].