Prof. Marilena Enache Colegiul National

’’I.L. Caragiale”, Ploieşti

OCHIUL-DEFECTE DE VEDERECALCULAREA DIOPTRIILOR PENTRU CORECTAREA VEDERII

A) OCHIUL OMENESC

Din punct de vedere anatomic ,ochiul este un organ deosebit de complex, prin intermediul căruia imaginile corpurilor se transformă în senzaţii vizuale.

Din punct de vedere optic, ochiul poate fi considerat un sistem optic centrat, deoarece are ţesuturi transparente care conduc lumina şi formează imagini reale pe retină.

Globul ocular are formă aproape sferică având diametrul de aproximativ 2,5 cm.Ochiul este compus din sclerotică si coroidă, ţesuturi subţiri , rezistente, în care se găsesc următoarele ’’piese optice”:

Cornee Umoare apoasă Cristalinul Irisul Umoare sticloasă (vitroasă) Retina Nervul optic.

Membrana exterioară a ochiului – sclerotica, este opacă peste tot cu excepţia porţiunii din faţă, care este un ţesut transparent de forma unei calote sferice,

1

numită cornee. Ea protejează cristalinul de corpurile străine : praf, fum, ceaţă, etc.

Lumina pătrunde în ochi prin cornee şi străbate cele trei medii transparente:

umoarea apoasă – lichid situat în spatele corneei ,cu indice de refracţie n=1,33;

cristalinul - ţesut transparent situat la 4 mm în spatele corneei, cu n=1,405 are formă lenticulară şi îndeplineşte aceleaşi funcţii ca şi o lentilă convergentă , deosebindu-se de cele de sticlă prin aceea că are distanţa focală variabilă.

Muşchii ciliari ai cristalinului prin contracţie sau extensie pot modifica raza de curbură şi deci distanţa focală. Cristalinul este elementul esenţial din punct de vedere optic.

umoarea sticloasă (vitroasă) – mediu optic cu n=1,33 ce conduce lumina pe retină.

Retina este o membrană subţire formată din celule senzoriale (terminaţii ale nervului optic), care percep lumina , numite conuri şi bastonaşe. Conurile sunt specializate în perceperea luminii din timpul zilei, capabile să dea senzaţii diferite pentru diferite culori. Bastonaşele sunt specializate în perceperea luminii de intensitate slabă practic incapabile să distingă culorile.

Irisul este o membrană (ai cărei pigmenţi dau culoarea ochilor) care în centru are o deschidere circulară de diametru variabil numită pupilă. La lumină mai intensă irisul îşî micşorează pupila pentru a proteja retina.

Vedem obiecte aflate la distanţe diferite faţă de ochi datorită capacităţii de acomodare a cristalinului. La ochiul normal, imaginea unui obiect situat la infinit se formează pe retină la 15 mm de cristalin, distanţă egală cu distanţa focală a acestuia:

f=0,015 m C=1/0,015=66,66 δ (convergenţa minimă a cristalinului).

Când privim un obiect mai apropiat, cristalinul îşi micşorează distanţa focală. Modificarea distanţei focale (deci şi a convergenţei) în scopul aducerii pe retină a imaginii se numeşte acomodare. Valorile maximă şi minimă ale distanţei focale produsă de muşchii oculari în scopul aducerii pe retină a imaginii caracterizează o mărime numită putere de acomodare(notată cu A sau cu ΔC): A ═ 1/fmin – 1/fmax ; ΔC = Cmax-Cmin.

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

Cristalinul deci nu se poate bomba oricât şi de aceea obiectul poate fi adus doar până la o anumită distanţă minimă -distanţa minimă de vedere- sub care ochiul nu mai poate forma imaginea pe retină.

Acomodarea ochiului este deci posibilă între:

2

Un punct situat la o distanţă maximă-punctul remotum XR care, pentru ochiul normal, este la infinit (practic, peste 15m ochiul priveşte fără acomodare).

Un punct situat la o distanţă minimă-punctul proximum XP este de 10-15 cm la tineri şi aproximativ 25 cm la adulţi ( ochiul priveşte cu acomodare maximă).

Un ochi normal distinge cele mai multe detalii ale unui obiect dacă acesta se află la o distanţă de aproximativ 25 cm, numită distanţa vederii optime δ .

B. DEFECTE DE VEDERE

Oamenii cu putere de acomodare mică se plâng că au vederea slăbită, înţelegând o vedere scurtă (miopia) sau lungă (hipermetropia sau prezbitismul).La ochiul prezbit ca şi la cel hipermetrop sau miop, această putere de acomodare este mică, de una, două dioptrii.

MIOPIA

Ochiul miop nu vede clar obiectele îndepărtate, imaginea punctelor de la”infinit” se formează în faţa retinei, fie fiindcă ochiul e mai alungit, fie datorită bombării remanente a cristalinului.

Retina f0

fc

F

X2

Distanţa focală mai mică decât la ochiul normal este rezultatul unei activităţi îndelungate, încă din copilărie, la distanţă mică de ochi ; uneori se moşteneşte şi mai rar se capătă prin boală.

Ochiul miop are şi punctul remotum şi punctul proximum mai apropiate decât ochiul normal. El nu poate vedea clar obiecte mai depărtate decât punctul său remotum. Deci miopii nu văd bine la depărtare , dar văd foarte bine obiectele situate la distanţă mică de ochi. Acesta este un inconvenient major şi se corectează cu lentile divergente.

Să analizăm prin doua metode modul de corectare a punctului remotum aflat la distanţa Xr (conform convenţiei geometrice de semne Xr <0).

Metoda I   :

3

Aplicăm formula lentilelor cristalinului, cu distanţa focală fc, aflat la distanţa X2 de retină:

1/X2 – 1/XR =1/fc (1)Sistemul de lentile format din cristalin cu distanţa focală fc şi ochelari cu distanţa

focală f0, trebuie să fixeze pe retină un obiect situat la infinit:1/X2-1/∞=1/fc+1/f0 (2).

(2) – (1) Þ 1/f0 – 1/XR < 0 ; fo < 0 ó lentilă divergentă.

Metoda a II-a:

Lentila ochelarilor trebuie să formeze imaginea unui obiect aflat la ∞, în punctul remotum, de unde cristalinul poate s-o fixeze pe retină.

1 1 1 Þ fo ═ XR < 0. XR ∞ fo

HIPERMETROPIA SI PREZBITISMUL

Ochiul hipermetrop este mai “turtit” decât cel normal astfel încât focarul său se află în spatele retinei.

La defectul de prezbitism puterea de acomodare slăbeşte cu vârsta sau din cauza bolilor, cristalinul păstrând , datorită obişnuinţei de a privi în depărtare , o distanţă focală mare (slăbeşte capacitatea de bombare a cristalinului). Când priveşte obiectele mai apropiate, imaginea se formează în spatele retinei şi prezbitul nu mai vede clar ; datorită sclerozării muşchilor oculari, cristalinul nu mai poate fi bombat, deci imaginea nu mai poate fi adusă pe retină. La defectul de hipermetropie se produc aceleaşi efecte, dar cauza se datorează fie bolii, fie provine din naştere.

4

Deci hipermetropia şi prezbitismul sunt defecţiuni ale cristalinului, care nu poate pune la punct pe retină imaginea obiectelor apropiate. Trebuie corectat punctul proximum.

Metoda I:

Aplicăm formula lentilelor cristalinului cu distanţa focală fc, aflat la distanţa X2

de retină: 1 1 1 (1) X2 Xp fc

Sistemul de lentile cristalin (fc) şi ochelari (fo) trebuie să pună la punct pe retină imaginea unui obiect situat la distanţa minimă de vedere distinctă d= -25 cm (conform convenţiei geometrice de semne).

1 1 1 1 (2) X2 d fc fo

1 1 1 1 d - Xp 0(2) – (1) Þ fo d Xp fo Xp d

Deci hipermetropul şi prezbitul trebuie să poarte ochelari cu lentile convergente .

Metoda a II-a:

Lentila ochelarilor trebuie să formeze imaginea unui obiect aflat la distanţad (< 0) în punctul proximum, de unde cristalinul poate s-o fixeze pe retină.

1 1 1 1 d - Xp Xp d fo fo Xo d ½Xp½> ½d½

BIBLIOGRAFIE:

1. Doina Turcitu, Magda Panaghianu, Marian Şerban – Fizica – Editura Radical 2004;

2. Cornelia Truţia, Aurel Popescu, Nicoleta Eşeanu,Jean Vinerşan, Octavian Rusu Fizica -Teste pentru admitere în învăţămantul superior , Editura Universitară ’’Carol Davila ”, Bucureşti , 1999;

3. Constantin Ceacâr – Preparaţii de optica – Editura Universităţii din Bucureşti 1997;

4. Didona Niculescu – Complemente de fizică pentru liceu, bacalaureat, admitere – Editura Eficient 1997;

5. Anatolie Hristev – Probleme de fizică pentru licee, bacalaureat şi admitere în facultaţi, vol. IV – Editura APH, 1999.

5

6