Элемента
 Скачать 63.03 Kb.
|
|
СРО №10 Тип микроскопа:  Ход лучей в этом микроскопе. 1-задание. Используя данную картинку, заполните таблицу.
2-задание. Опишите виды линз и их аберрацию (астигматизм,ход лучей). Аберра́ция оптической системы — ошибка или погрешность изображения в оптической системе, вызываемая отклонением луча от того направления, по которому он должен был бы идти в идеальной оптической системе. Аберрацию характеризуют различного вида нарушения гомоцентричности[1] в структуре пучков лучей, выходящих из оптической системы. Величина аберрации может быть получена как сравнением координат лучей путём непосредственного расчёта по точным геометро-оптическим формулам, так и приближённо — с помощью формул теории аберраций. При этом возможно характеризовать аберрацию как критериями лучевой оптики, так и на основе представлений волновой оптики. В первом случае отступление от гомоцентричности выражается через представление о геометрических аберрациях и фигурах рассеяния лучей в изображениях точек. Во втором случае оценивается деформация прошедшей через оптическую систему сферической световой волны, вводя представление о волновых аберрациях. Оба способа описания взаимосвязаны, описывают одно и то же состояние и различаются лишь формой описания. Как правило, если объектив обладает большими аберрациями, то их проще характеризовать величинами геометрических аберраций, а если малыми, то на основе представлений волновой оптики. Монохроматические аберрации Такие погрешности изображений присущи всякой реальной оптической системе, и принципиально неустранимы. Их возникновение объясняется тем, что преломляющие поверхности неспособны собрать в точку широкие пучки лучей, падающие на них под большими углами. Эти аберрации приводят к тому, что изображением точки является некоторая размытая фигура (фигура рассеяния), а не точка, что, в свою очередь, отрицательно влияет на чёткость изображения и нарушает подобие изображения и предмета. Хроматические аберрации обусловлены дисперсией оптических сред, из которых образована оптическая система — то есть зависимостью показателя преломления оптических материалов, из которых изготовлены элементы оптической системы, от длины проходящей световой волны. Могут проявляться в постороннем окрашивании изображения и в появлении у изображения предмета цветных контуров, которые у предмета отсутствовали. К этим аберрациям относятся хроматическая аберрация (хроматизм) положения, иногда называемая «продольным хроматизмом», и хроматическая аберрация (хроматизм) увеличения. Также к хроматическим аберрациям принято относить хроматические разности геометрических аберраций, в основном, хроматическую разность сферических аберраций для лучей различных длин волн (так. наз. «сферохроматизм») и хроматическую разность аберраций наклонных пучков. Дифракционная аберрация обусловлена волновой природой света, и следовательно — носит фундаментальный характер, и поэтому принципиально не устранима. Высококачественные объективы страдают ею в точно той же мере, что и дешёвые. Она может быть уменьшена лишь посредством увеличения апертуры оптической системы. Эта аберрация возникает вследствие дифракции света на диафрагме и оправе фотообъектива. Дифракционная аберрация ограничивает разрешающую способность фотообъектива. Из-за этой аберрации минимальное угловое расстояние между точками, разрешаемое объективом, ограничено величиной  радиан, где  длина электромагнитной волны светового диапазона (волны с длиной от 400 нм до 700 нм),а  -диаметр объектива (в тех же единицах, что и ). 3-задание. Используя данную картинку, заполните таблицу.
4-задание. Опишите недостатки глаза – близорукость и их исправление. (Ход лучей) Близору́кость (также — миопи́я, от др.-греч. μύω — «щурюсь» и ὄψις — «взгляд, зрение») — дефект зрения, при котором человек вблизи видит хорошо, а вдали — плохо. Этот дефект заключается в том, что из-за аномалии преломления (рефракции) изображение фокусируется не на сетчатке глаза, а перед ней. Близорукость является разновидностью аметропии. Для решения этой проблемы можно пользоваться очками или контактными линзами с отрицательными значениями оптической силы. Близорукий человек может ясно видеть до определённого расстояния, но объекты, расположенные за пределами этого расстояния, кажутся ему размытыми. Если степень близорукости достаточно велика, то это может повлиять даже на стандартные расстояния при чтении. При обычном осмотре, глаз близорукого человека в большинстве случаев выглядит структурно идентичным глазу человека с нормальным зрением. Близорукость часто проявляется у школьников с постепенным ухудшением в возрасте от 8 до 15 лет. Виды близорукости В офтальмологии принято разделять близорукость на следующие виды:врождённая (myopia congenita) — редко встречающаяся форма близорукости, констатируемая с первых дней жизни и обусловленная аномалиями развития глазного яблока; высокая (myopia alta), степень которой превышает 6,0 диоптрий; комбинационная (myopia combinativa) — обычно близорукость небольшой степени, при которой преломляющая сила оптической системы глаза и длина его оптической оси не превышают величин, характерных для эмметропии, однако их сочетание не обеспечивает нормальной рефракции; ложная (спазматическая, псевдомиопия, myopia falsa), возникающая при увеличении тонуса ресничной мышцы (спазма аккомодации) и исчезающая с его нормализацией; транзиторная (myopia transitoria) — разновидность ложной близорукости, возникающая при развитии различных заболеваний организма (например, сахарный диабет) и/или в результате воздействия лекарственных средств (например, сульфаниламидные препараты); ночная (сумеречная, myopia nocturna), возникающая при недостатке света и исчезающая при увеличении освещённости; осевая (myopia axialis), проявляющаяся при большой длине оптической оси глаза; осложнённая (myopia complicata), сопровождающаяся анатомическими изменениями глаза, приводящими к потере зрения; прогрессирующая (myopia progressiva), характеризуемая постепенным увеличением её степени из-за растяжения заднего отдела глаза; рефракционная (оптическая, myopia refractiva), обусловленная чрезмерной преломляющей силой оптической системы глаза. Степени близорукости По тяжести заболевания в близорукости выделяют три степени: слабая: до −3 диоптрий; средняя: от −3,25 до −6 диоптрий; высокая: свыше −6 диоптрий. Высокая миопия может достигать весьма значительных величин: −15, −20, −30 диоптрий. При слабой и средней степени близорукости, как правило, осуществляется полная или почти полная оптическая коррекция для дальних расстояний и применяются более слабые (на 1—2 диоптрии) линзы для работы на близком расстоянии. Близорукость может быть врождённой, а может появиться со временем, иногда начинает усиливаться — прогрессировать. При высокой степени близорукости — постоянная коррекция, величина которой для дальних и близких расстояний определяется по переносимости. Если очки недостаточно повышают остроту зрения, рекомендуется контактная коррекция. Улучшить чёткость окружающих объектов возможно с помощью очков или контактных линз (только на время ношения), ортокератологических линз (на несколько часов после снятия) или рефракционной хирургии. Фоторефрактивная кератэктомия (ФРК). В последние годы особенно большой интерес в коррекции близорукости вызывает новая технология фоторефракционной кератоэктомии (ФРК) с использованием эксимерных лазеров с длиной волны 193 нм. Лазерный кератомилёз (LASIK) Лазерный кератомилёз — комбинированная лазерно-хирургическая операция по коррекции близорукости, дальнозоркости или астигматизма. Операция является самой высокотехнологичной и наиболее комфортной для пациента, так как позволяет в короткие сроки вернуть максимально возможное зрение без очков и контактных линз. В ряде случаев (если позволяет толщина роговицы) возможна коррекция близорукости (вплоть до −15 диоптрий), дальнозоркости (вплоть до +10 диоптрий), а также многих случаев астигматизма. Лечебные тренажёры Не доказана эффективность лечения близорукости различными тренажёрами для стимуляции аккомодации глаза. Аппаратное лечение зрения практикуется только в некоторых странах СНГ. Данный метод не рассматривается профессиональными офтальмологами как действенный способ лечения или профилактики близорукости. 5- задание. Опишите функции и назначения фоторецепторов сетчатки глаза и процессов цветового зрения. Фоторецептор (фото… и лат. Receptor - рецептор) - особые чувствительные нервные окончания, которые воспринимают воздействие внутренних и внешних раздражителей окружающей среды живых организмов и преобразуют их в определенные электрохимические сигналы; светопринимающие и светочувствительные конструкции. Фоторецепторы включают стигмы одноклеточного организма и рассеянные светочувствительные клетки в телах червей и ланцетов для зрительного аппарата в глазах человека и животных. Зрительные клетки, расположенные в сетчатке глаза - чувствительной к излучению фоторецепторной мембране палочек и сосудов, содержат зрительные пигменты (родопсин) и фосфолипиды. В фоторецепторной мембране позвоночных животных образуются палочки и сосуды, а в зрительных клетках беспозвоночных - рабдомеры (волосовидные ветви) образуют наружный сегмент. Фоторецепторы состоят из внешних (светочувствительный зрительный пигмент) и внутренних (расположены в ядре и митохондриях, которые обеспечивают обмен энергией в клетке) суставов. Стыки фоторецепторов разделены мембраной. Через эту мембрану проходит пучок из 16-18 тонких волокон (фибрилл). Прорастание начинается во внутренних суставах. Через них возбуждение передается от фоторецепторов к двупольным клеткам. Толщина наружного сегмента фоторецепторов позвоночных. 160E, диам. Он состоит из плоских пакетов или дисков размером 1-2 или 6-8 мкм. Эти диски перпендикулярны продольной оси чувствительной ячейки. В стержнях они свободно плавают в цитоплазме без прикрепления к наружной мембране, а в сосудах - в контакте с мембраной; Фоторецепторы — светочувствительные сенсорные нейроны сетчатки глаза. Фоторецепторы содержатся во внешнем зернистом слое сетчатки. Фоторецепторы отвечают гиперполяризацией (а не деполяризацией, как другие нейроны) в ответ на адекватный этим рецепторам сигнал — свет. Фоторецепторы размещаются в сетчатке очень плотно, в виде шестиугольников (гексагональная упаковка) Фоторецепторная клетка - это особый тип мембраны сетчатки, обнаруженный в нейроэпителиальных клетках, способный к зрительной фотопередаче. Большое биологическое значение фоторецепторов состоит в том, что они превращают свет (видимое электромагнитное излучение) в сигналы, стимулирующие биологические процессы. В частности, фоторецепторные белки - это фотоны, поглощаемые клеткой, вызывающие изменение потенциала клеточной мембраны. В настоящее время в источниках млекопитающих известны три типа фоторецепторных клеток: палочки, колбочки и ганглиозные клетки с внутренней светочувствительной решеткой. Есть две классические фоторецепторные клетки - палочки и колбочки, в каждой из которых используемая информация применяется к зрительной системе, формируя представление о зрительном мире. Палочки в первую очередь влияют на ночное зрение (скотопические условия), а колбочки способствуют дневному зрению (фотопопические условия), но химический процесс подобен каждому из тех, кто поддерживает фотопередачу. Третий класс фоторецепторных клеток млекопитающих был открыт в 1990-х годах: ганглиозные клетки сетчатки, чувствительные к внутреннему свету. Эти клетки не влияют напрямую на зрение, но играют важную роль в их движении, циркадном ритме и зрачковом рефлексе. Между стержнями и конусами есть большие функциональные различия. Стержни очень чувствительны и их можно стимулировать одним фотоном. При очень слабом освещении визуальное восприятие основано исключительно на сигнале палочки. Колбочкам требуется значительный свет (т.е. большое количество фотонов) для передачи сигнала. У человека есть три разных типа колбочек, которые различаются по характеру своей реакции на свет разной длины. Восприятие цвета рассчитывается на основе этих трех конкретных сигналов, возможно, через процесс оппонента. Это объясняет, почему он не может видеть цвета при низких уровнях освещения, когда активен только стержень, а не фоторецепторные клетки колбочки. Три типа колбочек (приблизительно) реагируют на коротковолновый, средний и длинноволновый свет, поэтому их можно назвать S-колбочками, M-колбочками и L-колбочками соответственно. Фоторецепторные клетки обычно нестабильны, но расположены в гексагональной решетке, их решетчатая мозаика. Эпифизарные и парапинальные железы светочувствительны у позвоночных, не являющихся млекопитающими, и отсутствуют у млекопитающих. У птиц внутри паравентрикулярного органа есть нейроны, которые взаимодействуют с фотоактивной спинномозговой жидкостью и реагируют на свет без участия источника или нейротрансмиттеров. Насекомые и моллюски, присутствующие в организмах, таких как фоторецепторы беспозвоночных, различаются как морфологически, так и биохимически. Фоторецепторы человека описаны в этой статье. Литература: Ремизов А.Н., Медицинская и биологическая физика, М.:ГЕОТАР-МЕДИА, 2016 г. Антонов, В.Ф. Физика и биофизика [Текст]: Учебник/В.Ф. Антонов, Е.К. Козлова, А.М.Черныш. - 2-е изд.с доп.-М.:ГЕОТАР-МЕДИА, 2013.-472с.: ил. Физика и биофизика. Практикум. [Текст]: Учеб.пос. / В.Ф.Антонов и др.- М: ГЭОТАР-МЕДИА, 2008.- 336с.:ил Самойлов,В.О. Медицинская биофизикаТекст:Учебник для вузов.-2-изд.,испр.и доп/В.О.Самойлов.-СПб:Спей.Лит.,2007.560с. Биофизика [Текст]: Учебник для вузов/Под ред. В.Ф.Антонова-Изд.3-е,испр.и доп.-М:ВЛАДОС,2006.-287с. |