OPTICKÉ JEVY OPTIKA 12. Oko a vidění Mgr. Marie Šiková www.zlinskedumy.cz

Anotace Materiál vysvětluje vidění a funkci oka. Musí být doplněn výkladem. Umožňuje ale také použití pro samostatnou práci žáků. Je možné jej poskytnou i nepřítomným žákům. Autor Konzultant pro PC grafiku Mgr. Marie Šiková RNDr. Jan Hrdý, Ph.D. Jazyk Čeština Očekávaný výstup 26-41-M/01 Elektrotechnika 23-41-M/01 Strojírenství Speciální vzdělávací potřeby - žádné - Klíčová slova Sítnice, blízký bod, daleký bod, zorný úhel, setrvačnost oka, prostorové vidění Druh učebního materiálu Prezentace Druh interaktivity Kombinované Cílová skupina Žák Stupeň a typ vzdělávání odborné vzdělávání Typická věková skupina 16 - 19 let Vazby na ostatní materiály Je součástí šablony OPJ (optické jevy)

Oko a vidění Osnova 1. Úvod 2. Oko a vidění 3 Oko a vidění Osnova 1. Úvod 2. Oko a vidění 3. Základní pojmy a) akomodace b) konvenční vzdálenost c) setrvačnost oka d) prostorové vidění 4) Vady oka

1. Úvod Zákonitosti vidění a funkce oka studovali lidé od nepaměti. Zrak patří k našim nejdůležitějším smyslům. Oko jako zrakový orgán je pojítkem člověka s okolním světem. Zákonitosti vidění a funkce oka studovali lidé od nepaměti. S postupujícím věděním člověk získal tolik poznatků o stavbě a funkci oka, že na jejich základě dokáže současná medicína ruku v ruce se současnou fyzikou a technickým vybavením doslova zázraky. Vidíme pouze osvětlené předměty.

2. Oko a vidění Z hlediska paprskové optiky lze oko považovat za spojnou optickou soustavu, tvořenou spojkou, očním mokem, rohovkou, sklivcem a zornicí, s měnitelnou ohniskovou vzdáleností. Oko vytváří pomocí oční čočky obraz předmětů, které se nacházejí před okem, stále ve stejné vzdálenosti uvnitř oka, na sítnici, obsahující buňky citlivé na světlo. (Citlivost sítnice je velmi vysoká, asi 104krát citlivější než citlivost fotografické emulze.

- V sítnici jsou dva druhy světlocitlivých buněk - V sítnici jsou dva druhy světlocitlivých buněk. a) tyčinky - jsou to orgány reagují na intenzitu světla, mají průměr okolo 2 µm a sítnice jich obsahuje cca 1,3.108 b) čípky - umožňují rozeznávat barvy, mají průměr okolo 4 µm počet cca 7.106. V těchto orgánech jsou zakončení zrakového nervu, kterým se zrakové počitky přenášejí do mozku. Citlivost sítnice není všude stejná, největší je v průsečíku optické osy oka, kde leží tzv. žlutá skvrna. V ní mají čípky největší hustotu. Naopak v místě, kde z oka vystupuje zrakový nerv, chybějí tyčinky i čípky. Zrakový vjem tam nevzniká a toto místo označujeme jako slepou skvrnu.

Zajímavé je, že oko vytváří obraz skutečný, zmenšený a převrácený, který mozek na základě zkušenosti, která se vytváří od narození, vnímá správně jako přímý.

3. Základní pojmy a) Akomodace oka ( z lat 3. Základní pojmy a) Akomodace oka ( z lat. accomodare, přizpůsobit) schopnost oka pomocí kruhového svalu ( ciliární sval ) měnit optickou mohutnost oční čočky, což umožňuje ostré vidění předmětů v různých vzdálenostech od oka. Rozsah vzdáleností, na které může oko akomodovat je určen dvěma body na optické ose oční čočky : - daleký bod ( nejdelší vzdálenost bodu, který oko vidí ještě ostře, akomodace oka je minimální - blízký bod ( nejmenší vzdálenost bodu, který oko vidí ještě ostře, akomodace maximální j

b) Konvenční vzdálenost Nejmenší vzdálenost ostře viděného předmětu může být i 15 cm a mění se s věkem. Vidění na tak malou vzdálenost je spojeno se značnou námahou a oko se brzo unaví. Optimální vzdálenost, v níž můžeme pozorovat ( číst, psát,..) delší dobu bez větší námahy je asi 25 cm . Pro výpočty optických soustav byla tato vzdálenost stanovena dohodou a nazýváme ji konvenční zraková vzdálenost d. ( d = 25 cm )

c) Setrvačnost oka Zrakový vjem se uchovává ještě asi 0,1 s déle než samotné zobrazení předmětu na sítnici. ( tzn., že pozorované záblesky s frekvencí větší jak10 Hz nám začnou splývat ). Hovoříme o setrvačnosti zrakového vjemu ( setrvačnosti oka ). Tento jev využíváme při filmové projekci nebo u televizního vysílání. Sledovaný děj tvoří posloupnost statických obrazů, které jsou promítány rychle za sebou a které mozkem vnímáme jako plynulý děj. Při filmové produkci se používá 24 snímků za sekundu, v televizním přijímači 25 snímků za sekundu a kvalita obrazu se zvyšuje speciálními postupy, které využívají toho, že obraz je rozložen na řádky ( s dvojnásobnou frekvencí se střídají půlsnímky složené z lichých a sudých řádků ).

d) Prostorové vidění Vidění oběma očima a následné zpracování podnětů v mozku od obou očí nám umožňuje prostorové neboli stereoskopické vidění. Dva obrazy na sítnici jsou nepatrně odlišné, což je fyzikální podmínkou prostorového vnímání předmětů do vzdálenosti asi 450 m. Trojrozměrné vidění je nám vrozené a rozlišování blízkých a vzdálených bodů nepředstavuje žádný problém. Pozorování obrazů či fotografií ( 2 D ) již není stereoskopické. Existuje však několik způsobů, jak vytvořit obrazy s 3 D efektem.

4) Vady oka Lidské oko je složitý orgán, který může mít mnoho vad 4) Vady oka Lidské oko je složitý orgán, který může mít mnoho vad. Některé vady oka a vidění: a) krátkozrakost a dalekozrakost b) barvoslepost c) astigmatismus d) trubkové vidění e) atd. Tyto nedokonalosti jsou překážkou pro výkon některých povolání ( např. letec ) a jejich diagnostika pak součástí vstupních a průběžných lékařských vyšetření.

Literatura MECHLOVÁ, Erika a Karel KOŠŤÁL. Výkladový slovník fyziky pro základní vysokoškolský kurz. 1. vyd. Praha: Prometheus, 2001. ISBN 80-7196-151-5. VRBOVÁ,Miroslava a kol. Lasery a moderní optika. 1. vyd. Praha: Prometheus,1994. ISBN 80-85849-56-9. SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. 4. uprav. vyd. Praha: Prometheus, 2006, 531 s. ISBN 80-719-6307-0 LEPIL, Oldřich, Milan BEDNAŘÍK a Radmila HÝBLOVÁ. Fyzika pro střední školy II. 3. vyd. Praha: Prometheus, 1993. ISBN 978-80-7196-185-7. LEPIL, Oldřich. Fyzika pro gymnázia: Optika. Dotisk 3. přepracovaného vyd. Praha: Prometheus, 2008. ISBN 978-80-7196-237-3. LEPIL, Oldřich. Malý lexikon fyziky. 1. vyd. Praha: Prometheus, 1995. ISBN 80-85849-77-1.