Mắt như cái máy ảnh: cơ chế quang học của mắt

2021-09-13 09:05 PM

Cùng với cách mà thấu kính máy ảnh làm hội tụ hình ảnh trên tấm phim, hệ thấu kính của mắt cũng làm hội tụ ảnh trên võng mạc. Hình ảnh này sẽ bị đảo ngược và đổi bên so với vật thực.

Về phương diện quang học, mắt tương đương như một cái máy chụp ảnh thông thường. Nó có hệ thống các thấu kính, hệ thống ống kính có thể điều chỉnh (lỗ đồng tử), và võng mạc vai trò như một cuộn phim. Các thấu kính của mắt bao gồm bốn bề mặt khúc xạ: (1) bề mặt giữa không khí và mặt trước giác mạc, (2) bề mặt giữa mặt sau giác mạc và thủy dịch, (3) bề mặt giữa thủy dịch và mặt trước thể thủy tinh, and (4) bề mặt giữa mặt sau thể thủy tinh và dịch kính. Chỉ số khúc xạ của các môi trường: của không khí là 1; của giác mạc 1.38; của thủy dịch là 1.33; của thể thủy tinh (trung bình) là 1.40; và của dịch kính là 1.34.

Mắt như một chiếc máy ảnh. Các con số là chỉ số khúc xạ

Hình. Mắt như một chiếc máy ảnh. Các con số là chỉ số khúc xạ.

Nghiên cứu tất cả các bề mặt khúc xạ của mắt như một thấu kính duy nhất - làm “đơn giản” mắt đi. Nếu các bề mặt khúc xạ của mắt được tổng hợp lại theo phương diện đại số và sau đó xem nó như một thấu kính duy nhất, thì cơ chế quang học của con mắt thông thường được đơn giản hóa và có thể tượng trưng nó bằng một “con mắt rút gọn”. Sự tượng trưng này rất hữu ích trong những tính toán đơn giản. Trong con mắt rút gọn, nó có một bề mặt khúc xạ duy nhất với điểm trung tâm nằm cách giác mạc 17 mm và tổng độ hội tụ là 59 diopter khi mắt điều tiết để nhìn những vật ở rất xa.

Khoảng hai phần ba độ khúc xạ trong 59 diopter là do bề mặt phía trước của giác mạc tạo nên (không phải bởi thể thủy tinh). Nguyên nhân của sự kì lạ này bởi vì có sự chênh lệch lớn về độ hội tụ giữa giác mạc và không khí, trái lại, chỉ số khúc xạ của thể thủy tinh không có sự khác biệt nhiều so với thủy dịch hay dịch kính.

Tổng độ hội tụ của thể thủy tinh, thường nằm trong mắt và được bao quanh bởi các chất lỏng mọi hướng, chỉ khoảng 20 diopter, khoảng một phần ba tổng độ hội tụ của mắt. Tuy nhiên, nó có vai trò rất quan trọng, đó là đáp ứng với kích thích của xung thần kinh từ não bộ và có thể thay đổi độ cong đáng kể để đưa về “trạng thái nghỉ ngơi”.

Sự tạo thành ảnh trên võng mạc. Cùng với cách mà thấu kính máy ảnh làm hội tụ hình ảnh trên tấm phim, hệ thấu kính của mắt cũng làm hội tụ ảnh trên võng mạc. Hình ảnh này sẽ bị đảo ngược và đổi bên so với vật thực. Tuy nhiên, não bộ có thể hiểu được đồ vật ở vị trí thực dù nó bị đảo ngược vì não bộ đã được rèn luyện để làm điều đó.

Bài mới nhất

Điều hòa vận động: vai trò của phản xạ căng cơ

Điều hòa vận động: vai trò của suốt cơ

Tủy sống: tổ chức hoạt động chức năng vận động

Phân loại điếc: các bất thường về thính giác

Xác định hướng đến của âm thanh: cơ chế thính giác trung ương

Chức năng thính giác của vỏ não: cơ chế thính giác trung ương

Đường truyền thần kinh thính giác: cơ chế thính giác trung ương

Cường độ âm thanh: xác định bởi hệ thính giác

Tần số âm thanh: định nghĩa nguyên lý vị trí thính giác

Điện thế tai trong: phản ánh nồng độ cao kali và nồng độ thấp natri

Cơ quan Corti: tầm quan trọng trong việc thu nhận âm thanh

Sóng chạy: sự dẫn truyền của sóng âm trong ốc tai

Giải phẫu và chức năng của ốc tai

Dẫn truyền âm thanh từ màng nhĩ đến ốc tai: phối hợp trở kháng bởi xương con

Điều soát kích thước đồng tử của mắt

Tập trung mắt: điều hòa điều tiết mắt

Điều tiết và độ mở của đồng tử: điều hòa tự động thần kinh tự động của mắt

Lác mắt: tổn thương điều hợp của mắt

Thị giác từ hai mắt: hợp nhất các hình ảnh

Chuyển động mắt theo đuổi: chú ý các đối tượng chuyển động

Cử động định hình của mắt: cử động làm cho mắt tập trung

Cử động vận nhãn: thần kinh chi phối cử động của mắt

Vỏ não thị giác sơ cấp: hậu quả của sự loại bỏ vỏ não

Phát hiện mầu sắc bằng tương phản mầu sắc

Quá trình phân tích hình ảnh quan sát: trung khu thần kinh của sự kích thích