sem. rad iz fizike.doc
TRANSCRIPT
SREDNJA MEDICINSKA ŠKOLATUZLA
Predmet: Fizika
OKO I VIĐENJESEMINARSKI RAD
Radile: Predmetni nastavnik:Amra Karić Prof. Zinaida AvdićEmina Jahić Dalila Zildžić IV e
Tuzla, decembar, 2014
SADRŽAJ
Oko...............................................................................................................1
Građa oka ....................................................................................................2
Dinamički raspon oka ..................................................................................4
Fiziologija oka .............................................................................................5
Kako mi vidimo? .........................................................................................7
Optičke varke ...............................................................................................11
Oko
Oko je organ koji prima svjetlosne draži i pretvara ih nervne impulse. Ljudsko oko je parni
organ koji djeluje slično fotoaparatima i kamerama: prozirni prednji dijelovi oka lome zrake
svjetlosti projicirajući umanjenu i obrnutu sliku na fotosenzitivnu mrežnicu gdje se u
specijaliziranim živčanim ćelijama obavlja pretvaranje u električne živčane impulse.
Oko je najvažnije ljudsko osjetilo jer njime primamo 90% svih informacija iz okoline.
Omogućuje svjesnu percepciju svjetla, vid koji omogućava razlikovanje boja i percepciju
dubine. Ljudsko oko ima vidni ugao od 200˚ i može razlikovati 10 miliona nijansi boja.
1
Građa oka
Oko je građeno od tri očne ovojnice. Vanjska ovojnica oka se zove bijeloočnica (sclera) i ona
je građena od čvrste hrskavice. U svom prednjem dijelu ona ima providni dio, kao staklo na
ručnom satu. To je rožnjača ili rožnica (cornea). Srednja očna ovojnica (uvea) ima tri dijela.
Prednji je dužica ili šarenica (iris) sa otvorom u sredini (zjenica - pupilla). Iza irisa je cilijarno ili
zrakasto tijelo (corpus cilliare). Najveći dio srednje očne ovojnice zauzima sudovnjača
odnosno chorioidea, koja je građena od krvnih sudova koji ishranjuju najvažniju ovojnicu
oka mrežnjaču ili mrežnicu, lat. retinu. Mrežnjača se sastoji od pigmentnog sloja, koji čini
unutrašnjost oka mračnom, te od nervnih ćelija, štapića i čunjića, koji primaju svjetlost i
pretvaraju je u električne impulse. Ti se impulsi prenose putem vidnog živca (nervus opticus)
u mozak, gdje se u potiljačnom centru za vid formira slika. U oku postoje još očno sočivo ili
leća (lens), koje reguliše prelamanje očnih zraka, te staklasto tijelo (corpus vitreum),
želatinozna providna masa koje ispunjava unutrašnjost oka. U oku se stvara očna vodica,
koja iz stražnje očne sobice stalno cirkuliše u prednju, a odatle iz ugla očne komore filtrira se
u venski krvotok. Tako se u oku stalno održava providnost optičkih medija kao i
stalni intraokularni pritisak.
2
Indeksi prelamanja nekih dijelova oka
histološka građa oka (građa mrežnjače)
3
Dinamički raspon oka
Mrežnica ima statički omjer kontrasta otprilike 100:1. Čim se oko pomakne (sakade) ona
uskladi izloženost hemijski te ujedno prilagođavanjem rožnice. Početnoj prilagodbi u stalnom,
neprekinutom mraku potrebno je otprilike 4 sekunde. Potpuna prilagodba pomoću hemijske
prilagodbe rožnice (Purkinjeov efekt) većinom završava u prvih 30 minuta. Stoga, dinamički
omjer kontasta od otprilike 1000,000:1 je moguć. Proces je nelinearan, zato svaki prekid
svjetlom započinje novu prilagodbu. Dobra adaptacija zavisi o dobrom protoku krvi; stoga
prilagodba u mraku može biti poremećena lošom cirkulacijom, te vazokonstriktorima
poput alkohola ili duhana. Oko uključuje leću ne toliko drugačiju od onih koje nalazimo u
optičkim instrumentima poput kamera i zato se ista načela mogu upotrijebiti. Zjenica oka je
njegova apertura, a ograničava je šarenica. Refrakcija u rožnici omogućuje da se apertura
(zjenični otvor) jako malo razlikuje od pravog dijametra zjenice. Ulaz zjenice ima obično
promjer od 4 mm, iako mu je raspon od 2 mm u svijetloj prostoriji do 8 mm u mraku.
4
Fiziologija oka
Okolni svijet normalno gledamo sa dva oka, ali pri tome zapažamo samo jednu
jedinstvenu prostornu sliku, a to je moguće kad naš mozak na savršen način dovodi naša
oba oka u senzoričku i motoričku koordinaciju. Svaki predmet koji je objekat našeg
interesovanja i gledanja jednim okom, biva nesvjesno pomjeren u centar vidnog polja, u
foveu centralis. Da bi jednostruko mogli vidjeti sa oba oka, predmet koji fiksiramo mora biti
oslikan na obje foveae centralis. Svi predmeti koji se ne fiksiraju vide se jednostruko ako
padaju na korespondentne tačke mrežnjače i ako imaju svoj prirodni pravac lokalizacije;
pored ovoga mora postojati normalna građa mrežnjače, normalna ravnoteža i sinergizam
očnih mišića, kao i normalan nervni mehanizam i duševno stanje, koje omogućuje da dva
utiska o jednom predmetu, koji su dobiveni sa obje mrežnjače u obje hemisfere mozga,
sjedinimo u jednu jedinstvenu sliku u našoj svijesti. Slike predmeta koje ne padaju na
identične tačke mrežnjače vide se dvostruko. Prema Cüppers-u binokularni vid se zasniva
na dvjema glavnim komponentama: senzoričkoj i motoričkoj.
Senzorička komponenta će biti zadovoljena ukoliko je:
jednako dobar vid na oba oka
jednaka veličina slike na mrežnjači i
ako oba oka imaju zajedničku normalnu retinalnu korespodencu.
Motorička komponenta biće zadovoljena ako postoji:
paralelnost obje očne jabučice
normalna pokretljivost očiju i
normalan odnos akomodacije i konvergencije
AkomodacijaU definiciji akomodacije može se reći da je to sposobnost oka da uvijek vidi predmet
ispred sebe bez obzira na udaljenost. Pri pogledu na daljinu kod emetropa, cilijarni mišić
je olabavljen, suspenzorni aparat leće je zategnut i prednja površina leće je manje
zakrivljena. Međutim, kod pogleda na blizinu cilijarni mišić se kontrahira i povlači
nazubljenu liniju (ora serata) naprijed, suspenzorni aparat leće se olabavi a prednja
površina sočiva se više izboči (mijenja svoju zakrivljenost), a istovremeno se sužava
zjenica i oba oka konvergiraju. Emetrop tj. osoba koja ima normalan vid pri pogledu na
daljinu nema akomodaciju. Akomodira samo na blizinu. Myop tj. kratkovidna osoba ima
5
slabo izraženu akomodaciju. Hypermetrop tj. dalekovidna osoba akomodira i na blizinu i
na daljinu.
Vidni put i vidna koraImpulsi nakon što napuste retinu idu putem N. opticusa do hijazme opticum gdje se
ukrštaju samo vlakna koja dolaze iz medijalnih dijelova retine, a onda zajedno sa vlaknima
iz lateralnih dijelova retine suprotnog oka formiraju tractus opticus, koji nosi impulse do
genikulatne jezgre gdje se impulsi prekopčavaju, a odatle preko radiatio optica idu do
primarne kore u okcipitalnom režnju. Pored toga vidna vlakna idu i u pretektalne jezgre
mezencefalona (nadzor nad pokretima očiju, refleks na svjetlo) i gornje kolikule (brzi
pokreti očiju u određenom smjeru) i ta vlakna predstavljaju stari vidni sistem. Vidna kora
se može podijeliti na primarnu; u području fisure kalkarine okcipitalnog režnja, tu završava
većina direktnih signala iz očiju ( tu se vrši analiza vidnih oblika, boja), i sekundarna vidna
kora (asocijacijska područja), ispred, iznad i ispod primarne vidne kore, tu se različiti
aspekti vidne slike raščlanjuju i analiziraju kao odvojeni dijelovi (analiza trodimenzionalnih
oblika, kretanja tijela, prepoznavanje slova…).
Vidni putevi
6
Kako mi vidimo?
Mozak je posrednik u interakciji očiju i vizualnih podražaja. Glavna je uloga očiju poslati
sliku mozgu koji je potom interpretira te skladno podražaju, šalje upute drugim dijelovima
tijela koje će radnje izvesti.
Osjetljivost (ISO)
Osjetljivost naših očiju slična je onoj kodfotoaparata. U uslovima jačeg osvjetljenja,
osjetljivost naših očiju opada čime dolaze do izražaja finiji i svjetliji detalji, dok u uvjetima
tame osjetljivost raste, što nazivamo “prilagodbom na tamu”. Vjerojatno ste već primijetili
kako tamnija područja izgledaju zrnato i mutno. To je posljedica “porasta” osjetljivosti, a
uzrok je činjenica da u tami vidimo samo crno-bijele nijanse. Ljudsko se oko vrlo brzo
prilagodi svijetlim uvjetima, ali mu je potrebno znatno više vremena za prilagodbu u
tamnijim uvjetima. Budući da središte oka nije osjetljivo na mrak, u takvim je uvjetima
bolje gledati bočno.
ISO prilagodljiv na okolinu
Mrežnica ljudskog oka prilagodljiva je na varijacije u okolini, tako da tokom vedrog dana
opada osjetljivost, dok u tamnijoj pozadini, osjetljivost raste.
Visoki dinamički raspon
Dinamički raspon odnosi se na raspon između najsvjetlije i najtamnije regije koju oko
može vidjeti. Do sada ne postoji prikladna tehnologija kojom bi se moglo imitirati ovaj
raspon.
Balans bijele boje
Mozak je odgovoran za takozvani balans bijele boje koji varira ovisno o jačini svjetla. U
svijetlim je (photopic) uvjetima naš vid manje osjetljiv na plave nijanse nego u tamnim
(scotopic) uvjetima. Upravo zato naše oči izgledaju crvene na fotografijama snimljenima
noću te zbog toga moramo koristiti opciju korekcije crvenih očiju.
Žarišna udaljenost
Žarište se kontrolira širenjem i stiskanjem leće oka. Žarišna udaljenost odgovara veličini
očne jabučice.
7
Otvor
Zjenica, crna tačka u središtu šarenice oka ponaša se kao otvor. Na jakom svjetlu promjer
zjenice se može povećati i do jednog milimetra, dok se noću promjer otvora smanjuje do
devet milimetara.
Zastor
Očni kapci ponašaju se poput zastora. Ljudski vid zavisi od eksponencijalnog propadanja.
Razlučivost
Razlučivost (rezolucija) ljudskog oka iznosi oko 1/60 stepeni.
Vid
Središnja tačka u šarenici odgovorna je za sve ono što vidimo. Mozak spaja predstave
tako da percipiramo tačnu sliku prisutnih objekata. Može se usporediti sa stvaranjem
crtanih filmova: nekoliko nepokretnih slika velikom brzinom vrtimo jednu za drugom zbog
čega percipiramo kao da se slika pokreće.
Uloga mozga
Mozak je izvršni organ vida. Dakle, on je odgovoran za vid, a oči same po sebi
ne vide ništa. One samo šalju vizualne podražaje u mozak koji ih interpretira i usmjerava
naše ponašanje skladno toj interpretaciji. To znači da su oči zapravo samo posrednik.
8
Svjetlost koja se odbija od nekog predmeta, prolazi kroz providnu rožnjaču, zatim kroz
tečnost prednje očne komore, odakle se preusmjerava na zjenicu, centrirani otvor u
predjelu dužice, čiji mišići, pod kontrolom jedara moždanog stabla, regulišu otvor zjenice i
samim tim upadnu količinu svjetlosti.
Potom prolazi kroz tečnost zadnje očne komore, gdje se upućuje na sočivo, koje je
SABIRNO ili KONVEKSNO. Izoštravanje slike udaljenog ili bliskog objekta omogućava
cilijarno tijelo, mišić koji svojim kontrakcijama ili dekontrakcijama mijenja oblik sočiva, a
samim tim i upadni ugao svjetlosti (kažemo: vrši akomodaciju očnog sočiva).
Rasipanje svjetlosti unutar oka sprječava sudovnjača, koji stvara efekat mračne komore.
Kao što i iz fizike znamo, u mračnoj komori dobija se obrnuta slika predmeta, što, između
ostalog, dokazuje i pravolinijsko kretanje svjetlosti.
Isti slučaj je i sa mrežnjačom oka.
Kada jednom dospije do mrežnjače, svjetlost prvenstveno prolazi kroz ganglijske i
bipolarne ćelije, a zatim i kroz fotoreceptore, čepiće i štapiće. Fotoreceptori su slično
građeni, i čepići, i štapići imaju na svojoj površini pigment osjetljiv na svjetlost (rodopsin),
koji u zavisnosti od toga da li na njega pada svjetlosni zrak ili ne mijenja svoj oblik, gdje se
ta promjena prevodi u akcioni potencijal, koji se prenosi na bipolarne i ganglijske ćelije.
Od ganglijskih ćelija, akcioni potencijal se prenosi na očni nerv, putem kojeg najprije
dolazi do talamusa (gdje se vrši prekopčavanje nervnih puteva, radi po principu relejnog
centra), a zatim ide do vidne zone kore prednjeg mozga koja se nalazi u potiljačnom
režnju (lobus occipitalis). Očni nerv se sastoji iz nervnih vlakana koja se pružaju iz oba
oka i koja se ukrštaju, tako da dio nervnih vlakana iz desnog oka prelazi na lijevu stranu i
obrnuto.
Na mrežnjači se formira stvaran lik predmeta koji se posmatra, ali je obrnut.
U moždanim centrima se koriguje primljena slika i mi predmet vidimo u obliku i položaju
vjernom originalu koji posmatramo. Pretpostavlja se da su jedra u vidnoj zoni kore
prednjeg mozga primarni centri u odnosu na veliki broj jedara na drugim mjestima u
mozgu, koji su odgovorni takođe za naše vidne percepcije.
9
Camera obscura
Efekat mračne komore kod ljudskog oka
10
Ukrštanje nervnih vlakana koja polaze iz lijevog i desnog oka
Optičke varke
Optičke varke ili optičke iluzije su "krivo" percipirane pojave koje često mogu biti
zbunjujuće. Najčešće su optičke iluzije, ali je razlika u tome što optičke varke uključuju samo
pojave koje percipiraju oči, a perceptivne uključuju sve pojave koje percipiramo (na bilo koji
način). Neke su perceptivne varke uzrokovane nesavršćenošću naših osjetila (tromost oka),
a neke radom našeg mozga. Perceptivne varke treba razlikovati od halucinacija.
One se razlikuju po tome što kod perceptivnih varki podražaj postoji, ali je krivo percipiran,
dok kod halucinacija podražaja nema.
11
Naknadne slike
Naknadne slike, ili pa-slike su optičke varke koje koriste adaptaciju oka da bi se, nakon
netremičnog gledanja, na neutralnoj pozadini vidio negativ dotične slike. Gledajte u sliku
ispod dvadesetak sekundi (najlakše je "zabuljiti" se u jednu od četiri okomito postavljene
tačke u sredini). Odmah nakon toga pogledajte u neku neutralnu (najbolje bijelu) pozadinu
(prazan papir, zid ili sl.). Na pozadini ćete vidjeti ljudski portret (u originalu je ova varka
napravljena s namjerom da prikazuje Isusa), koji zapravo ne postoji.
Riječ je o već spomenutoj osjetilnoj adaptaciji. Oko se automatski "privikava" na trenutnu
količinu svjetlosti. Kod ovakvih kontrasta, pojedini se dijelovi mrežnice različito privikavaju
na svjetlost. Kad se pogleda u neutralnu pozadinu, dijelovi mrežnice još ostaju priviknuti
na prijašnje stanje, odnosno posvjetljuju dijelove koji su bili pretamni (na neutralnoj
pozadini rezultirajući svjetlijim područjima), a potamnjuju dijelove koji su bili svijetli
(rezultirajući tamnim područjima). Uvjetno kažemo da slika ostaje na mrežnici još
neko vrijeme.
Naknadna slika - nakon netremičnog gledanja trebao bi se vidjeti ljudski portret (Isus, ako hoćete)
Različite percepcije geometrijskih likova
Kod geometrijskih objekata koji su nacrtani ispod (dvodimenzionalni su), a mogu se
percipirati kao trodimenzinalni objekti često dolazi do različitih mogućnosti percepcije. S
lijeve je strane tzv. Neckerova kocka, zapravo obična projekcija žičanog modela kocke na
dvije dimenzije. S desne strane slike nalaze se dva moguća načina percepcije - prvi je
takav da je donji lijevi kvadrat prednja ploha kocke, a drugi takav da je gornji desni kvadrat
prednja ploha kocke. Moguće je da vam se ta dva načina izmijenjuju dok gledate u sliku.
Ako kocku percipirate na samo jedan način, probajte trepnuti. Schrőderove stube (desno)
12
rade po istom principu - moguće ih je percipirati tako da je ploha A ispred plohe B i
obrnuto.
"Trik" je u tome da se trodimenzionalni objekti ne mogu projicirati na dvodimenzionalnu
površinu bez jakog izobličenja. Da je žičani model kocke stvarno ispred nas,
zbog konvergencije očiju znali bismo koja je stranica prednja. Kako je papir (ili zaslon)
dvodimenzionalan, oba su kvadrata na istoj udaljenosti od oka pa to
omogućava mozgu da "zamisli" obje situacije. Zanimljivo je da je mozgu gotovo
nemoguće zamisliti figuru kocke kao plošnu, odnosno kao skup od tri kvadrata (dva veća i
jednog manjeg) i dva pravougla trokuta. Ista stvar vrijedi i za Schrőderove stube.
Neckerova kocka i dva moguća načina percepcije Schrőderove stube
13
Literatura Dr. Adna Azabagić. Anatomija za 1. i 2. razred medicinske škole
http://bs.wikipedia.org/wiki/Oko (21.12.2014)
http://kakovidimo.weebly.com/kako-vidimo.html (21.12.2014)
http://www.vasdoktor.com/medicina-od-a-do-z/oftalmologija/333-graa-i-funkcija-oka
(21.12.2014)
14
15