Најважније из лекције
Оптички систем ока: Рожњача (\( 43\text{ D} \)) + очно сочиво (\( 17\text{ D} \)) чине систем укупне оптичке јачине \( 60\text{ D} \). Индекс преламања воденог простора и стакластог тела је \( 1,336 \).
Формирање лика: Лик настаје на жутој мрљи на мрежњачи, где га фоторецептори (штапићи и чепићи) претварају у нервне импулсе.
Акомодација: За блиске предмете мишићи закривљују сочиво (мања жижна даљина, већа оптичка јачина); за далеке предмете мишићи су опуштени.
Осетљивост ока: Дневно (фотоптичко) виђење има максимум на \( \lambda = 555 \text{ nm} \), а ноћно (скотоптичко) на \( \lambda = 507 \text{ nm} \).
Формирање лика: Лик настаје на жутој мрљи на мрежњачи, где га фоторецептори (штапићи и чепићи) претварају у нервне импулсе.
Акомодација: За блиске предмете мишићи закривљују сочиво (мања жижна даљина, већа оптичка јачина); за далеке предмете мишићи су опуштени.
Осетљивост ока: Дневно (фотоптичко) виђење има максимум на \( \lambda = 555 \text{ nm} \), а ноћно (скотоптичко) на \( \lambda = 507 \text{ nm} \).
Људско око је сложен оптички систем који пројектује умањен, обрнут и реалан лик на очну позадину (мрежњачу), након чега се нервни импулси шаљу оптичким нервом у центар за вид у мозгу.
| Оптички елемент | Особине и карактеристике | Оптичка јачина |
|---|---|---|
| Рожњача (cornea) | Предњи заобљени део мале закривљености (\( r = 7,8 \text{ mm} \)); има највећи оптички утицај на преламање светлости | \( D_1 = 43 \text{ D} \) |
| Водена комора и стакласто тело | Провидне средине са индексом преламања \( n = 1,336 \) | - |
| Очно сочиво | Асиметрично биконвексно сочиво (\( r_1 = 10 \text{ mm} \), \( r_2 = -6,0 \text{ mm} \)); мења закривљеност дејством мишића | \( D_2 = 17 \text{ D} \) |
| Мрежњача и жута мрља | Садржи фоторецепторе: штапиће (осетљиви на интензитет светлости) и чепиће (осетљиви на боје) | - |
\[ D_{\text{укупно}} = D_{\text{рожњаче}} + D_{\text{сочива}} = 43 \text{ D} + 17 \text{ D} = 60 \text{ D} \]
Укупна оптичка јачина опуштеног људског ока износи приближно \( 60 \text{ D} \) (диоприја).
Који део оптичког система ока има највећу оптичку јачину и највећи допринос у преламању светлосних зрака?
Највећи оптички утицај има рожњача, чија је оптичка јачина \( 43 \text{ D} \), што чини више од \( 70\% \) укупне оптичке јачине ока.
Акомодација је способност ока да прилагоди своју жижну даљину (односно оптичку јачину) удаљености посматраног предмета како би се на мрежњачи увек формирао оштар лик.
Очни мишићи су опуштени. Очно сочиво има веће полупречнике кривине (тање је), жижна даљина је максимална, а жижа лика налази се тачно на мрежњачи.
Очни мишићи се напрежу и делују на очно сочиво. Полупречници кривине се смањују (сочиво постаје дебље/испупченије), жижна даљина \( f \) се смањује, а оптичка јачина \( D \) се повећава.
Шта се дешава са жижном даљином и оптичком јачином очног сочива када се посматрани предмет приближава оку?
При приближавању предмета, мишићи закривљују сочиво, чиме се жижна даљина смањује, а оптичка јачина повећава како би лик остао оштар на мрежњачи.
Осетљивост ока зависи од нивоа осветљености и таласне дужине светлости којој је изложено. Разликују се два режима гледања:
Фотоптичко виђење (дневно виђење):
Прилагођено на дневну светлост; активни су чепићи. Око је најосетљивије на светлост таласне дужине: \[ \lambda_{\text{max, дан}} = 555 \text{ nm} \quad (\text{жуто-зелена боја}) \]
Прилагођено на дневну светлост; активни су чепићи. Око је најосетљивије на светлост таласне дужине: \[ \lambda_{\text{max, дан}} = 555 \text{ nm} \quad (\text{жуто-зелена боја}) \]
Скотоптичко виђење (ноћно виђење):
Прилагођено на слабу светлост и таму; активни су штапићи. Око је најосетљивије на светлост таласне дужине: \[ \lambda_{\text{max, ноћ}} = 507 \text{ nm} \quad (\text{плаво-зелена боја}) \]
Прилагођено на слабу светлост и таму; активни су штапићи. Око је најосетљивије на светлост таласне дужине: \[ \lambda_{\text{max, ноћ}} = 507 \text{ nm} \quad (\text{плаво-зелена боја}) \]
У условима смањене осветљености, максимум осетљивости људског ока помера се према краћим таласним дужинама (са \( 555 \text{ nm} \) на \( 507 \text{ nm} \)).
На коју боју је људско око најосетљивије током сунчаног дана, а на коју у условима мрака?
Током дана око је најосетљивије на жуто-зелену светлост (\( \lambda = 555 \text{ nm} \)), док је ноћу у мраку најосетљивије на плаво-зелену светлост (\( \lambda = 507 \text{ nm} \)).
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Колика је укупна оптичка јачина нормалног опуштеног људског ока и како је она расподељена између рожњаче и очног сочива?
Укупна оптичка јачина ока износи \( 60 \text{ D} \). Од тога на предњи део рожњаче отпада \( 43 \text{ D} \), а на унутрашње очно сочиво \( 17 \text{ D} \).
Задатак 2 (средњи): Објасните механички и оптички процес који омогућава оку да са читања књиге (близак предмет) пребаци поглед на удаљену планину (бесконачно далек предмет).
При преласку са блиског на удаљен предмет долази до деакомодације:
- Очни мишићи се опуштају.
- Очно сочиво се истеже, чиме се повећавају полупречници закривљености његових површина (сочиво постаје тање).
- Жижна даљина се повећава (а оптичка јачина сочива смањује) тако да се жижа лика поклапа са мрежњачом, стварајући оштар лик удаљеног предмета.
Задатак 3 (тежак): Светлосни сигнал састављен је од две монохроматске компоненте: таласне дужине \( \lambda_1 = 507 \text{ nm} \) и \( \lambda_2 = 555 \text{ nm} \), једнаких интензитета. Која ће компонента посматрачу деловати сјајније: а) при јакој дневној светлости, б) у потпуном мраку? Обраложите одговор користећи појмове фотоптичког и скотоптичког виђења.
а) При јакој дневној светлости доминантно је фотоптичко виђење (функционишу чепићи), чији је максимум релативне осетљивости управо на \( 555 \text{ nm} \). Стога ће светлост таласне дужине \( \lambda_2 = 555 \text{ nm} \) деловати знатно сјајније.
б) У потпуном мраку доминантно је скотоптичко виђење (функционишу штапићи), где се максимум спектралне осетљивости помера на \( 507 \text{ nm} \). Стога ће посматрачу сјајније деловати компонента таласне дужине \( \lambda_1 = 507 \text{ nm} \).
б) У потпуном мраку доминантно је скотоптичко виђење (функционишу штапићи), где се максимум спектралне осетљивости помера на \( 507 \text{ nm} \). Стога ће посматрачу сјајније деловати компонента таласне дужине \( \lambda_1 = 507 \text{ nm} \).
