Работа 2.6. Обнаружение сферической и хроматической аберрации
Зрачок способствует четкости изображения на сетчатке, пропуская только центральные лучи и не пропуская на периферические части хрусталика лучи, которые вызывают светорассеяние в глазу, так называемую сферическую аберрацию. Сферическая аберрация обусловлена тем, что лучи, попавшие на периферические части роговицы и хрусталика, преломляются сильнее центральных лучей, что делает изображение нерезким из-за кругов светорассеяния. Чем меньше диаметр зрачка, тем меньше искажения, вызываемые сферической аберрацией.
Оборудование: специальный рисунок.
Ход работы. Закрыв один глаз, испытуемый приближает к другому глазу палец или карандаш до расстояния, чтобы изображение получилось расплывчатым. Затем он помещает между глазом и рассматриваемым предметом черную картонку с маленьким отверстием, диаметром 0,5–1 мм. Предмет, находящийся на прежнем расстоянии от глаза, при рассматривании его через отверстие приобретает четкость очертаний. Это объясняется тем, что боковые лучи задерживаются картонкой, а для центральных лучей сферическая аберрация выражена меньше.
Для обнаружения хроматической аберрации используют рисунок, с изображением двух белых и черных квадратов размером 2 × 2 см каждый (рис. 9). При обычном рассматривании белые и черные квадраты видны без всяких цветных каемок. Затем испытуемый закрывает один глаз. Второй глаз он прикрывает картонкой так, чтобы была закрыта половина зрачка и край картона был бы параллелен границе рассматриваемого рисунка, который должен быть ясно виден. На границах белых и черных квадратов появляются цветные каемки
Появление цветных каемок свидетельствует о свойственной оптической системе глаза хроматической аберрации. Лучи различной длины волны преломляются неодинаково и потому не собираются в одном фокусе, а рассеиваются на некотором пространстве. Красные лучи, имеющие большую длину волны, собираются ближе к передней поверхности глаза. Фиолетовые лучи, обладающие меньшей длиной волны, преломляются слабее и фокусируются дальше.
Работа 2.7. Обнаружение астигматизма
Поверхность роговицы даже нормального глаза не является идеально сферической поверхностью относительно оптической оси. Обычно кривизна ее в вертикальной плоскости несколько больше, чем в горизонтальной. Это различие вызывает неодинаковое преломление лучей, поступающих в глаз под разными углами, что получило название астигматизма. При чрезмерно выраженном астигматизме изображение предметов в глазу искажается, вытягивается или сплющивается, что требует применения очков со специальными сфероцилиндрическими линзами.
Оборудование: специальный рисунок.
Ход работы. Для обнаружения астигматизма испытуемый рассматривает рисунок 10, на котором одни линии расположены вертикально, а другие – горизонтально, причем толщина всех линий одинакова. Поскольку кривизна роговицы глаза неодинакова, то одни линии (горизонтальные или вертикальные) будут казаться более отчетливыми (более толстыми), чем другие.
Находят такое положение рисунка, при котором одни линии кажутся очень толстыми, а другие – очень тонкими. Это особенно хорошо заметно, если один глаз закрыть, а перед вторым на расстоянии 30–40 см вертикально расположить рисунок. Затем, не меняя положения глаза, рисунок, не сдвигая с места, вращают вокруг своей оси. Наблюдают, что представление о толщине линий все время меняется (толстые линии уравниваются по толщине с тонкими, а затем становятся тоньше) в зависимости от их положения.
Работа 2.8. Обнаружение слепого пятна
Место выхода зрительного нерва из сетчатой оболочки глаза не содержит фоторецепторов (палочек и колбочек) и называется слепым пятном. При фокусировании всего изображения предмета на слепое пятно человек этот предмет не видит.
Оборудование: специальный рисунок, бумага, карандаш, линейка.
Ход работы. Испытуемый закрывает левый глаз, а перед правым располагает в вытянутой руке рисунок, аналогичный изображенному на рисунке 11, так, чтобы крест был напротив зрительной оси глаза, а белый круг находился правее. Не отводя глаз от креста, испытуемый то приближает рисунок к глазу по прямой, то удаляет его. На определенном расстоянии от глаза белый круг выпадает из поля зрения, и черная полоса правее креста кажется сплошной. Это происходит потому, что изображение белого круга попадает на участок сетчатки, где выходят волокна зрительного нерва, т.е. на слепое пятно.
Для определения диаметра слепого пятна в левом верхнем углу листа бумаги нарисуйте крест (рис. 12). Испытуемый закрывает левый глаз, а правым фиксирует крест, расположенный прямо перед глазом на расстоянии 20–25 см. Положение головы испытуемого относительно креста не должно изменяться до конца эксперимента. Экспериментатор от правого края листа бумаги на уровне креста и по направлению к нему ведет заостренный карандаш. Кроме направленного к кресту заостренного черного кончика, остальная часть карандаша должна быть обернута белой бумагой.
На определенном расстоянии от креста кончик карандаша перестает быть видимым. Эту точку (В) экспериментатор отмечает на бумаге и продолжает вести карандаш по направлению к кресту. На каком-то расстоянии от креста кончик карандаша опять становится видимым, и эту точку (А) экспериментатор также отмечает на бумаге. После этого испытуемый не меняет положение головы по отношению к кресту на бумаге, а экспериментатор измеряет расстояние от глаза до бумаги в точке, находящейся посередине между точками А и В (точка К).
Далее строят изображение точек А и В на сетчатке, аналогично приведенному на рисунке 12. Из подобия треугольников АОВ и А1ОВ1 следует, что:


где расстояние АВ между точками измеряется на бумаге; ОК – расстояние, измеренное от бумаги до глаза; ОL – расстояние от узловой точки глаза до сетчатки, в среднем равное 17 мм.
По формуле S = πr2, где r = А1В1 / 2, рассчитывают площадь слепого пятна, которая в норме колеблется от 2,5 до 6 мм2.