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正常眼近视眼及近视眼的矫正示意图
(1)图A光线在视网膜上汇聚,表示成像落在视网膜上,因此表示的是正常眼;图B光线在视网膜前汇聚,表示成像落在视网膜的前方,因此表示的是近视眼;图C光线在视网膜后方汇聚,表示成像落在视网膜的后方,因此表示的是远视眼.所以,图中字母B表示近视眼,应配戴凹透镜矫正.
(2)正常眼的眼球是通过调节晶状体的曲度,使物像落在眼球的视网膜上,来看清远近不同的物体.
(3)物像刺激视网膜上的感光细胞,感光细胞产生的神经冲动沿视神经传到大脑皮层的视觉中枢才能形成视觉.因此“人能看见物体”,视觉形成的部位是大脑皮层的视觉中枢.
故答案为:(1)B;凹透镜
(2)晶状体;视网膜
(3)大脑皮层的视觉中枢
眼球各部分名称
1、眼球壁。眼球壁由三层质地不同的膜组成。
(1)角膜和巩膜。眼球壁的最外层是角膜和巩膜。角膜在眼球的正前方,约占整个眼球壁面积的1/6,是一层厚约1mm的透明薄膜,折射率为1.336。角膜的作用是将进入眼内的光线进行聚焦,即折射并集中进入眼球的光线。巩膜是最外层中、后部色白而坚韧的膜层,约占整个眼球壁面积的5/6,厚度约0.4~1.1mm,也就是我们的“眼白”,它的作用是保护眼球。
(2)虹膜和脉络膜。虹膜、脉络膜和睫状体组成了眼球壁的中层。虹膜是位于角膜之后的环状膜层,它将角膜和晶状体之间的空隙分成两部分,即眼前房和眼后房。虹膜的内缘称为瞳孔,它的作用如同照相机镜头上的光圈,可以自动控制入射光量。虹膜可以收缩和伸展,使瞳孔在光弱时放大,光强时缩小,直径可在2~8mm范围内变化。
睫状体在巩膜和角膜交界处的后方,由脉络膜增厚形成,它内含平滑肌,功能就是支持晶状体的位置,调节晶状体的凸度(曲率)。脉络膜的范围最广,紧贴巩膜的内面,厚约0.4mm,含有丰富黑色素细胞。它如同照相机的暗箱,可以吸收眼球内的杂散光线,保证光线只从瞳孔内射入眼睛,以形成清晰的影像。
(3)视网膜。这是眼球壁最里面的一层透明薄膜,贴在脉络膜的内表面,厚度约0.1~0.5mm。视网膜上面分别着大量的视觉感光细胞,锥体细胞和杆体细胞,是眼睛的感光部分,其作用如同照相机中的感光材料。在眼球后面的中央部分,视网膜上有一特别密集的细胞区域,其颜色为黄色,称之为黄斑区,直径约2~3mm,黄斑区中央有一小窝,叫作中央窝,该处是视觉最敏锐的地方。黄斑距鼻侧约4mm,有一圆盘状为视神经乳头,由于它没有感光细胞,也就没有感光能力,所以称为盲点。外界物体的光信号在视网膜上形成影像,并由此处的视神经内段向大脑传递信息。
2、眼球内容物。眼球的屈光系统除了角膜外还包括,眼球内容物(晶体、房水和玻璃体),它们的一个共同特点是透明,可以使光线畅通无阻。
(1)晶体。推荐又名水晶体或晶状体,是有弹性的透明体,位于后面和玻璃体之间,通过悬韧带和睫状体连接。性质如双凸透镜,作用如同照相机的镜头。它能够由周围肌肉组织调节厚薄,根据观察景物的远近自动拉扁减薄或缩圆增厚,对角膜聚焦后的光线进行更精细的调节,保证外界景物的影像恰好聚焦在视网膜上。在未调节的状态下,它前面的曲率半径大于后面的曲率半径,折射率从外层到内层约为1.386~1.437。
(2)房水。角膜与晶体之间充满了透明的液体――房水,它是水样透明液体,折射率为1.336。房水由睫状体产生,充满于眼球房(角膜和虹膜之间),和眼后房(虹膜和晶体之间)。它的功能是使角膜和晶体无血管组织的新陈代谢,维持眼睛的内压。
(3)玻璃体。晶体的后面则是透明的胶状液――玻璃体,内含星形细胞,外面包以致密的纤维层。它的折射率约为1.336。
由角膜、虹膜、房水、晶体和玻璃体等共同组成了一个接收光线的精密的光学系统。
3、视网膜 视网膜是一层菲薄的但又非常复杂的结构,它贴于眼球的后壁部,传递来自视网膜感受器冲动的神经纤维跨越视网膜表面,经由视神经到达出口。视网膜的分辨力是不均匀的,在黄斑区,其分辨能力最强。视网膜主要有三层组成。第一层是视细胞层,用于感光,它包括锥细胞和柱细胞。第二层叫双节细胞层,约有10到数百个视细胞通过双节细胞与一个神经节细胞相联系,负责联络作用。第三层叫节细胞层,专管传导。
从光学观点出发,视网膜是眼光学系统的成像屏幕,它是一凹形的球面。视网膜的凹形弯曲由两个优点:(1)眼光学系统形成的像有凹形弯曲,所以弯曲的视网膜作为像屏具有适应的效果,(2)弯曲的视网膜具有更广宽的视野。
在视网膜上既有锥体细胞,又有杆体细胞。
杆体细胞大约有一亿二千万个,均匀地分布在整个视网膜上,其形状细长,可以接受微弱光线的刺激,分辨物体的形状和运动,但是不能够分辨物体的颜色和形状。由于杆体细胞对光线极为敏感,使得我们能够在月光下,甚至星光下也能够观察到物体的存在。
锥体细胞分布在视网膜的中央窝,其密度由中间向四周逐渐减少,到达锯齿缘处完全消失。锥体细胞在解剖学中呈锥形,是人眼颜色视觉的神经末稍,与视神经是一对一的连接,便于在光亮的条件下精细地接受外界的刺激,所以锥体细胞能够分辨物体的颜色和细节。大约700万的锥体细胞密集在2°视场内,超出2°视场,则既有锥体细胞也有杆体细胞。所以在要求高清晰度、高分辨力的场合,应该采用2°视场,使物像直对视轴,而其影像恰好聚焦在中央窝内。
4、视网膜上像的形成
人的眼睛就象一个照相机。来自外界的光线,经过角膜以及水晶体的折射后,成像在视网膜上。物体上每一点的光线进入眼球以后会聚到视网膜的不同点上,这些点在视网膜上形成左右换位、上下倒置的影像。但是我们所感觉到的物体由于“心理回倒”,看到的并不是倒像,而是自然状态的正立的影像。
“心理回到”是一个被证明了的心理自行调节问题。心理学家斯托顿做过一个实验,他用两片聚焦很短的凸透镜装在一个管子的两端,做成一个小型的室内望远镜,装在他的右眼上,使旁边不漏光,并且将左眼遮蔽起来。通过右眼上的望远镜来观察物体,因为望远镜所成的像是倒立的,所以在视网膜上形成的像于物体相同,是正立的。但是大脑的感觉则与平常相反,一切物体看起来都是倒立的。在开始实验的时候,他很不习惯这种情形,视觉与触觉、动觉之间经常矛盾的,用手触摸物体,在空间是行动都发生了困难,想拿上面的物体,手却伸到下面,想取右边的物体,手却伸到了左边;“觉得自己的手不听指挥”。虽然他对这种混乱现象很不习惯,但是他还是耐心坚持锻炼下去,三天后,混乱的现象消除了一些,到了第八天,混乱的现象完全消失,视觉与触觉动作非常协调,行动自如。适应这些新的空间关系了。要取什么地方的东西,就会把手伸到那里,看物体的感觉也和平常一样。
人们用眼睛去观察不同距离的物体时,要在视网膜上形成清晰的图像,必须靠眼睛的水晶体的调节作用来实现。水晶体是透明的,形状象两个凸透镜,扁圆形,中间厚,边缘薄,富有弹性的固体。随着注视物体距离的远近,水晶体前面的曲率半径能够自动精细调节,以达到形成清晰图像的目的。
对应视觉正常的人,当远近处于没有调节的自然状态时,“无限远”的物体正好成像在视网膜上。即眼睛的像方焦面正好与视网膜重合;当观察近距离物体时,水晶体周围的肌肉向内收缩,使水晶体的表明半径变小。这是眼睛的焦距缩短,后焦距有视网膜向前移以使形成清晰的影像。一般人的眼睛能够从“无限远”到250mm的范围进行调节。但是眼睛的调节能力会随着人的年龄的变化而变化,年龄越大,肌肉的调节性能越弱,因而能够看清的物体的最短距离也就越大,即“老花”。在适当的照度下,正常的也就看到眼前250mm的距离的物体是不费力的,而且很清楚,这个距离就称为明视距离。就产生了物体大小、现状及颜色的感觉和知觉,即形成了视觉。
右图是近视眼和正常眼的成像示意图,请回答问题
图甲是近视眼,因为光线经过眼睛折射后成像在视网膜之前。图乙不是正常眼的成像,而是远视眼的成像示意图,因为光线经眼睛折射后成像在视网膜之后。
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