det mänskliga ögat är ett sinnesorgan anpassat för att tillåta syn genom att reagera på ljus. Hornhinnan och den kristallina linsen är båda viktiga för ögat att fokusera ljus.

ögat fokuserar ljus på ett liknande sätt som när du använder ett förstoringsglas för att koncentrera solens strålar på ett papper. Avståndet från förstoringslinsen till pappersbiten är brännvidden.

för ögat är ljus från avlägsna föremål fokuserat på näthinnan på baksidan av ögat.,

ögat är ungefär lika stort som en bordtennisboll, så brännvidden måste vara ca 2,5 cm.

hornhinnan gör det mesta av fokuseringen

cirka 70% av ljusböjningen sker när den kommer in i hornhinnan och vattenvätskan.

denna böjning är möjlig på grund av hornhinnans kurva samt förändringen i brytningsindex när ljuset rör sig från luft till hornhinnan och sedan in i vattenvätskan mellan hornhinnan och irisen. Luft har ett brytningsindex på 1,00, och den vattenhaltiga vätskan bakom hornhinnan har ett brytningsindex på 1,33.,

om förändringen i brytningsindex inte var lika stor, skulle ljuset inte böja så mycket.

detta blir märkbart om du försöker titta på något när du är under vatten. Saker verkar ur fokus eftersom hornhinnan är utformad för att fungera med ljus som passerar in i det från luft snarare än från vatten. Att bära simglasögon under vatten gör att luftskiktet kan vara närvarande.

den kristallina linsen och boende

bakom vattenvätskan är det andra linssystemet. Den består av en konvex lins som är mjuk och smidig., Ciliarmuskeln är en cirkulär ring av muskler som fäster hela vägen runt linsen. Denna ciliarmuskeln kan ändra formen på den kristallina linsen genom att sträcka den vid kanterna. Den är fäst vid linsen av zonuler (ligamentfibrer som kan vara täta eller lösa).

När du tittar på ett nära objekt måste linsen bli mer rundad på den centrala ytan för att fokusera ljusstrålarna. Denna förmåga att ändra fokus för närbilder kallas boende.,

två helt motsatta teorier för boende

det finns två huvudteorier för hur linsen ändrar form.

  • Helmholtz teori – föreslås i 1855. När ciliarmuskeln kontraheras reduceras all zonulär spänning. Detta gör det möjligt för den centrala linsytan att bli rundare (ökar dess fokuseringseffekt). När ciliarmuskeln slappnar av Ökar all zonulär spänning, vilket gör att linsen plattar (minskning av optisk effekt).
  • schachar mekanism – föreslås 1992., När ciliarmuskeln kontraheras ökar ekvatorialzonulär spänning. Detta gör att den centrala linsytan blir mer brant rundad (ökar Central optisk effekt). När ciliarmuskeln slappnar av reduceras ekvatorialzonulär spänning, vilket gör att den centrala linsytan plattar ut (minskning av optisk effekt).

Schachar-mekanismen kan demonstreras med en Mylar ballong (en blank silverplatta ballong som ofta används med helium)., Om du tittar på din reflekterade bild på den platta sidan av ballongen märker du att den blir mindre om du drar kanterna på ballongen utåt. Detta beror på att ballongens centrum blir mer konvex.

förlust av boende

När vi åldras minskar förmågan hos ciliarmuskeln att ändra formen på den kristallina linsen. För de flesta människor minskar deras förmåga att fokusera på närbilder, men distansvisionen är opåverkad. Detta är känt som presbyopi och är en anledning till att äldre människor ofta behöver Läsglasögon.,

enligt Helmholtz-teorin blir linsen svårare när människor åldras. Detta innebär att ciliarmuskeln inte längre kan ändra linsens form tillräckligt.

enligt Schachar-teorin förlorar linsen inte någon flexibilitet med åldern. Snarare orsakas en förlust av boende eftersom linsen fortsätter att växa något med åldern. Denna ökning i storlek innebär att avståndet mellan linsen och ciliarmuskeln minskar, vilket innebär att ciliarmuskeln inte kan ge samma spänning mot linsens kanter.,

naturvetenskap

När ett alternativt förslag om hur något fungerar föreslås, är det ofta en lång process av diskussion och experiment innan den nya idén antingen ignoreras eller accepteras. Till exempel, eftersom Dr Schachar föreslog en alternativ mekanism för hur ciliarmusklerna ändrar linsens form, har det varit mycket argument och motargument. Efter nästan 20 år pågår debatten fortfarande.

relaterat innehåll

våra ögon – vår vision beskriver några av de ögonförhållanden som kan påverka människans syn.,

förbättrad synscreening för barn beskriver hur ett peer-to-peer-testprojekt hoppas att varna eleverna för ögonförhållanden som påverkar deras vision.

Activity idea

activity Eye dissection använder kornas ögon för att observera många av de delar som finns i ett mänskligt öga.

användbara länkar

Läs mer om Schachar-mekanismen för hur ciliarmusklerna och zonulära fibrer ändrar linsens form här.

den här artikeln har några bra animationer om hur ögat fungerar.