Оптическая система глаза представлена рядом преломляющих сред: роговица, влага передней и задней камера глаза, хрусталик, стекловидное тело. Проходя все эти преломляющие среды лучи света фокусируются на сетчатке, чувствительной части глаза. Каждая из сред имеет свой показатель преломления, среды разделены преломляющими поверхностями, которые имеют разный радиус кривизны. Поэтому луч света, попадающий в глаз, неоднократно меняет свое направление. Чем больше преломляющая сила оптической системы, тем короче фокусное расстояние (расстояние от центра оптической системы до точки схождения преломленных лучей).
Рис.1 – схематичный глаз, с обозначением наиболее важных преломляющих сред
С позиции оптики роговица представляет собой вогнуто-выпуклую линзу, в норме значение ее оптической силы в среднем равно 43,06 диоптрий
Рис.2 – фото роговицы vs часовое стекло
Хрусталик является двояковыпуклой линзой, подвешенной на связках на мышцах внутри глаза, напряжение и расслабление которых приводит к изменению кривизны передней и задней поверхности линзы, увеличению или уменьшению толщины хрусталика и, как следствие, его оптической силы (от 19,11 до 33,06 диоптрий в процессе фокусировки на ближнее и дальнее расстояние).
Рис.3 – фото хрусталика vs стеклянная двояковыпуклая линза
Рис. 4 – схема осуществления аккомодации за счет изменения кривизны (толщины) хрусталика (1 – глаз в расслабленном состоянии, 2 – глаз, сфокусированный на предмете, находящийся на близком расстоянии, 3 – глаз, сфокусированный на предмете, находящемся на дальнем расстоянии)
При рассматривании дальних предметов преломляющая сила глаза составляет 59 диоптрий, при рассматривании близких предметов — 70,5 диоптрий. Ввиду того, что показатели преломления влаги передней и задней камер, а так же стекловидного тела в меньшей степени отличается от показателя преломления воздуха, в отличие от показателей преломления роговицы и хрусталика. Зрительное восприятие обеспечивается оптической системой глаза и начинается с передачи изображения на сетчатку. Изображение на сетчатке глаза получается действительным, уменьшенным, перевернутым. Хотя изображение на сетчатке перевернутое, мы видим предметы в прямом виде благодаря повседневной тренировке центрального представительства зрительной сенсорной системы.
