A fény és az ember MÁSODIK RÉSZ

Az emberi szem működése A fény és a szem A látás biofizikája

A jobb szem vizszintes metszetének vázlata ideghártya (retina) sárgafolt Idegek és erek vakfolt üvegtest szemlencse pupillanyílás sugárizom szaruhártya (kornea) csarnokvíz

A [kornea+csarnokvíz+üvegtest] törőereje 32 D A szem átmérője 2,5 cm A [kornea+csarnokvíz+üvegtest] törőereje 32 D A szemlencse törőereje változtatható 11 D-16 D A redukált szem (a szem optikai modellje): Lencse, változtatható törőerővel 43,5 - 47,5 D retina 23 mm

AZ EMBERI SZEM IS ÚGY MŰKÖDIK, MINT A FÉNYKÉPEZŐGÉP (?) A kép élesreállítása. AZ EMBERI SZEM IS ÚGY MŰKÖDIK, MINT A FÉNYKÉPEZŐGÉP (?)

Élesreállítás a hagyományos fényképezőgépben

A távolsági akkomodáció: Élesreállítás A távolsági akkomodáció:

De a halak szeme úgy müködik, mint a fényképezőgép…. Az emberi szemműködése más, mint a fényképezőgépé Távolra nézés közben a sugárizom elernyed A szemlencsét a környező szövetek rugalmassága „kifeszíti”, dioptriája kicsi közelre nézés közben a sugárizom összehúzódik A szemlencse a saját rugalmassága hatására összeugrik, gömbölyűbb lesz, dioptriája nagy De a halak szeme úgy müködik, mint a fényképezőgép….

Távolra nézés  Közelre nézés Emberi szem – halak szeme

lkvpdskgpőlfp lkvpdskgpőlfp oijrjgpodrgpo oijrjgpodrgpo pokgporkgkg Egészséges szem Myopia. Rövidlátó szem: a szemtengely hosszabb a kelleténél. Kisebb dioptria szükséges a távoli tárgyak leképezéshez € lkvpdskgpőlfp oijrjgpodrgpo pokgporkgkg lkvpdskgpőlfp oijrjgpodrgpo pokgporkgkg Hypermetropia. Távollátó szem: a szemtengely rövidebb a kelleténél. Presbyopia: a szemlencse elvesztette a rugalmasságát. Mindkét esetben nagyobb dioptria szükséges a közeli tárgyak leképezéshez

A szorosan egymásmellé tett lencsék dioptriája összeadódik. D = D1+ D2 D1 D2 1,5+ 2,5 = 4 D3 D4 -1,5+ 2,5 = 1

és pozitív dioptriás lencsével javítva: A fénysugár útja távollátó szemben szemüveg nélkül: és pozitív dioptriás lencsével javítva: A fénysugár útja rövidlátó szemben szemüveg nélkül: és negatív dioptriás lencsével javítva:

Nem mindegy, hogy a szemüveg milyen távolságban van a szemtől: a távolabb lévő szemüveg dioptriát módosító hatása erősebb 2 1 D d + = ´ d (m) D1 D2 Pl.Ha a 43 D törőerejű szem dioptriáját 3 D-jú kontaktlencsével javítjuk, akkor 46 D lesz az eredő dioptria. Ahhoz, hogy a szemtől 1 cm távolságban lévő szemüveggel ugyanilyen eredményt érjünk el, 2 D-jú lencsére van szükség.

A szemlencse rostos szerkezete miatt Az égitestek csillagnak látszanak fénykép érzet

A retina szerkezete. Milyen éles a látásunk? (A szem felbontóképessége) Hogyan látjuk a színeket? Mi a különbség az emberi szem és tintahalak szeme között? A retina szerkezete.

A RETINA SZEMFENÉK A BEJÖVŐ FÉNY A RETINA SZERKEZETE RETINA LENCSE PÁLCIKÁK ÉS CSAPOK GANGLIONOK SZEMFENÉK A RETINA A RETINA SZERKEZETE A BEJÖVŐ FÉNY RETINA LÁTÓIDEG LENCSE A BEJÖVŐ FÉNY

Ganglionsejtek és axonok Amacrin sejtek Bipoláris sejtek Horizontális sejtek Csapok és pálcikák szemfenék üvegtest Csapok a sárgafoltban Csapok a periférián pálcikák fény

Vakfolt! Vakfolt nélkül… Emberi szem A lábasfejüek (polip, tintahalak…) szeme. Vakfolt nélkül… A FÉRGEK SZEME EGYSZERŰ SÖTÉTKAMRA (camera obscura)

Fotoreceptorok: pálcikák és csapok 130 millió pálcika elosztva az egész retinában. 5-8 pálcika/idegsejt (receptormező) Jó periferiális látás Nagyon érzékenyek: már egyetlen fotont is érzékel! (Szürkületi látás!). Legnagyobb érzékenység: 550 nm (sárga-zöld) 7 millió csap főképpen a foveában, (140.000 csap/mm2) 1 csap/idegsejt gyenge perifériás látás A csapok 10.000-szer Kevésbé érzékenyek, mint a pálcikák. (Nappali látás) ingerküszöb: 100 foton. színlátás

PÁLCIKA BELSŐ SZEGMENS PÁLCIKA KÜLSŐ SZEGMENS CSAP BELSŐ SZEGMENS CSAP KÜLSŐ SZEGMENS SEJTMAG MITOKONDRIUM „NYAK” LEMEZECSKÉK Az egy ganglionsejthez kapcsolódó receptorsejtek csoportját a ganglionsejt receptív mezejének nevezzük.

A retinában helyezkednek el a fény érzékelői a pálcikák és a csapok Csak fekete/fehér árnyalatra, de nagyon érzékenyek (alkonyati látás!!) Bármely színű fényre, de kevésbé érzékenyek (színeslátás!!)

Pálcikák spektrális érzékenysége. Hullámhossz nm Relatív spektrális érzékenység

A „standard” normál színlátó L,M és S spektrális érzékenysége Stockmann és Sharpe szerint Szürkületi látás

A szineslátás pigmentjeinek hullámhossz függvényében Fényvisszaverődés lepkeszem retinájáról A szineslátás pigmentjeinek abszorpciója a hullámhossz függvényében Egyes szintévesztők nem tudnak különbséget tenni a vörös és a zöld szín között

3. 5. 2. 4. 1. A fényérzékelõ sejtek: a pálcikák és csapok; A bipoláris sejtek, a jeleket továbbítják; A ganglionsejtek axonjainak együttese a látóideg. a horizontális és amakrin sejtek szerepe a kapcsolatteremtés 3. 5. 2. 4. 1.

Rodopszin-molekula a membránban fény Rodopszin-molekula a membránban

fekete-fehér, vagy színes? Kísérlet: fekete-fehér, vagy színes?

A szemünkbe jutó fényt a szemlencse a szem hátsó felszínét borító ideghártyára (retinára) fókuszálja. Itt helyezkednek el a látás érzékelő elemei, az esti fényben működő mintegy 130 millió pálcika és a nappali fényben működő mintegy 7 millió csap. A pálcikák kb. 2 µm átmérőjű, 60-80 µm hosszú hengeres alakú receptorok, míg a csapok rövidebbek és csonkakúp (kónuszos) alakúak, legnagyobb átmérőjük kb. 5-6 µm. Az érzékelő elemekhez idegek kapcsolódnak, és az ingereket a szemidegen keresztül az agy felé továbbítják. A szürkületi látás elemei a pálcikák, nem látnak színeket, de rendkívül érzékenyek. Már1- 2 foton észlelésére képesek. A látást a pálcikákban található rodopszin biztosítja, mely fény hatására elhalványodik, lebomlik. A fényérzékeny komponens, a retinén, egy foton hatására cisz konfigurációja csupa-transz konfigurációra változik, elhagyja a fehérjemolekulát, melynek ekkor bekövetkező konfigurációváltozása megváltoztatja a membránpermeabilitást. Így alakul ki a látásinger. Sötétség hatására a rodopszin újratermelődik. A nappali látás elemei, a csapok segítségével jön létre a szineslátás. Ezt az teszi lehetővé, hogy a csapokban három különböző pigment, a vörös fényre érzékeny protosz, a zöld fényre érzékeny deuterosz és a kék fényre érzékeny tritosz található. Működésük a rodopszinéhoz hasonló, de a csapok érzékenysége mintegy ezerszer kisebb, mint a pálcikáké. A protosz, a deuterosz és a tritosz spektrális érzékenységi tartománya egymást részben átfedi. Abban a hullámhossztartományban, amelyben csak a protosz működik (630 nm-nél nagyobb hullámhosszon), tiszta piros színt látunk. Ahol főleg a deuterosz működik (520 nm körül), zöldet, ahol pedig csak a tritosz (450 nm-nél kisebb hullámhosszakon), ott ibolyaszínt észlelünk. Ezek közt helyezkedik el a szivárvány többi színe: a narancssárga, a sárga, a türkizkék és a kék. Ennél azonban lényegesen több színárnyalatot tudunk megkülönböztetni! Minthogy az idegrendszer mind a három pigmentnek kb. 100 ingererősségét képes érzékelni, ezek összes kombinációja kb 106 színárnyalat észlelését teszi lehetővé.

TÁRGY: Kép a retinán: LÁTÁSÉRZET: Pálcikaátmérő:0,006 mm

25 CM 1 m 100 m 1 km HA A TÁRGYTÁVOLSÁG A FELOLDÁS HATÁRA 0,025 mm= 25mm 1 m 0,1 mm= 100 mm 100 m 10 mm 10 000 mm 1 km 10 cm = 100 000 mm

VÉGE A MÁSODIK RÉSZNEK