Биология. 8 класс. Мищук

§ 43. Восприятие зрительной сенсорной системой света, цвета, пространства

Как у человека формируется полное представление об определенном объекте: например, груше? Как мы определяем ее размеры и форму?

Роль хрусталика в восприятии предметов окружающей среды. Проходя сквозь оптическую систему глаза, лучи от предметов преломляются. У людей с нормальным зрением изогнутые лучи попадают точно на сетчатку и образуют на ней четкое изображение предметов. Оно является уменьшенным, действительным и обратным (ил. 114). Реальное изображение предметов формируется в зрительных центрах коры головного мозга на основе комплекса ощущений, возникающих в других анализаторах.

АККОМОДАЦИЯ — (от лат. accomodatio [акомодацио] — приспособление) — способность глаза приспосабливаться к четкому видению предметов, находящихся на разном расстоянии.

Ил. 114. Аккомодация глаза: а — для удаленных предметов; б — для близко расположенных предметов

Точность изображения предметов на сетчатке достигается изменением кривизны хрусталика — аккомодацией. Лучи от предмета, расположенного далеко от глаза, идут почти параллельно (ил. 114 а) и попадают на сетчатку при минимальном преломлении. Лучи от близкого предмета падают на хрусталик расходящимся пучком (ил. 114 б). Для их сбора на сетчатке необходимо преломить их сильнее, увеличив кривизну хрусталика. Когда взгляд переводится с далеко расположенных предметов на близко расположенные, ресничная мышца сокращается и хрусталик становится более выпуклым. При удалении предмета от глаза напряжение ресничной мышцы уменьшается и кривизна хрусталика также уменьшается. Изображение формируется на сетчатке. Таким образом, одновременно видеть с одинаковой четкостью близко и далеко расположенные предметы невозможно. В каждый момент времени хрусталик глаза приспосабливается либо к ближнему, либо к дальнему видению.

Наименьшее расстояние, с которого изображение воспринимается глазом четко, называется расстоянием наилучшего зрения. Норма его составляет 25 см. С возрастом хрусталик теряет эластичность, и аккомодационная способность глаза уменьшается.

Лабораторное исследование

Тема. Определение аккомодации глаза.

Цель: исследовать приспособительные свойства глаза к восприятию предметов на различных расстояниях; выяснить значение аккомодации для целостного восприятия окружающей среды.

Материалы: лист бумаги с отверстием диаметром 4-5 см и буквами разных размеров вокруг него.

Ход исследования

1. Возьмите лист бумаги с отверстием и держите его на расстоянии 15-20 см от глаз.

2. Прочитайте надпись на доске через отверстие в бумаге одним глазом, прикрыв другой. Какими кажутся буквы вокруг отверстия на бумаге?

3. Переведите взгляд на буквы, написанные вокруг отверстия на листе бумаги. Какой вы видите надпись на доске? Почему?

4. Почему одновременно четко видеть предметы, расположенные далеко и близко, невозможно?

5. Сделайте вывод: каково значение аккомодации для целостного восприятия окружающей среды?

Роль сетчатки в восприятии света, цвета и пространства. Преломляясь в оптической системе глаза, световые лучи попадают на сетчатку, состоящую из четырех слоев клеток (ил. 115).

Ил. 115. Строение сетчатки глаза

Внешний слой (1) образован эпителиальными клетками, содержащими черный пигмент. Он поглощает световые лучи, способствуя четкому изображению предметов. Далее находятся фоторецепторы — колбочки и палочки (2), в которых при раздражении возникает нервный импульс. Они соединяются с нейронами третьего (3) и четвертого (4) слоев, аксоны которого образуют зрительный нерв (5). По нему нервный импульс передается в зрительную зону коры большого мозга. Место выхода зрительного нерва из сетчатки называется слепым пятном, поскольку оно лишено фоторецепторов и не может воспринимать свет. Убедиться в наличии слепого пятна на сетчатке глаза вы сможете, выполнив лабораторное исследование.

Лабораторное исследование

Тема. Обнаружение слепого пятна на сетчатке глаза.

Цель: убедиться в наличии слепого пятна на сетчатке глаза; выяснить и обосновать его биологическое значение.

Материалы: карточка для обнаружения слепого пятна на сетчатке глаза.

Ход исследования

1. Закройте левый глаз рукой или листком плотной бумаги и поместите карточку на расстоянии 15 см от глаз.

2. Смотрите правым глазом только на крестик, изображенный на карточке, и медленно то приближайте ее к себе, то удаляйте, пока не исчезнет один из 3-х кружочков.

3. Повторите опыт, закрыв правый глаз и фиксируя взгляд на большом кружочке. Изображение какой фигуры исчезает из поля зрения?

4. Почему при попадании лучей на слепое пятно сетчатки глаза изображение не воспринимается?

5. Сделайте вывод: в чем заключается биологическое значение слепого пятна глаза?

Сетчатка глаза человека содержит около 130 млн палочек и 7 млн колбочек. Расположены они неравномерно. В центре сетчатки находятся преимущественно колбочки. Это место называется желтым пятном. Для него характерно наилучшее видение. Колбочки возбуждаются, если свет яркий, к слабому освещению они малочувствительны. Колбочки воспринимают цвет и детали предметов. Палочки расположены по периферии сетчатки. Они очень чувствительны к свету и поэтому возбуждаются даже при плохом освещении (сумеречном). Палочки не воспринимают цвет. При их возбуждении возникает черно-белое ощущение, при котором различается только форма и размер предмета. Таким образом, раздражение фоторецепторов световыми лучами вызывает преобразование энергии света в нервный импульс, который по цепи нейронов, а далее по зрительному нерву направляется в затылочную долю коры большого мозга. Здесь полученная информация «расшифровывается», и возникают соответствующие зрительные ощущения.

В сетчатке глаза человека содержится три типа колбочек. Колбочки первого типа реагируют преимущественно на красный цвет, второго — на зеленый, третьего — на синий. Эти цвета называются основными. Наиболее чувствителен глаз к красному цвету, меньше — к зеленому, а наименее — к синему. При возбуждении различных типов колбочек возникает ощущение определенных цветов. Первичное их различение происходит в сетчатке, а окончательный цвет формируется в зрительных центрах коры головного мозга. Если все три типа колбочек возбуждаются одновременно и с одинаковой силой, возникает ощущение белого цвета. Оптическое смешение основных цветов формирует все остальные цвета и их оттенки.

У здорового человека зрение бинокулярное, то есть осуществляется двумя глазами с единственным зрительным восприятием. При этом пространство, воспринимаемое одним глазом, частично перекрывается таким же пространством другого глаза благодаря разнице углов, под которыми рассматривается тот же предмет. Если изображения на сетчатке обоих глаз возникают в одинаковых местах, зрительный центр преобразует их в одно и воспринимает как удаленные на значительное расстояние предметы. Изображения от близких предметов, на которые наведен взгляд, удваиваются. Именно благодаря степени удвоения зрительный центр обеспечивает оценку расстояния до предметов и их расположение в пространстве.

Аккомодация. Слепое пятно. Желтое пятно. Фоторецепторы. Колбочки. Палочки. Восприятие света, цвета, пространства

В фоторецепторах содержатся светочувствительные вещества: в палочках — пигмент пурпурного цвета — родопсин; в колбочках — пигмент фиолетового цвета — йодопсин. Эти вещества находятся в фоторецепторах в неактивной форме. Под влиянием энергии света они активизируются, возбуждают фоторецепторы и вызывают возникновение нервных импульсов. Активная форма зрительных пигментов неустойчива и разлагается на белок опсин и витамин А. Восстановление пигментов происходит путем нового соединения этих веществ. Именно поэтому витамин А играет такую важную роль для зрения. Его недостаток вызывает значительное ухудшение сумеречного зрения, так называемую куриную слепоту.

Механизм бинокулярного зрения — это рефлекторное слияние изображения, возникающее вследствие одновременного возбуждения фоторецепторов обоих глаз. Для фокусировки взгляда на предмете необходимо схождение осей зрения левого и правого глаза на нем. Это достигается путем вращения глазных яблок, осуществляемого при сокращении глазных мышц. Если свести оси зрения на близкий предмет, то дальний при этом будет раздваиваться.

1. Как образуется изображение предметов в глазу? 2. Что такое аккомодация и каково ее значение? 3. Где на сетчатке расположены колбочки, а где — палочки? Какие функции они выполняют? 4. Охарактеризуйте механизмы восприятия: а) света; б) пространства. 5. Что такое желтое пятно? 6. Чем образовано слепое пятно? 7. Почему человек моргает? 8. Почему участникам арктической экспедиции или альпинистам, поднимающимся высоко в горы, обязательно следует носить темные очки? 9. Каким видят мир новорожденные? Ответ обоснуйте. 10. Обратите внимание, как окрашены стены в классе, школьная мебель. Это преимущественно светлые (бежевые, салатовые) оттенки. Почему отдают предпочтение именно таким цветам? 11. Если нажать на глазное яблоко, то может появиться ощущение света. Чем это объясняется?