Světelný vjem [USEMAP] Světlo Světlo je elektromagnetické (příčné) vlnění o vlnových délkách (ve vakuu) λ od 390nm (fialové světlo) do 790nm (červené světlo), které způsobuje v lidském oku vjem zvaný vidění [USEMAP] [USEMAP] Elektromagnetické spektrum [USEMAP] Elektromagnetická vlna oscilujícího elektrického se skládá z pole kolmo na oscilující magnetické pole Směr šíření elektromagnetické vlny je kolmý jak na směr kmitání elektrického tak i magnetického pole [USEMAP] Optika •Vlnová optika se zabývá jevy potvrzující vlnovou povahu světla. Rychlost světla ve vakuu c= 3x108ms-1 •Geometrická optika používá modelu světelného paprsku. 1. Zákon přímočarého šíření světla 2. Zákon odrazu 3. Zákon lomu •Kvantová optika vychází z objevu M. Plancka, že energie tělesa se může měnit nespojitě jen po určitých hodnotách - kvantech. Fotony = kvanta elektromagnetického pole. Světlo má vlnovou i částicovou (kvantovou) povahu [USEMAP] Zákony geometrické (paprskové) optiky Zákon odrazu Zákon lomu světla Zákon přímočarého šíření světla v opticky stejnorodém prostředí [USEMAP] Optické nedokonalosti ve stavbě oka [USEMAP] •Anatomická osa oka - spojnice mezi předním a zadním pólem očního bulbu •Optická osa oka - přímka spojující bod maximálního zakřivení rohovky a obou ploch čočky. Leží na ní uzlový bod redukovaného oka. Je prakticky shodná s anatomickou osou oka. •Osa vidění (linea visus) - spojnice fovea centralis v makule a bodu fixace v prostoru. Prochází uzlovým bodem redukovaného oka. Osa vidění je od optické osy odkloněna temporálně dozadu o 4-7° [USEMAP] Optická osa Anatomická osa Linea visus Osa vidění 4-7° Uzlový bod [USEMAP] Aberace je v optice označení defektního zobrazení, které je způsobeno neschopností systému čoček vytvořit dokonalý obraz [USEMAP] Chromatická aberace čočky neboli barevná vada je důsledkem toho, že index lomu (a tím i ohnisková vzdálenost čočky) je funkcí frekvence světla a tedy i jeho barvy. Poloha ohniska je tedy pro každou barvu jiná. [USEMAP] Chromatická aberace čočky [USEMAP] Chromatická aberace Barevné objekty stejně vzdálené od oka jsou zobrazovány různě daleko od sítnice. Velikost chromatické aberace je u lidského oka asi 3Dpt - fyziologicky je korigována preferenční spektrální citlivostí fotoreceptorů (560nm žlutozelené světlo) a dále zpracováním zrakového vjemu mozkem (centrální korekce chromatické aberace) [USEMAP] Sférická aberace čočky je dána nestejnou lomivostí paprsků procházejících okrajovými partiemi čočky (rohovky) a centrální částí čočky (rohovky), což vede k neostrému ohnisku na sítnici. Celková sférická aberace oka činí 0,25-2Dpt a větší podíl na ní má tvar rohovky Fyziologicky je sférická aberace rohovky korigována zúžením zornice, u čočky má centrum větší index lomu než periferie  korekce aberace. [USEMAP] Sférická aberace čočky [USEMAP] Sférická aberace čočky [USEMAP] Difrakce neboli ohyb světla nastává, když světlo dopadá na rozhraní s překážkou, štěrbinovitý otvor (zornice), a za překážkou se šíří jinak, než odpovídá zákonu přímočarého šíření světla - světlo proniká z části za překážku i do oblasti geometrického stínu  ohybový obrazec. [USEMAP] Difrakce [USEMAP] Difrakce otvoru závisí na průměru vstupního (velikosti zornice): čím menší vstupní otvor (mioza), tím větší difrakce a snížení rozlišovací schopnosti oka (ale tím menší i periferní aberace a zlepšení vizu!)  zornice < 2mm výrazný podíl difrakce, zornice > 5mm výrazný podíl periferních aberací rohovky a čočky  zornice 2,4mm  optimální účinku aberací a difrakce na vyvážení zrakovou ostrost  nejlepší retinální obraz [USEMAP] [USEMAP] Fyziologický astigmatismus Stav, kdy nemá optický aparát oka ve všech meridiánech stejnou optickou mohutnost Rovnoběžné paprsky přicházející k oku nemají v různých meridiánech své ohnisko v téže rovině Příčina: - vada zakřivení rohovky či čočky -změna indexu lomu (katarakta) -decentrace (subluxace čočky, IOL) [USEMAP] Fyziologický astigmatismus Astigmatismus rohovkový Astigmatismus čočkový Astigmatismus celkový [USEMAP] Pravidelný astigmatismus: meridiány s největší a nejmenší lomivostí jsou na sebe vzájemně kolmé Astigmatismus přímý (podle pravidla): svislý meridián je více lomivý než horizontální Astigmatismus nepřímý (proti pravidlu): horizontální meridián je více lomivý než svislý [USEMAP] Další faktory ovlivňující kvalitu sítnicového obrazu •Rozptyl světla v oku je vyvolán částicemi v ultrastruktuře optických médií, kdy jsou paprsky v opticky nehomogenním prostředí vychýleny ze své původní dráhy náhodným směrem (katarakta.rozmlžení obrazu, pokles kontrastní citlivosti, oslnění). Čočka ve věku 20 let rozptyluje asi 20% světla, v 60 letech je to již více než dvojnásobek. •Absorpce světla- je selektivní dle vlnové délky a stárnutí čočky (modrá) [USEMAP] Rozptyl světla [USEMAP] Rozptyl světla •Rohovka rozptyluje asi 10%, čočka mladých rozptyluje asi 20%, modré světlo je rozptylováno 16x intenzivněji než červené. •Obranné mechanismy proti rozptylu světla: –žlutý pigment fovei (lutein) absorbuje rozptýlené modré světlo –orientace fotoreceptorů slouží jako vodítko světlu, které musí vstupovat pod určitým úhlem  primárně jsou zachycovány zaostřené paprsky a ne rozptýlené –hnědý pigment RPE a cévnatky absorbuje světlo, které prostoupí skrz sítnici a zamezí tak zpětnému rozptylu –víčka a obočí [USEMAP] Fyziologický kontrast •Kontrast charakterizuje zrakový vjem. Závisí na rozdílu jasu (svítivosti) světlých a tmavých částí předmětu jas předmětu - jas pozadí Kontrast = jas předmětu + jas pozadí •Kontrastní senzitivita stanovuje prahovou hodnotu kontrastu pro každou velikost písma nebo pro vzor pruhů [USEMAP] Testy kontrastní citlivosti Pelli - Robson [USEMAP] •Fyziologický kontrast - „zvýšení kontrastu mozkem“ •Simultánní (současný) kontrast - subjektivní zrakový vjem při pozorování objektu závisí na pozadí daného předmětu. Př.: šedý kruh se na bílé ploše jeví tmavší a na tmavé ploše světlejší než by objektivně odpovídalo jím vysílanému světlu (kontrast světlosti). Šedý čtvereček je na žluté ploše namodralý (barevný kontrast). [USEMAP] Simultánní kontrast [USEMAP] Simultánní barevný kontrast šedý čtvereček se jeví na žluté ploše namodralý [USEMAP] •Sukcesivní (následný) kontrast zrakový vjem závisí při pozorování objektu na tom, jaké světlo dopadalo na sítnici oka před pozorováním předmětu. V místě podráždění sítnice zůstává přetrvávající změna (stopa). [USEMAP] [USEMAP] [USEMAP]