Lidské oko je velmi důmyslná optická soustava, představující přibližně kouli o průměru 24 mm. Normální oko zobrazuje nekonečně vzdálené body v ohnisku oka, tedy na sítnici. Pokud se obraz objeví jinde, je oko postiženo oční vadou. Mezi nejčastější vady patří astigmatismus, krátkozrakost a dalekozrakost.
Oko, jehož blízký bod má větší vzdálenost než 25 cm, se nazývá starozraké. Krátkozraké oko má vzdálený bod v konečné vzdálenosti od oka a blízký bod posunutý k oku, zatímco dalekozraké oko má vzdálený bod v nekonečnu a blízký bod ve větší vzdálenosti. Jednotkou optické mohutnosti φ je dioptrie (D). Optickou mohutnost 1 D má spojná čočka o ohniskové vzdálenosti 1 m.
Akomodace a základní části oka
Řez okem ukazuje, že oční čočka je spojka, která umožňuje ostré vidění blízka i na dálku. Schopnost přizpůsobovat ohniskovou vzdálenost se nazývá akomodace. Oko jako celek má bez akomodace přibližně 59-60 D podle Gullstrandova modelu; rohovka má kolem 42,7 D a čočka kolem 21,7 D. Při akomodaci - zaostřování na blízko - se čočka více zakřiví a její mohutnost vzroste, což vede ke snížení ohniskové vzdálenosti oční čočky a lepšímu zaostření blízkých předmětů.
Rozsah akomodační schopnosti čočky je určen tzv. blízkým bodem (punctum proximum). U desetiletého dítěte je akomodační šíře asi 15 D a blízký bod ve vzdálenosti 7 cm; u dvacetiletého emetropy (normálně) kolem 10 cm; u dospělého mladšího emetropa kolem 25 cm (konvenční zraková vzdálenost). S věkem klesá elasticita čočky a blízký bod se posouvá dál od oka, což vede k presbyopii.
Všechny složky oka a jejich vliv na obraz
Rohovka zajišťuje většinu základní lámavosti oka, zatímco čočka mění svůj index lomu a zakřivení díky ciliárním svalům. Zraková osa spojuje optický střed oka se žlutou skvrnou (fovea). Vznik obrazu na sítnici je vždy svisle převrácený a vyžaduje ostrost na sítnici pro správné vidění. Sítnice obsahuje čípky (asi 7 milionů) pro barevné vidění a tyčinky (asi 130 milionů) pro černobílé vidění; nejhustější jsou buňky u žluté skvrny, která má velikost hlavičky špendlíku.
Světlo postupuje rohovkou, prochází přední oční komorou, zornicí a čočkou, projde sklivcem a doputuje na sítnici, kde se z něj vytváří obraz. Paprsky se lámou hlavně na rohovce a čočce; index lomu oka není jednotným číslem díky heterogenní struktuře čočky a rohovky. Podle Gullstrandova modelu je očí celková optická mohutnost bez akomodace kolem 59-60 D; při max. akomodaci až kolem 70 D.
Krátkozrakost, dalekozrakost a astigmatismus
Krátkozraké oko bývá takové, že obraz předmětů se tvoří před sítnicí; oči vidí ostře jen na blízko. Dalekozraké oko má obraz za sítnicí; ostrost na dálku bývá lepší než na blízko. Astigmatismus je způsoben nepravidelností rohovky nebo čočky, kdy paprsky dopadají na sítnici pod různými úhly a obraz bývá neostro či deformovaný. Pro korekci astigmatismu se používají cylindrické čočky.
Ovládání ohniskové vzdálenosti a testy oka
Oko je možné srovnávat s digitální kamerou: světlo prochází objektivem a je zpracováno zrakovým nervem do mozku. Oko je dvojvypuklé spojka, která umožňuje změnu ohniskové vzdálenosti pomocí akomodace. Při testech akomodace se pozoruje Purkyňovy obrazy - při vzdálení svíčky vidíme tři odrazy plamene (z rohovky, čočky, zadní plochy čočky).
Pro rozlišovací schopnost oka platí: oko rozliší dva body, pokud jejich zorný úhel je nad určitou hranicí; pokud se body přiblíží pod tuto hranici, splynou. Konkrétní praktické testy pomáhají vyšetřit oční zdravotní stav a potřebu korekce zraku.
Gullstrandův model a praktické hodnoty
Tabulky uvádějí optickou mohutnost oka a jeho částí dle zjednodušeného Gullstrandova modelu. Oční čočka má v klidovém stavu kolem 21,7 D; rohovka kolem 42,7 D; celek kolem 60,5 D. Základní vzorec φ = 1 / f spojuje optickou mohutnost a ohniskovou vzdálenost. Model popisuje, že oko má bez akomodace větší optickou mohutnost, což vede k obrazu za sítnicí; při akomodaci se to mění a ohnisková vzdálenost se posouvá směrem ke kratším vzdálenostem.
V úplnějším Gullstrandově modelu je optická mohutnost oka bez akomodace přibližně 58,6 D a při maximální akomodaci až kolem 70 D. Z modelu vyplývá, že oka člověka má složitou, ale velmi dobře zvládnutelnou optickou soustavu, kterou lze chápavě popsat i jednoduchými vztahy mezi φ a f.
Často kladené otázky a praktické poznámky
Stáří a tlak na čočku zhoršují akomodaci a blízký bod se posouvá dále. Při krátkozrakosti se obraz tvoří před sítnicí, u dalekozrakosti za sítnicí. Lupy a optické pomůcky používáme pro zvětšení obrazu a zlepšení detailů; lupa ve třídě či dílně zvyšuje zorný úhel a umožňuje ostré vidění na blízko. U lup se často používá optická mohutnost Φ = 1 / f, kde f je ohnisková vzdálenost lupy, a praktické zvětšení vyjadřuje úhlové zvětšení vzhledem k pozorování na konvenční vzdálenost 25 cm.
tags: #ohniskova #vzdialenost #oka