Анатомия и биофизика зрения

«СТРОЕНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ГЛАЗ. БИОФИЗИКА И ПАТОЛОГИЯ ЗРЕНИЯ».

Тип урока: изучения нового материала

Эпиграф урока: «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать» – (Русская пословица).

Цели и задачи урока:

• знать анатомическое строение глаза;
• механизмы работы оптической системы глаза;
• понимать, как формируется изображение;
• рассмотреть функцию зрения и его нарушение.
• объяснить дефекты зрения и возможную профилактику и коррекцию этих дефектов;
• интегрировать и обобщать информацию из различных областей знаний, ставить вопросы и находить ответы;

Оборудование к уроку: компьютер, колонки, проектор, экран, презентация.

Ход урока

1. Организационный момент.  

Здравствуйте! Сегодня на занятии мы изучим строение человеческого глаза, познакомимся с биофизической сущностью формирования и восприятия изображений предметов окружающего мира; узнаем какие патологии могут привести к снижению качества зрения и соблюдение каких правил помогает сохранить остроту зрения.

Если программа урока вам понятна, запишите тему сегодняшнего занятия (слайд 1) 

2. Объяснение нового материала

Обратите внимание на слайд (слайд 2), на нем приведено определение понятия «глаз».

Орган зрения является для человека важнейшим из всех органов чувств (слайд 3). Он позволяет получить до 90% информации об окружающем мире. Уникальность зрения, по сравнению с другими анализаторами, состоит в том, что оно позволяет не только опознавать предмет, но и определять его место в пространстве, следить за перемещениями. По данным ВОЗ в мире в настоящее время около 45 млн слепых и 135 млн слабовидящих людей. В России число слепых и лиц с нарушениями зрения составляет более 300 тысяч человек. Глаз отражает состояние всего организма и является не только зеркалом души, но и зеркалом патологии. Большинство глазных заболеваний представляют собой проявления разнообразных патологических процессов в организме. Любое заболевание глаз, ведущее к снижению зрения и тем более к слепоте – огромное несчастье для человека, так как выключает еще достаточно молодого, здорового и работоспособного человека из трудовой деятельности.

Орган зрения – глаз расположен глубоко в глазной впадине. (Cлайд 4)   Глаз состоит из глазного яблока и вспомогательных структур. Вспомогательные структуры – это брови, ресницы, веки.

Брови, ресницы и веки
Не просто даны человеку.
Глаз, как стражи, они охраняют,
От влаги и пыли его защищают.

Брови мешают стекающему поту попасть в глаза, веки  и ресницы защищают глаза от пыли, веки смачивают глаз слезной жидкостью.

(слайд 5) Верхняя, нижняя, наружная и внутренняя прямые и верхняя и нижняя косые мышцы, относящиеся к глазодвигательным, а также мышца, поднимающая верхнее веко, и орбитальная находятся в глазнице. Мышцы (кроме нижней косой и орбитальной) начинаются от соединительнотканного кольца, которое окружает зрительное отверстие, а нижняя косая мышца – от внутреннего угла глазницы. От лимба мышцы отстоят в среднем на 5,5–8,0 мм. У новорожденных эта величина составляет 4,0–5,0 мм, а у детей в возрасте четырнадцати лет – 5,0–7,5 мм. Верхняя и нижняя косые мышцы прикрепляются к склере в 16 мм от лимба, наружная прямая мышца поворачивает глаз кнаружи, внутренняя – кнутри, верхняя осуществляет движение кверху и кнутри, нижняя – книзу и кнутри.

 (слайд 6)

На слайде представлено строение глазного яблока. Глазное яблоко имеет неправильную шаровидную форму. Средние размеры глазного яблока у взрослого человека – 24 мм. Глазное яблоко имеет три оболочки:  наружная (фиброзная) – состоит из склеры и роговицы  средняя (сосудистая) – состоит из радужки, цилиарного тела и собственно сосудистой (хориоидеи).  внутренняя – сетчатка. Наружная оболочка. Склера – наружная, непрозрачная, плотная, состоит из коллагеновых волокон. Функции: защитная, формообразующая, обеспечивает тургор глазного яблока. Место перехода склеры в роговицу называется лимб. Роговица – передняя, более выпуклая часть наружной оболочки глаза. Она прозрачная, бессосудистая, гладкая, зеркальная, блестящая, сферичная, высокочувствительная (в ней имеется большое количество чувствительных нервных окончаний).

Глаз как сложная оптическая система состоит из частей имеющих различную светопроницаемость. Различии по этому параметру отражены на слайде 7. К светопреломляющим средам глаза относятся:

1. роговица;

2. водянистая влага передней камеры глаза;

3. хрусталик и стекловидное тело.

Во многом ясность зрения зависит от прозрачности этих сред, однако преломляющая сила глаза почти полностью зависит от лучепреломления в роговице и хрусталике. Лучепреломление измеряется в диоптриях. Диоптрия – это величина, обратная фокусному расстоянию. Преломляющая сила роговицы постоянна и равна 43 дптр. Преломляющая сила хрусталика непостоянна и изменяется в широких пределах: при смотрении на ближайшем расстоянии – 33 дптр, вдаль – 19 дптр. Преломляющая сила всей оптической системы глаза: при смотрении вдаль – 58 дптр, на ближнее расстояние – 70 дптр.

Слайд 8

Вашему вниманию предлагается видео о строении глаза. Вам необходимо внимательно просмотреть видео и найти ответы на вопросы:

- Что представляет собой хрусталик?

- Каковы функции хрусталика?

- Что представляет собой радужная оболочка?

- Каковы функции радужной оболочки?

- Каковы основные функции роговицы глаза?

- Какие функции выполняет ресничное тело?

- Каковы функции сетчатки?

- Что такое «слепое пятно»

- Что представляет собой желтое пятно?

Примерные ответы

Хрусталик – «естественная линза» глаза. Он прозрачен, эластичен – может менять свою форму, почти мгновенно «наводя фокус», за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали. Располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как и роговица, входит в оптическую систему глаза.

Хрусталик (двояковыпуклая линза), способен менять кривизну поверхности, что позволяет видеть предметы, находящиеся на разном расстоянии.  Данное явление называется аккомодацией.

Радужка – по форме похожа на круг с отверстием внутри (зрачком). Радужка состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются. Она входит в сосудистую оболочку глаза. Выполняет ту же функцию, что диафрагма в фотоаппарате, регулируя светопоток. Зрачок – отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.

Роговица – прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза – склерой. Передняя камера глаза – это пространство между роговицей и радужкой. Она заполнена внутриглазной жидкостью. До 14 месяцев у новорожденных девочек и до 16 месяцев у мальчиков наблюдается период полного невосприятия цветов. Затем наблюдается восприятие красного, потом зеленого, а еще позднее синего цвета.

Хрусталик окружен ресничной мышцей (ресничное тело), при помощи которой он изменяет свою кривизну. Это позволяет нам воспринимать предметы, находящиеся на разном расстоянии (аккомодация). Еще ресничное тело регулирует количество жидкости в передней камере глаза.

Сетчатка – состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида: колбочки и палочки. В этих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) в электрическую энергию нервной ткани, т.е. фотохимическая реакция.

Наибольшее скопление рецепторов находится в центральной ямке (желтое пятно), отвечающей за самую высокую остроту зрения. Слепое пятно (оптический диск) — имеющаяся в каждом глазу здорового человека область на сетчатке, которая не чувствительна к свету. Нервные волокна от рецепторов к слепому пятну идут поверх сетчатки и собираются в зрительный нерв, который проходит сквозь сетчатку на другую её сторону и потому в этом месте отсутствуют световые рецепторы.

Слайд 9

Чтобы убедится в наличии слепого пятна в нашем глазу, вам предлагается пройти тест. Условия приведены на выданных карточках.

Слайд 10

Способность глаза четко различать предметы, находящиеся на разных расстояниях, называется аккомодацией. Явление аккомодации основано на рефлекторном сокращении или расслаблении ресничной, или цилиарной, мышцы, иннервируемой парасимпатическими волокнами глазодвигательного нерва. Сокращение и расслабление цилиарной мышцы изменяет кривизну хрусталика:

а) когда мышца сокращается, происходит расслабление ресничной связки, что вызывает увеличение светопреломления, потому что хрусталик становится более выпуклым. Такое сокращение ресничной мышцы, или напряжение зрения, происходит, когда предмет приближается к глазу, т. е. при рассматривании предмета, находящегося на максимально близком расстоянии;

б) когда мышца расслабляется, ресничные связки натягиваются, сумка хрусталика сдавливает его, кривизна хрусталика уменьшается и его лучепреломление снижается. Это происходит при отдалении предмета от глаза, т. е. при смотрении вдаль.

Сокращение ресничной мышцы начинается, когда предмет приближается на расстояние около 65 м, затем ее сокращения усиливаются и становятся отчетливыми при приближении предмета на расстояние 10 м. Далее, по мере приближения предмета сокращения мышцы все более усиливаются и наконец доходят до предела, при котором четкое видение становится невозможным. Минимальное расстояние от предмета до глаза, на котором он четко видим, называется ближайшей точкой ясного видения. У нормального глаза дальняя точка ясного видения находится в бесконечности.

Слайд 11

Человеческий глаз имеет ряд физических характеристик: поле зрения; предел разрешения; диаметр просвета диафрагмы (зрачка).

Слайд 12

Человеческий глаз отличается способностью к цветоощущению. Цветоощущение (цветовая чувствительность, цветовое восприятие) — способность зрения воспринимать и преобразовывать световое излучение определённогоспектрального состава в ощущение различных цветовых оттенков и тонов, формируя целостное субъективное ощущение («хроматичность», «цветность», колорит).

Слайд 13

Внутренняя светочувствительная оболочка глазного яблока – сетчатка – на всем протяжении прилежит к сосудистой оболочке. Сетчатка состоит из нескольких слоев нервных клеток. Первый слой непосредственно прилегает к пигментному слою сосудистой оболочки и содержит зрительные рецепторы: палочки и колбочки. Палочки, значительно более многочисленные, чем колбочки, ответственны за наше зрение при слабом свете. Колбочки не реагируют на слабый свет; они возбуждаются медленнее и только ярким светом. 

Именно с колбочками  связана наша способность видеть тонкие детали предметов, кроме того, они ответственны за цветовое зрение. Сетчатка содержит своего рода мозаику из трех типов колбочек, воспринимающих синюю, зеленую и красную части спектра. Если хотя бы один из видов колбочек отсутствует, происходит нарушение цветового зрения (дальтонизм).

Палочки и колбочки распределены по сетчатке неравномерно. В самом центре, прямо напротив зрачка, находятся только колбочки. Эту область называют желтым пятном. Здесь способность нашего зрения различать тонкие детали максимальна. Поскольку размер желтого пятна очень маленький, рассматриваемые объекты редко попадают в эту область в полном размере. Чтобы хорошо их рассмотреть, глазное яблоко постоянно перемещается при помощи глазодвигательных мышц.

Слайд 14

 Здоровый глаз при смотрении вдаль преломляет пучок параллельных лучей так, что они фокусируются в центральной ямке. Однако не редко встречаются патологии зрения. Существуют три главные аномалии преломления лучей в глазу: дальнозоркость и близорукость и астигматизм.

Слайд 15-17

Вашему вниманию предлагается видео о патологиях в строении глаза и нарушении зрения. Вам необходимо внимательно просмотреть видео и найти ответы на вопросы:

- Что такое близорукость?

- Из-за чего возникает близорукость?

- Что такое дальнозоркость, из-за чего она возникает?

Что такое астигматизм, из-за чего он возникает?

Примерные ответы

При близорукости параллельные лучи собираются в фокус впереди центральной ямки, в нее попадают расходящиеся лучи и потому изображение предмета расплывается. Причинами близорукости могут быть напряжение ресничной мышцы при аккомодации на близкое расстояние или слишком длинная продольная ось глаза.

При дальнозоркости (из-за короткой продольной оси) параллельные лучи фокусируются позади сетчатки, и в центральную ямку попадают сходящиеся лучи, что также вызывает нечеткость изображения.

Астигматизм — дефект зрения, связанный с нарушением формы хрусталика, роговицы или глаза, в результате чего человек теряет способность к чёткому видению. При астигматизме нарушение равномерной кривизны роговой оболочки глаза и/или хрусталика приводит к искажению зрения. Световые лучи не сходятся в одной точке на сетчатке, как это происходит в нормальном глазу, в результате на сетчатке формируется изображение точки в виде размытого эллипса, отрезка или «восьмёрки».

Слайд 18

Эти дефекты зрения можно корректировать. Близорукость исправляют двояковогнутые линзы, которые уменьшают лучепреломление и отодвигают фокус на сетчатку;

Слайд 19

Дальнозоркость – исправляют двояковыпуклые линзы, увеличивающие лучепреломление и потому придвигающие фокус на сетчатку;

Слайд 20

Астигматизм – корректируется оптическими линзами сферической формы, хотя дефект компенсируется не полностью.

Слайд 21

Возможно выделить ряд причин ухудшения зрения. Основные из них представлены на слайде.

Слайд 22

Зрение играет первостепенную роль в восприятии информации об окружающем мире. Важной задачей является сохранение остроты зрения. Я подобрал ряд рекомендаций, которые необходимо внимательно прочитать и запомнит, с целью сохранения величайшего дара природы четкого видения.

3. Подведение итогов урока (слайд 23)

Закрепление и выводы по теме

Ответьте на вопросы:

- Что представляет собой человеческий глаз?

- Какими защитными структурами снабжен глаз?

- Назовите функции основных частей глаза?

- Как осуществляется световосприятие?

- Что такое аккомодация, каков ее механизм?

- Какие патологии зрения вы сегодня узнали?

- Как исправить эти патологии?

- Какие приемы помогают сохранить зрение?

Рефлексивно – оценочный этап  (5 мин): анализ и оценивание учебной деятельности, сопоставление результатов деятельности с поставленными основными и частными учебными задачами.

4. Домашнее задание

•  Внимательно изучить текст параграфа «Строение человеческого глаза»;
•  составить кроссворд по теме «Строение глаза»;
•  найти в интернет-ресурсах интересные сведения о глазах человека.