big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Оптика и исправление зрения

Без боязни преувеличения можно сказать, что вопрос об оптических средствах коррекции зрения, прежде всего об очках, затрагивает непосредственные интересы многих людей. На протяжении жизни человеку рано или поздно приходится прибегать к помощи очков. Очки позволяют лучше видеть, нередко оказывают на глаза лечебное, действие. Они словно удлиняют жизнь наших глаз и дают возможность большинству людей продолжать умственную деятельность в пожилом возрасте. При некоторых формах расстройства зрения помогают специальные очки. Вопросами разработки методов изготовления очков, их постоянного совершенствования занимается особая наука — очковая оптика. Назначение очков занимает большое место в практике врача-окулиста и является сложной и ответственной задачей. Сейчас трудно представить, что сравнительно недавно человечество не имело понятия об очках.

Немного истории... На гравюрах и картинах с древними сюжетами нередко можно видеть людей в очках. Однако это не означает, что очки существовали в те далекие времена. Художники XVXVII вв. охотно изображали в очках знатных людей прошлого, чтобы придать им более внушительный, ученый вид.

Древние греки и римляне еще не знали о том, что выпуклые стекла могут улучшить зрение, например, при старческой дальнозоркости. Сохранилось следующее высказывание Цицерона: «При ослаблении зрения в старости не остается ничего другого, как только слушать чтение рабов».

Однако уже в то время было известно, что стеклянный шар, наполненный водой, обладает способностью увеличивать видимые через него предметы. Философ Сенека, живший в I в. н. э., отмечал, что при рассматривании через такой шар мелкое неясное письмо кажется больше и разборчивее. Эту способность объясняли тогда не выпуклой формой поверхности шара, а действием воды.

В X в. выдающийся арабский ученый аль-Хасан ибн Натам, больше известный под именем Альхазена, вплотную подошел к объяснению действия увеличительного стекла. Его труд оказал большое влияние на дальнейшее развитие оптики. В 1267 г. английский учёный Р. Бэкон в одном из своих сочинений писал, что через стекло, специальным способом обработанное, можно при слабом зрении значительно яснее видеть мелкий шрифт. Р. Бэкон существенно продвинул вперед такие науки, как физика и оптика. Тем самым была подготовлена теоретическая основа для создания очков.

Следует заметить, что в эпоху средневековья умели изготавливать главным образок темное, непрозрачное стекло. В те времена никого не удивило бы такое сравнение поэта: «черный, как стекло». Очевидно, очки могли появиться только после того, как удалось приготовить бесцветное прозрачное стекло.

Впервые его начали производить в конце XIII в. на севере Италии. Секрет производства прозрачного (или, как его тогда называли, хрустального) стекла строго сохранялся. Стекольные заводы перевели на остров Мурано, недалеко от Венеции. Совет дожей издал специальный указ: «За разглашение тайны варки хрустального стекла — смертная казнь». Только в результате измены эта тайна в XVI в. стала известна иностранцам.

Есть основания считать, что именно здесь — в Италии — в конце XIII в. и появились первые очки. Вряд ли в их создании участвовало одно лицо; изобретение очков — это скорее всего плод коллективных усилий. В начале XIV в. об очках уже упоминается часто. Потребность в них особенно возросла после изобретения книгопечатания (1440 г.). Однако в течение ряда столетий очки оставались редкостью и стоили очень дорого.

В России очки появились, видимо, в конце XV в. Наиболее древний, известный нам документ на Руси, упоминающий об очках, относится к 1636 г.

Вначале применялось только одно увеличительное стекло с длинной ручкой. Затем появились двойные круглые стекла в металлической оправе. Их держали перед глазами или надевали на нос. Постепенно очки приобрели современный вид.

Долгое время подбором очков занимались торговцы. Врачи, как это ни парадоксально, в течение длительного периода относились к очкам отрицательно. Автор одного из первых руководств по глазным болезням, изданного на немецком языке в 1583 г., Г. Бартиш запрещал носить очки и считал их вредными для глаз. Лишь в XIX в., когда были детально изучены оптические свойства глаза, сложилась научная основа для подбора очков, и эту ответственную процедуру стали выполнять врачи.

Развитие очковой оптики оказало большое влияние на создание других оптических приборов; в частности телескопа и микроскопа, которые позволили человеку заглянуть в глубь микромира и в космос. В настоящее время очки широко используются для компенсации оптических недостатков глаза. При дальнозоркости назначают положительные, или собирательные,

Исправление рефракций глаза

линзы, при близорукости — минусовые, или рассеивающие (рис. 9). Специальные цилиндрические линзы служат для исправления зрения при астигматизме.

С возрастом происходит изменение аккомодации. Причиной этого является уплотнение хрусталика. Он становится все менее эластичным и постепенно теряет способность изменять свою форму. Соответственно уменьшается и преломляющая сила хрусталика. Ее уже недостаточно для ясного видения близких предметов. Глаза быстро устают, детали рассматриваемых предметов или книжный текст становятся нечеткими, появляется потребность отодвинуть предмет или книгу подальше от глаза. Такое состояние называется преобиопией. Устранить вызванные ею явления и создать условия для зрительной работы на близком расстоянии можно только с помощью собирательных стекол, которые компенсируют сниженную аккомодацию. Потребность в очках возникает обычно в возрасте 40—45 лет. Каждые два-три года по мере снижения аккомодационной способности стекла приходится несколько усиливать. При дальнозоркости преобиопия выявляется раньше, а при близорукости — позже или может вообще себя не проявить.

В некоторые случаях приходится пользоваться двумя парами очков — для дали и для близкого расстояния — или, что значительно удобнее, одной парой очков со стеклами разной преломляющей силы. Верхний часть таких бифокальных, т. е. имеющих два фокуса, стекол служит для того, чтобы смотреть вдаль, нижняя — для работы на близком расстоянии.

В современных бифокальных, очках линия раздела проходит ниже середины стекла и делается по возможности менее заметной. Особенно мало заметна эта линия в так называемых спеченных очковых линзах, в которых насадка для близкого расстояния имеет вид чечевицы, как -бы сплавлена («спечена») с нижней частью основного стекла.

Дальнейшей ступенью развития очков этого вида явилось изобретение трифокальных (трехфокусных) и мультифокальных (многофокусных) очков. В трифокальных очках между сегментами для дали и для близкого расстояния находится третий сегмент, предназначенный для зрения на промежуточном расстоянии, обычно 1—1,5 м. В таких очках можно одновременно читать книгу, смотреть на экран телевизора и наблюдать за ребенком, играющем в дальнем углу комнаты. Предложены мультифокальные очки, в которых преломляющая сила, стекла плавно меняется от верхней его части к нижней. Через верхнюю часть резко видны далекие предметы, через нижнюю — совсем близкие.

В какой направлении идет совершенствование очков в настоящее время?

Прежде всего улучшаются сами очковые линзы. Поверхности их рассчитываются таким образом, чтобы изображение окружающего мира передавалось как можно более точно, без искажений. Чтобы очки не мешали боковому зрению или, как говорят офтальмологи, не ограничивали поля зрения, очковые стекла делаются больших диаметров, почти в пол-лица.

Особенно много думают инженеры над тем, как сделать более легкими тяжелые, трудно переносимые стекла; которые необходимы при высоких степенях близорукости и дальнозоркости. Сильные минусовые очки делаются в виде маленькой линзочки, выточенной в большом плоском стекле (так называемые лентикулярные линзы). Идут поиски материалов, которые могут заменить стекло. Многообещающими в этом отношении являются, полимерные материалы — пластмассы. Пластмассовые линзы пока не достигают качества стеклянных; поверхности их быстро покрываются царапинами, тускнеют, однако малый вес даёт им большие преимущества.

Интересные перспективы открывает применение так называемых френелевских, или растворных, линз (рис. 10).

Френелевская линза представляет собой как бы обычную линзу, из которой убрана ее центральная часть: задняя поверхность такой линзы делается плоской, а передняя — представляет собой серию кольцевидных сегментов, которые, будучи составленными вместе, повторяют поверхность сферы. Кольцевидные сегменты составляются так близко друг к другу, что линза кажется однородной, чуть шероховатой пластинкой. Оптическая сила ее определяется радиусом той сферы, которой соответствует кривизна колец.

Таким образом, очень сильные линзы (10 диоптрий и более) можно изготовлять в виде тонких пластмассовых пластинок.

Существенную роль играет и цвет очковых линз. При ряде заболеваний бывают полезны цветные стёкла. В частности, больным глаукомой рекомендуется носить очки с зелёными стёклами.

Для защиты от солнца используют нейтральные и цветные светофильтры. В настоящее время могут делать линзы

Принцип устройства френелевских линз

с окрашенной верхней частью стекла, причем переход oт окрашенной к неокрашенной части — плавный, незаметный; для изготовления очков применяют так называемые фотохромы — стекла, которые меняют свою пропускную способность в зависимости от освещенности: при ярком солнце такие очки темнеют, при пасмурной погоде и в помещении светлеют.

Большим изменениям подвергаются очковые оправы. Разработана тонкая техника подготовки оправ по лицу пациента и центровки стекол, в них. Существуют оправы для занимающихся спортом, для крепления к противогазам, подводным маскам. Есть оправы, в которых стекла откидываются кверху.

Огромен ассортимент форм и оправ и форм обрезки стекол. Создание современных изящных и обеспечивающих правильное положение стекол оправ относится к разделу технической эстетики.

В ряде случаев — при нарушении сферичности роговицы, отсутствии хрусталика в одном глазу, большой разнице в оптической силе глаз обычные очки мало помогают. В таких случаях существенное улучшение зрения приносят так называемые контактные линзы, которые накладываются непосредственно на передний отдел глазного яблока и составляют с глазом единую оптическую систему. Помимо улучшения зрения, контактные линзы значительно успешнее, чем обычные очки, восстанавливают способность обоих глаз к совместной работе. Это особенно важно для тех, кому по роду трудовой деятельности необходимо обладать хорошим глазомером и правильно определять расстояния. Контактные линзы выгодно отличаются от обычных очков и в косметическом отношении, так как не видны окружающим.

Изготовляют контактные линзы из специальных сортов пластмасс. Их размер 8—9 мм в диаметре. Для того чтобы пациенты могли самостоятельно снимать и надевать линзы, разработана удобная присоска, при помощи которой линзы извлекаются с поверхности глаза. Контактные линзы можно носить беспрерывно 4—16 ч, в зависимости от индивидуальной чувствительности.

Одна из главных задач коррекции зрения с помощью контактных линз — добиться того, чтобы линзы как можно лучше переносились глазом, чтобы их можно было носить, не снимая в течение целого дня. Есть несколько путей решения этой задачи.

Один из них — более совершенная подгонка линзы к глазу, улучшение качества ее поверхности. Линза, свободно скользящая по роговице, не вызывает раздражения, оставляет доступ для воздуха, не препятствует нормальному «дыханию» роговой оболочки.

Эту же цель преследуют контактные линзы с маленькими отверстиями по краю. Некоторые специалисты предлагают делать линзы еще меньшего размера, чтобы роговица свободно «дышала» и не подвергалась давлению.

Другой путь заключается в изготовлении контактных линз из мягкого материала, в частности из гидрофильных коллоидов. Такие линзы, предложенные чешскими химиками, получают все более широкое распространение, они хорошо прилегают к глазному яблоку и меньше раздражают роговицу. Правда, такие линзы пока уступают линзам из твердых пластмасс по своим оптическим качествам. Сравнительно невелик и срок их службы.

Для точного изготовления контактной линзы сейчас начинают применять автоматизированную систему: с помощью особого прибора, кератометра, определяют форму роговицы, эти данные передаются в компактную электронно-вычислительную машину, где обрабатываются по специальной программе, и затем поступают на печатающее устройство, которое выдает бланк со всеми параметрами, необходимыми для изготовления линзы.

Контактные линзы применяются для некоторых специальных целей. Например, минусовая контактная линза в сочетании с плюсовым очковым стеклом может составить увеличительную систему типа бинокля. Эта система в состоянии заменить телескопические очки, речь о которых пойдет ниже.

Пытаются изготовлять контактные линзы, напоминающие бифокальные очки: передняя поверхность таких линз состоит из верхней и нижней частей, имеющих различную преломляющую силу.

Назначают контактные линзы по оптическим (когда мало помогают обычные очки) и профессиональным (артисты, спортсмены, шахтёры, водолазы и др.) показаниям. Лаборатории по изготовлению таких линз имеются во многих городах страны.

У контактных линз большое будущее. По мере дальнейшего совершенствования технологии их изготовления и расширения их производства они все больше, будут вытеснять обычные очки.

Существуют очки особого назначения — телескопические. Они напоминают бинокль и состоят из двух линз — собирательной и рассеивающей, укрепленных неподвижно в одной общей оправе. Такая система дает увеличение в 1,8 раза и может помочь при резком понижении остроты зрения вследствие заболеваний зрительного нерва и сетчатки.

Телескопические очки помогают главным образом при рассматривании отдаленных предметов. При чтении на близком расстоянии на них надевают специальные дополнительные оптические насадки. Однако при обычной конструкции телескопических очков в зрении может принимать участие только один глаз. Чтобы сделать возможным чтение в телескопических очках двумя глазами, предлагаются различные призматические системы.

При резком понижении остроты зрения в ряде случаев удается добиться возможности читать и при помощи более простых средств — сильных положительных линз (до 18—20 диоптрий). Читать при этом приходится на более близком расстоянии.

Если не помогают и такие очки, то рекомендуют пользоваться лупами — либо ручными, либо крепящимися на специальных штативах. Оригинальные лупы на маленьких подставках могут передвигаться прямо по книжной странице. Обычно их снабжают небольшими лампочками для освещения текста.

При очень большой потере зрения никакие оптические устройства уже не в состоянии, помочь больному. Здесь на помощь приходит электроника. Посредством электронно-оптических преобразователей удается получить на экране изображение рассматриваемых предметов с нужной степенью увеличения и необходимым усилением яркости. Такие усиливающие системы в виде носимых в руке или укрепляемых на голове биноклей созданы для ориентировки я пространстве лиц с остаточным зрением. Для чтения создаются приборы, в. которых увеличенное и усиленное изображение текста проецируется на экране кинескопа.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.