Zrak

ZRAK

Autori: Konzultanti:

Filip Varhaník Daniel Pollák - B

Giulio Junior Stroppiana Pavol Kubinec - F

Martin Pleva Eva Jahelková - Ch

Daniel Mizera Jana Šmahovská - M

1. ELKS

Bratislava

2015

Zrak

Čestné vyhlásenie

Prehlasujeme, že sme projekt vypracovali samostatne a všetky použité pramene sme riadne

uviedli.

Filip Varhaník ...........................................................................

Zrak

Giulio Junior Stroppiana ...........................................................................

Martin Pleva ...........................................................................

Daniel Mizera ...........................................................................

Poďakovanie

Zrak

Radi by sme poďakovali za odbornú pomoc a vedenie našim konzultantom Danielovi

Pollákovi, Pavlovi Kubincovi, Eve Jahelkovej a Jane Šmahovskej, ktorých rady a

pripomienky nám pri písaní veľmi pomohli.

Obsah

1. Úvod.................................................................................................................................4

2. Vlnenie, svetlo a farby....................................................................................................6

2.1. Kmitanie....................................................................................................................6

2.2. Vlnenie......................................................................................................................6

2.3. Fotón a farby.............................................................................................................6

3. Stavba..............................................................................................................................9

3.1. Komorové oko...........................................................................................................9

3.2. Vonkajšia vrstva........................................................................................................9

3.3. Stredná vrstva...........................................................................................................9

3.4. Vnútorné prostredie oka...........................................................................................9

3.5. Lomné prostredie oka.............................................................................................10

4. Vývoj oka......................................................................................................................11

4.1. Jednobunkovce........................................................................................................11

4.2. Mnohobunkovce......................................................................................................11

5. Časti oka........................................................................................................................12

5.1. Dúhovka a zrenica..................................................................................................12

5.1.1.Farba očí..........................................................................................................13

5.2. Šošovka...................................................................................................................15

Zrak

5.2.1.Ohnisková vzdialenosť a kontaktné šošovky...................................................15

5.2.2.Akomodácia šošovky.......................................................................................16

5.2.3.Lom svetla........................................................................................................17

5.3. Sietnica....................................................................................................................19

5.3.1.Stavba, členenie a druhy buniek sietnice.........................................................19

5.3.2.Vznik vzruchu..................................................................................................22

5.4. Chiasma Opticum....................................................................................................25

6. Očné poruchy a ochorenia...........................................................................................26

6.1. Šedý zákal................................................................................................................26

6.2. Zelený zákal............................................................................................................26

6.2.1.Primárny...........................................................................................................26

6.2.2.Sekundárny......................................................................................................27

6.3. Šeroslepota..............................................................................................................28

6.4. Malígny melanóm....................................................................................................28

6.5. Infarkt oka...............................................................................................................28

6.6. Krátkozrakosť..........................................................................................................28

6.7. Ďalekozrakosť.........................................................................................................29

7. Periférne videnie...........................................................................................................29

8. Zvieracie videnie...........................................................................................................30

9. Očné klamy...................................................................................................................32

10. Camera Obscura..........................................................................................................34

Zrak

1.1. Využitie a popis......................................................................................................34

1.2. Pômocky na výrobu................................................................................................35

1.3. Chemikálie.............................................................................................................35

1.4. Návod na výrobu....................................................................................................35

1.5. Princíp prevrátenia obrazu....................................................................................36

11. Bibliografia...................................................................................................................37

12. Resumé..........................................................................................................................39

13. Das Resümee.................................................................................................................40

14. Resume..........................................................................................................................41

7

Zrak

Úvod

Dôvod, prečo sme si vybrali tému bolo, že zrak je jeden z našich najpoužívanejších

zmyslov a je neodmysliteľnou súčasťou nášho života. Keď sme sa mu začali hlbšie

venovať, zistili sme, že to vôbec nie je iba nejaký jednoduchý proces, ale celá rada, do

bodky premyslených a dokonalých sledov udalostí, ktoré po sebe idú úplne plynulo,

pričom toto všetko trvá iba zlomok stotiny sekundy. V rámci otázky Mali by sme sa báť

budúcnosti? sme uviedli príklady typických očných chorôb a porúch a taktiež ich spôsob

liečenia a riešenia.

V našom projekte sa budeme zaoberať problémom prečo a ako vlastne vidíme. Zrak

budeme skúmať z biologického, fyzikálneho, chemického a matematického hľadiska.

Na úvod projektu vývoj oka a jeho stavbu. Pri stavbe oka sa budeme venovať jeho

jednotlivým častiam, najmä tým, ktoré videnie najviac ovplyvňujú, teda zrenicou,

dúhovkou, šošovkou, sietnicou a zrakovými nervami. Budeme sa zaoberať aj rôznymi

očnými poruchami a ich bezpečným odstránením. Zaujímať nás budú taktiež zrakové

nedokonalosti, ktoré sú najviac pozorovateľné napríklad pri očných klamoch.

V ďalšej časti sa budeme zaoberať rôznymi vlastnosťami svetla a ako na ne naše

oko reaguje, taktiež druhmi svetla ako aj samotnou cestou svetla od Slnka až po naše oko.

Nervový vzruch prenikajúci do nášho mozgu ovplyvňujú určité chemické prvky, ktorých

reakcie bližšie charakterizujeme a priblížime, pričom tieto reakcie určujú napríklad to, či

vôbec svet okolo budeme vidieť farebne, čierno-bielo alebo či dokážeme správne a bez

problémov vidieť v noci alebo väčšej tme.

V našom pokuse sme simulovali, ako naše oko sledovaný obraz zaregistruje a

následne spracuje pri čom sme používali techniku zachytenie obrazu objektu na

fotografický papier a pomocou vyvolania a ustálenia obrazu sme ho prenášali na papier,

kde sme ho mohli presne zobraziť.

8

Zrak

Vlnenie, svetlo a farby

Kmitanie

Kmitanie je pravidelne opakujúci sa pohyb - s nemennou periódou, teda časom, za

ktorý sa daný jav udeje. Napr. otáčanie kolies alebo pohyb stieračov. Kmitanie môžeme

charakterizovať napr. amplitúdou, teda najväčšou hodnotou výchylky.

Vlnenie

Vlnenie je šírenie kmitania prostredím. Jedny z charakteristických vlastností

vlnenia sú vlnová dĺžka a frekvencia vlnenia. Vlnová dĺžka (λ) je vzdialenosť dvoch bodov

s rovnakou amplitúdou. Frekvencia (f) je počet zopakovaní istého javu, v tomto prípade

vlnenia, za sekundu. Platí vzorec v = fλ, teda rýchlosť vlnenia je rovná frekvencii

vynásobenou vlnovou dĺžkou. V našom prípade hovoríme o svetle, teda za rýchlosť

môžeme považovať rýchlosť svetla, čo je približne 300 000 km/s a označuje sa písmenkom

malé c.

Fotón a farby

Fotón je zadefinovaný ako kvantum energie. Kvantum energie sa dá predstaviť ako

akýsi balíček, ktorý je tvorený nejakým množstvom energie. Takéto kvantá - teda fotóny

nám do oka môžu prichádzať iba po jednom, teda sa nemôže sať, že nám do oko padne

napríklad 1,5 fotónu. Má nulovú pokojovú hmotnosť a šíri si rýchlosťou svetla. Keďže má

aj časticové, aj vlnové vlastnosti., môžu ho popísať veličiny ako vlnová dĺžka, frekvencia,

9

Zrak

energia a hybnosť. Existuje rovnica, ktorá popisuje energiu fotónu. Táto rovnica má tvar  E

= hf, pričom h je Planckova konštanta s hodnotou 6,625 * 10-34 J*s a f je frekvencia

vlnenia. Z tohto vzorca sa dá namiesto frekvencie vlnenia napísať c/λ, teda celý vzorec sa

prepíše na E = h*c/λ. Vidíme, že okrem konštánt h a c, ktoré zmeniť nemôžeme, je tu

meniteľná vlnová dĺžka vlnenia. Zo vzorca teda vyplýva, že čím väčšiu vlnovú dĺžku

žiarenie má, tým menšiu energiu má fotón. Aký to ale má vplyv na naše oko?

Ľudské oko vníma veľmi veľmi malú časť elektromagnetického žiarenia, ktoré na

oko dopadá. Vlnové dĺžky niektorých žiarení sa totiž pohybujú okolo 1 nm, niektoré okolo

10 km, pričom naše oko vníma len svetlo o vlnových dĺžkach od asi 380 nm po 780 nm,

Hlavným činiteľom vnímania farieb ľudským okom je sietnica. Na sietnici sa totiž

nachádzajú dva druhy buniek, tyčinky a čapíky. Tyčinky nie sú schopné rozlišovať farby.

za to dokážu vnímať svetlo aj o veľmi malých intenzitách, napríklad v noci. Za farebné

videnie je zodpovedný druhý typ buniek a to sú čapíky. Čapíky sa rozdeľujú na tri druhy:

modré, červené a zelené. A tu sa dostávame ku odpovedi na otázku ako energia fotónov

ovplyvňuje naše farebné vnímanie. Tieto tri druhy čapíkov sú totiž inak citlivé na rôzne

vlnové dĺžky. Modré čapíky sú najviac citlivé na svetlo s vlnovou dĺžkou v okolí 430 nm,

zelené asi 550 nm a červené asi 580 nm. Hovoríme o maximálnej citlivosti, to znamená, že

tieto čapíky sú citlivé aj na svetlo iných vlnových dĺžok, ale nie až tak veľmi. Citlivosť

čapíkov na konkrétne vlnové dĺžky môžete vidieť na grafe:

Farebný vnem teda vzniká kombináciou rôzne stimulovaných čapíkov. Príkladom

takejto kombinácie je napríklad to, že keď sú červené čapíky a zelené čapíky svetlom

rovnako stimulované, oko túto kombináciu bude vnímať ako presne žltú farbu. Keby však

boli svetlom červené čapíky stimulované viac ako zelené, farbu objektu by sme vnímali

viac do oranžova. Najlepšie zo všetkých farieb vnímame žltú farbu, keďže sa nachádza na

10

Zrak

prekryve rozsahu všetkých troch druhov čapíkov, teda je najviac vnímaná. Prečo sa do

nášho oka dostávajú iba niektoré vlnové dĺžky? Farebnosť predmetov totiž vnímame

vďaka odrazu svetla. Napríklad ak má predmet červenú farbu, znamená to, že pohltil

všetko svetlo, ktoré dopadlo na predmet, okrem svetla s vlnovou dĺžkou červenej farby,

ktorú odrazil a ktorej svetlo dopadlo do nášho oka. Na nasledujúcom grafe môžete vidieť

jednotlivé vlnové dĺžky farieb od farby s najmenšou až po farbu s najväčšou vlnovou

dĺžkou:

Biele svetlo je tvorené všetkými zložkami viditeľného svetla, od fialovej až po

červenú. Znamená to, že predmet nami vnímaný ako biely, nepohltil skoro žiadne svetlo a

tým pádom väčšinu odrazil. Naopak čierny predmet pohltil skoro všetko svetlo a odrazil

iba minimum dopadajúceho žiarenia. Zišiel by sa ešte povedať taký badateľný rozdiel

medzi zrakom a sluchom. V čom sú tieto dva zmysly odlišné? Keď sa pozeráme na

predmet nami vnímaný ako žltý, nevnímame ho ako dvojfarebný predmet skladajúci z

červenej a zelenej farby. vidíme ho proste žltý. No pri sluchu, keď počujeme nejaký akord,

tóny sa nám nezlievajú dokopy ako farby pri videní, ale počujeme každý tón zvlášť.

11

Zrak

Stavba

Komorové oko

Majú ho všetky stavovce, aj človek. Prijíma svetelné podnety alebo

elektromagnetické vlnenie (u človeka: 400-700nm). Je uložené v očnici (otvor v lebke) na

tukovom vankúšiku. Očná bulva je uložená v očnici. Oko pozostáva z troch vrstiev:

Vonkajšia vrstva

Tvorí obal a jeho ochranu. Patrí sem bielko veľmi pevná, tenká väzivová blana,

ktorá je veľmi málo prestúpená cievami, v mladosti je namodralá kvôli priesvitnej vrstve,

ktorá sa nachádza pod ňou – cievnatka, v starobe sa tu ukladá tuk, preto bielko žltne.

Nadmerné ukladanie tuku môže spôsobiť stareckú šerosplepotu. Bielko vpredu prechádza

do rohovky  je to priezračná, sklovitá hmota (blana). A je vypuklá smerom dopredu.

Stredná vrstva

Tvorí ju dúhovka farebná, v strede dúhovky je čierny otvor – zrenica. Dúhovka má

6 vrstiev a farba oka závisí na tom, v ktorej vrstve sa pigment uloží, čo je dané geneticky.

(v úplne prednej – hnedá, v úplne zadnej modrá, tmavosť závisí od množstva uloženého

pigmentu) Medzi rohovkou a dúhovkou sa nachádza predná očná komora, ktorá je

vyplnená očným mokom. K bielku sa prikladá blana – cievnatka , ktorá je husto

popretkávaná cievami – zabezpečuje výživu oka

Vnútorné prostredie oka

Nachádza sa tu sietnica je to vrstva, na ktorej sa nachádzajú nervové bunky, ktoré

sú citlivé na svetelné podnety. Nachádzajú sa tu dva typy buniek – tyčinky – sú

zodpovedné za čierno-biele videnie (za šera, tmy) a – čapíky – zodpovedné za farebné

videnie. Miesto, kde do oka vstupujú cievy a nervy sa volá čierna škvrna – ak sem

dopadajú svetelné lúče, začerní sa nám pred očami (nie sú tu ani tyčinky ani čapíky). Na

sietnici sa nachádza aj žltá škvrna – je to miesto, kde sú najhustejšie rozložené tyčinky a

12

Zrak

čapíky, je to miesto najdokonalejšieho videnia. Pre normálnu činnosť tyčiniek a čapíkov je

potrebný vitamín A a enzým rodopsín.

Lomné prostredie oka

Šošovka je zariadenie oka, ktoré láme svetelné lúče. Sú na ňu napojené svaly, ktoré

nám umožňujú šošovku sploštiť alebo rozšíriť – akomodácia oka – prispôsobuje sa tak, že

lúče, ktoré sa dostávajú do oka, zlomí presne tak, aby sa dostali presne na sietnicu. Ak sa

lúče lámu pred sietnicou, spôsobuje to krátkozrakosť, ak za sietnicou, ďalekozrakosť.

Medzi dúhovkou a šošovkou sa nachádza zadná očná komora – vyplnená mokom. Tento

mok sa volá sklovec – priezračná huspeninovitá hmota, ktorá svojím tlakom spôsobuje, že

oko má guľatý tvar.

13

Zrak

Vývoj oka

Jednobunkovce

Jednobunkovce sú najprimitívnejšie organely schopné reagovať na svetelné podnety.

Mnohobunkovce

Najprv sa vyvinuli jednoduché očká, ktoré vnímajú intenzitu slnečného žiarenia,

neskôr zložené oči hmyzu, ktoré sa skladajú z veľkého množstva malých očiek

(charakteristické je mozaikové videnie). Ploché oko medúzy predstavované zoskupením

nervových buniek citlivých na svetlo. U hlavonožcov sa z plochého oka vytvorilo

miskovité oko a u dokonalejších hlavonožcov a niektorých ulitníkov sa oko preliačilo a

dalo základ vzniku komorového oka – vytvorila sa určitá dutina, a tak sa zlepšili aj ostatné

optické sústavy oka.

14

Zrak

Časti oka

Dúhovka a zrenica

Dúhovka sa skladá zo 6 vrstiev, z ktorých najdôležitejšie sú svalová vrstva a

pigmentová vrstva. Prvá – najvrchnejšia vrstva – pigmentová je tvorená radiálmi s

bunkami – chromatofórmi obsahujúcimi farbivo - melanín. Čím je melanínu viac dúhovka

je tmavšia. Podľa obsahu pigmentu vzniká základné zafarbenie dúhovky. Lúčovito

usporiadané radiály sú modré, u hnedých či zmiešaných typov dúhoviek radiály prekrýva

vrstva hnedého farbiva – melanínu. Druhú vrstvu tvorí sieť cievočiek – hubovitý celok.

Tretiu vrstvu tvorí hladké svalstvo. Pri zreničke sú svaly uložené kruhovo – zvierač

zrenice, za dúhovkovým prstencom v ciliárnej zóne sú rozložené lúčovito smerom k okraju

dúhovky – rozširovač zrenice. Súhra oboch svalov a sympatických a parasympatických

nervových vláken spôsobuje rozšírenie, či zúženie zreničky. Štvrtá vrstva je súčasťou

pigmentovej vrstvy sietnice. U albínov je absencia farbiva aj v tejto vrstve a aj v sietnici

oka. Preto je u nich jedinou viditeľnou farbou červená, vďaka spleti cievočiek v druhej

vrstve dúhovky.

Dúhovka funguje ako svetelný filter, usmerňuje svetelné lúče ku zreničke a

môžeme ju prirovnať k clone fotoaparátu. Na dúhovke sa tvoria rôzne útvary – lagúny,

krypty, ryhy spôsobené rozostúpením radiálov v niektorej časti dúhovky. Tiež sa môžu

vyskytovať pigmentové škvrny rôznych farieb a odtieňov.

V svalovej vrstve je zvierač zrenice (musculus sphincter pupille) s prevažne

kruhovými svalovými vláknami a rozširovač zrenice (musculus dilataor pupille) s prevažne

lúčovito usporiadanými vláknami. Zúženie zrenice označujeme ako mióza a rozšírenie ako

mydriáza. Zrenica sa pri väčšom/silnejšom príjme svetla zmenší a naopak pri väčšom

príme… to má za následok napr. začervenanie očí pri nočnej fotke s bleskom… svetlo

prenikne až na časť oka kde je krv a preto vidíme červenú farbu. Zrenica čiastočne

oddeľuje prednú a zadnú komoru očnej gule.

Súhra obidvoch svalov podmieňuje veľkosť zrenice a reflexne reguluje množstvo

svetla, ktoré prechádza do oka. Celý tento proces sa nazýva zrenicový reflex.

15

Zrak

To, že naše oči majú určitú farbu je dané predovšetkým koncentráciou pigmentu

melanínu v očnej dúhovke. Dúhovka je časť oka, nachádzajúca sa medzi rohovkou

a vnútro očnou šošovkou a práve ona je tou farebnou časťou oka, ktorú je vidieť. V

prípade, že dúhovka obsahuje pigment na oboch stranách, svetlo vstupujúce do oka sa

odráža takým spôsobom, že dúhovka má hnedú farbu. Niekedy sa však na povrchu

dúhovky nenachádza žiaden pigment, poprípade len vo veľmi malom množstve. Vtedy

svetlo reaguje so šedými dúhovkovými vláknami a dúhovka tak získava modrú farbu.

Veľkosť a vzdialenosť vlákien a stromálnych buniek dúhovky podmieňuje to, či máme

napríklad modré alebo zelené oči.

Aj keď väčšina dúhoviek má hustotu pigmentu na zadnej strane veľmi podobnú, tak

u určitého percenta populácie je táto hustota nižšia, čo má za následok to, že svetlo ktoré

dopadá do oka sa neodrazí od dúhovky, ale prechádza až na sietnicu a až tam dochádza k

odrazom. Na sietnici sa toto svetlo odráža od siete krvných tepien a vlásočníc. Výsledok je

taký, že odrazené svetlo má červenú farbu a vzniká takzvaný červený reflex, ktorý bežne

vidíme na fotografiách v podobe červených očí. U ľudí s nižšou hustotou pigmentu tento

červený odraz však spôsobí to, že interakciou s modrou alebo hnedou farbou je výsledná

farba dúhovky výrazne modrá alebo fialová.

Farba očí

Farbu ľudských očí spôsobuje predovšetkým pigment melanín, ktorý je

produkovaný bunkami nazývanými melanocyty. V cytoplazme týchto buniek sa

16

Zrak

nachádzajú organelové štruktúry, melanozómy. K tomu, aby vznikol melanín, je

nevyhnutný enzým tyrozináza, ktorý katalyzuje reakciu v bunke. Porucha tohto enzýmu

spôsobuje albinizmus, v tomto prípade sú melanocyty neschopné vytvárať pigmentové

farbivo. Pravdepodobnosť toho, akú farbu očí bude mať dieťa rodičov A a B, je

znázornená na nasledujúcom obrázku.

17

Zrak

Šošovka

V oku je šošovka jedna z jeho najdôležitejších súčastí, pretože určuje, či lúče, ktoré

na oko dopadnú, budú okom vnímané alebo nie. Jej porucha teda môže spôsobovať veľa

rôznych problémov, od menej závažných až ku slepote.

Šošovka je priehľadný a pružný optický aparát, ktorý sa skladá z vlákien, teda to

nie je rovnorodá hmota. Celá jej konzistencia je rôsolovitá. Šošovka má priemer asi 9-10

mm a je dvojvypuklá. Z jednej strany šošovku ohraničuje očný mok, ktorý sa nachádza

v prednej očnej komore. Predná očná komora je ohraničená rohovkou a zrenicou. Z druhej

strany je šošovka ohraničená sklovcom. Sklovec je podobne ako šošovka rôsolovité teleso,

ktoré vypĺňa približne 2/3 očnej gule a je tvorené asi 99% vody.

Jej primárna úloha je, aby lúče ktoré na ne dopadnú zlomila tak, že dopadnú presne

na sietnicu. Keby totiž tieto lúče zlomila inak, lúče by sa stretávali pred alebo za sietnicou.

Tieto dva prípady sa nazývajú krátkozrakosť a ďalekozrakosť. Šošovky sa delia na spojky

a rozptylky. Ako vyplýva z názvu, lúče, ktoré dopadnú na rôzne miesta spojky, sa spájajú

do jedného bodu, pričom lúče dopadajúce na rozptylku sa rozptýlia od seba do rôznych

smerov od rozptylky. Šošovka v oku je spojka, keďže lúče, ktoré na ňu dopadajú spája na

sietnicu.

Ohnisková vzdialenosť a kontaktné šošovky

Vzdialenosť stredu šošovky od miesta, kde sa lúče stretávajú sa nazýva ohnisková

vzdialenosť. Z toho vyplýva, že pri krátko alebo ďalekozrakosti dochádza k tomu, že lúče

sa stretávajú inde ako na sietnici, tým pádom sa mení ohnisková vzdialenosť, čo nie je

dobre. Ale čo s tým? Je definované, že ohnisková vzdialenosť závisí od optickej

18

Zrak

mohutnosti, pričom sú v takomto vzťahu: φ = 1/f, kde vyjadruje optickú mohutnosť a f

ohniskovú vzdialenosť. Vôbec sa netreba báť týchto dlhých, ťažko vysloviteľných slov, v

podstate je to veľmi jednoduché. Optická mohutnosť vyjadruje zakrivenie šošovky a meria

sa v dioptriách. Toto slovo sme všetci už určite niekedy počuli v súvislosti, že tieto

okuliare majú jednu, dve, tri a pol, päť dioptrii. Na to, aby sme správne videli sa musí

zachovať f také, aby sa lúče lámali na sietnicu, problém je, keď sa niečo s našou šošovkou

stane a lúče sa už tak ďalej nelámu. Ale prečo sa tak nelámu? Je to preto, že keď sa niečo

stane s našou šošovkou, zmení sa jej zakrivenie, teda sa zmení aj jej optická mohutnosť.

Vidíme, že keď sa zmení optická mohutnosť, zmení sa aj ohnisková vzdialenosť, čo mi

nechceme, keďže to poruší naše správne videnie. Ako to ale opraviť a dať do naspäť do

normy? Stačí, keď pridáme ďalšiu šošovku. Dajme tomu, že naše neporušené oko má

optickú mohutnosť 50D. to znamená, že jeho ohnisková vzdialenosť sú dva centimetre.

Teraz sa niečo so šošovkou stane a jej optická mohutnosť sa zmení na 49D, z toho

vychádza f asi 2,04cm. Je to síce málo, ani nie milimeter, ale z dvoch centimetrov to tvorí

asi 8 %, čo nie je úplne zanedbateľné. Musíme teda pridať šošovku s optickou

mohutnosťou 1D, tým pádom naspäť dostaneme našich 50D. V dnešnej dobe sa to robí tak,

že ľudia začnú nosiť okuliare alebo si dávať kontaktné šošovky.

Akomodácia šošovky

Kým pri ľuďoch so zrakovou poruchou zmenu optickej mohutnosti zabezpečujú

napríklad už spomínané okuliare, pri neporušenej šošovke dochádza k jej prispôsobovanie

a meneniu jej tvaru nepodmieneným, teda vrodeným reflexom. Vrodené reflexy sú také,

ktoré sme sa nemuseli učiť, ale sme sa s nimi proste narodili. Medzi takéto reflexy patrí

19

Zrak

napríklad dýchanie, žmurkanie, slzenie, alebo kašľanie. Takéto prispôsobovanie šošovky

vzdialenosti sledovaných predmetov sa nazýva akomodácia šošovky.

Akomodáciu zabezpečuje sval, ktorý je napojený na šošovku z hornej a dolnej

strany. Tento sval sa nazýva vráskavec. Vráskavec, ako aj v podstate celý zrak, je riadený

zo zadnej časti mozgu, teda záhlavného laloku. Úloha vráskavca je menenie tvaru, hlavne

hrúbky šošovky, čím nám zabezpečuje zaostrovanie a v podstate aj samotné videnie. U

starších ľudí vráskavec nefunguje až tak spoľahlivo, preto nedochádza k dostatočnej

akomodácii a nedokážu až tak dobre zaostrovať. Práve preto starši ľudia často nosia

okuliare, pomáhajú si nimi dopĺňať prirodzenú funkciu vráskavca.

Lom svetla

Ale prečo sa svetelné lúče vôbec po dopade na šošovku lámu? Je to preto, pretože

šošovka je z materiálu, v ktorom sa svetlo šíri inou rýchlosťou ako vo vzduchu. Takýto

pomer vyjadruje fyzikálna veličina index lomu. Index lomu je veličina, ktorá je

bezrozmerná, má značku n a platí pre ňu vzorec n = c/v, kde c je rýchlosť svetla vo vákuu,

veľmi podobná rýchlosti svetla vo vzduchu a v je rýchlosť svetla v danom prostredí. Práve

kvôli veľmi malému rozdielu medzi rýchlosťou svetla vo vákuu a vo vzduchu sa index

lomu vzduchu udáva ako 1. Ďalší zákon vyjadrujúci lom svetla sa nazýva Snellov zákon

lomu. Tento zákon sa dá zapísať do rovnice sina * n1 = sinb * n2., kde a je vstupujúci uhol, b

je uhol lomu a n1 a n2 sú indexy lomu.

20

Zrak

Keďže materiál, z ktorého je šošovka urobená je pre svetlo ťažšie priestupnejší ako

vzduch, svetlo sa v ňom pohybuje pomalšie ako vo vzduchu. Na základe toho sa lúč láme

ku kolmici a dopadá na sietnicu, kde je zaregistrovaný. Impulz cez zrakový nerv ďalej

putuje až do mozgu. To, že sa lúč láme, keď prechádza do prostredia s iným indexom

lomu, je kvôli tomu, že svetlo sa chce na požadované miesto dostať za čo najkratší čas.

Táto vlastnosť svetla sa nazýva Fermatov princíp extremálneho času. Lúč sa teda láme

kvôli tomu, aby na nejaké miesto dorazil čo najrýchlejšie. Keby sa totiž nezlomil, a

pokračoval by iným prostredím ďalej bez zlomenia, išiel by v “pomalšom” prostredí dlhšie

a aj by mu to trvalo dlhšie.

21

Zrak

Sietnica

Stavba, členenie a druhy buniek sietnice

1. Žltá škvrna (fovea)

Je miesto na sietnici s najväčším množstvom čapíkov, ale za to tyčinky tam chýbajú

úplne. Preto, keď tam dopadne fotón tak vidíme naj farebnejšie.

2. Papila zrakového nervu

Tyčinky aj čapíky chýbajú v oblasti papily zrakového nervu. Toto miesto je bez

fotorecepcie a označuje sa ako slepá škvrna. Preto keď fotóny dopadnú na slepú škvrnu tak

nejaký predmet od ktorého boli tie fotóny odrazené tak ho nevidíme.

Sietnica je zložená z fotoreceptorov to jest bunky, ktoré niečo zachytávajú. V

jednom oku sa nachádza približne 120 miliónov tyčiniek a 6 miliónov čapíkov.

Tieto bunky sa delia na 3 časti:

1. Vonkajší segment

2. Vnútorný segment

3. Synaptická terminála (zakončenie)

22

Zrak

Vonkajší segment predstavuje vlastnú fotoreceptívnu časť, ktorá je špecializovaná

len k prímaniu svetla. Obsahuje pravidelne nad sebou oploštené vačky zvané membránové

disky, ktorých membrány obsahujú zrakový pigment (rodopsín a cytochróm).

Tyčinky a čapíky sú obi dva citlivé na svetlo, ale za to tyčinky sú viac na svetlo a

čapíky viac na farbu, čiže vlnovú dĺžku. Sú tri druhy čapíkov: Červené vníma vlnovú dĺžku

svetla okolo 650nm, Zelené vníma vlnovú dĺžku svetla okolo 530nm, Modré vníma vlnovú

dĺžku svetla okolo 430nm. Membránové disky vznikajú u tyčiniek vychlípením vonkajšej

cytoplazmatickej membrány do vnútra dolnej časti vonkajšieho segment u a jej odškrtením.

U čapíkov vznikajú membránové disky tiež ako invaginácie, ale neodškrcujú sa a ostávajú

s vonkajšou membránou trvale v kontakte. Látky v membránových diskoch sa neustále

tvoria a zanikajú. Vnútorný segment je spojený s vonkajším segmentom a to

cytoplazmatickým mostíkom. Vnútorný segment obsahuje organely fotoreceptoru ako

veľké množstvo mitochondrií, ribozómov a jadro. Synaptická terminála zabezpečuje

prostredníctvom chemickej synapsie funkčné spojenie fotoreceptorov s bipolárnymi a

horizontálnymi bunkami.

23

Zrak

1.) Bipolárne bunky sú dvojakého typu:

a) monosynaptické – majú jednu synapsiu s jedným čapíkom, nachádzajú sa predovšetkým

v centre fovey

b) difúzne – majú synapsiu s dvoma alebo viacerými recepčnými bunkami

2.) Asociačný aparát sietnice je súbor buniek nadchádzajúcich vo vrstve bipolárnych

buniek, medzi ktoré patria:

a) horizontálne bunky

– navzájom prepojujú väčší počet synapsií medzi tyčinkami/čapíkmi a bipolárnymi

bunkami

b) amakrinné bunky

– navzájom prepojujú synapsie medzi bipolárnymi a gangliovými bunkami

24

Zrak

3.) Gangliové bunky sú veľké multipolárne nervové bunky a svoje neurity vysielajú po

povrchu sietnice do nervus opticus. (neurit = pomenovanie vzruchu)

V sietnici sa nachádzajú aj podporné bunky, ktoré majú výživovú a podpornú

funkciu. Medzi ne radíme Müllerove podporné bunky, ktoré prestupujú všetkými

vrstvami sietnice a neuroglie (astroglie, mikrogolie)

Mikroskopická anatómia sietnice (svetlo dopadá na tyčinky a čapíky)

Vznik vzruchu

Ako je možné, že bunky sietnice premenia taký fotón potom, čo šošovka zaostrí

svetlo na sietnicu, na nervový vzruch? Každá tyčinka a čapík ma v sebe membránový disk

v ktorom je uložený zrakový pigment. Tento pigment sa skladá z molekuly retinal (derivát

vitamínu A), ktorá je spojená s membránovým proteínom opsín. Tyčinky obsahujú vlastný

typ opsínu, ktorý má 7 dvojzávitníc (alfahélix), ktorý keď je spojený s retinalom tak sa

vytvorí zrakový pigment rodopsín. Rodopsín je vlastne medziblanová komplexná

bielkovina.

25

Zrak

Keď rodopsín pohltí svetlo tak retinal zmení svoje zloženie a tvar a odpája sa od

opsínu. A to zároveň mení tvar opsínu (konformácia). Tieto zmeny retinalu a opsínu

spôsobené svetlom sa nazývajú vybielenie rodopsínu. V tme enzými premenia zloženie a

tvar retinalu späť do pôvodného stavu a tým sa zmení tvar aj opsínu. Retinal sa potom zas

zlučuje s opsínom aby vytvoril rodopsín. Retinal ešte pred tým ako sa odpojí od opsínu tak

sa volá cis izomer. Potom, keď sa už odpojí tak sa volá trans izomer.

Keď sa vytvorí cis izomer (retinal bez opsínu) tak ten spustí signálovú kaskádu

(reakciu), ktorá vlastne svetelný signál zmení na elektromechanický signál.

26

Zrak

Ešte predtým zmenený opsín aktivuje G-protein zvaný transducín. Tento transducín

potom aktivuje enzým fosfodiesterázu (PDE). Aktivovaná PDE hydrolizuje (mení)

nukleotid cyklický guanosinmonofosfát (cGMP) na guanosinmonofosfát (GMP) a tým sa

GMP odpojuje od sodíkových kanálov. Strata cGMP zatvára sodíkové kanály, lebo cGMP

udržiava sodíkové kanály otvorené. Po tom ako sa sodíkové kanály zatvorili membrána

hyperpolarizuje sa, spomaľuje sa uvoľňovanie neurotransmitéra glutamátu v synapsiách

medzi tyčinkami a bipolárnymi bunkami.

Ešte keď, je rodopsín inaktívny a cGMP udržuje sodíkové kanály otvorené, tak v

tomto stave membrána tyčinky je depolarizovaná (čo znamená priepustná) a do synapsie

medzi ňou a bipolárnou bunkou uvoľňuje neurotransmitér glutamát.

Toto stále uvoľňovanie glutamátu v tme vzrušuje alebo, brzdí niektoré bipolárne

bunky podľa toho aké majú medzisynaptické molekuly.

Keď svetlo spustí rodopsínovú kaskádu a zatvorí sodíkové kanály tak membrána sa

stane hyperpolarizovaná (čo znamená menej priepustná) ktorá, spomaľuje uvoľňovanie

neurotransmiteru glutamátu a to spôsobí buď excitáciu ale inhibíciu synapsií bipolárnych

27

Zrak

buniek. Ale čo to vlastne znamená? Spomalenie uvoľňovania glutamátu posilní jeden druh

bipolárnych buniek a tie potlačia aktivitu posielania vzruchu druhému typu bipolárnych

buniek a tie zas iným bunkám dokým sa vzruch nedostane do gangliových buniek, ktoré ho

pošlú do mozgu na spracovanie.

Chiasma Opticum

Chiasma opticum spojuje ako most obi dva zrakové nervy a je miestom čiastočného

kríženia dráhy zrakových nervov. Má 4 - rohý tvar. Na predných rohoch do nej  vstupujú

oba očné nervy a na zadných  rohoch z nej opäť vystupujú v podobe optických traktov.

Mäkké mozgové tkanivo tvorí obal chiasmi opticum. Leží asi 10 mm nad hypofýzou, pod

bázou mozgu. V okolí chiasmitu  ležia dôležité štruktúry, ktoré hrajú rolu pri

patologických procesoch. Nad chiasmatom sa nachádza prední časť tretej  mozgovej

komory, pod ňou hypofýza.  Asi 4 mm pred dosiahnutím chiasmatu mení oční nerv svoju

stavbu. Priehradky už nie sú tvorené z mäkkého mozgového tkaniva, ale z neuralgie. Tým

dochádza k preskupeniu vlákien a je pripravené ich kríženie. Asi 60% vlákien optika sa v

chiasmatu kríži. Pričom dochádza ku kríženiu makulárných vlákien rovnakým spôsobom

ako periferných. Počet makulárných vlákien predstavuje asi tretinu všetkých vlákien

optika.

28

Zrak

Očné poruchy a ochorenia

Šedý zákalOkolie sa javí ne ostro, zahmlene. Kontrast stráca ostrosť, farba zas žiarivosť. Ten

čo má túto chorobu vidí ako keby videl cez mliečne sklo. Na začiatku môžu ľudia mať

silné príznaky oslepenia, keď svieti slnko alebo pri proti osvetlení, ako pri reflektoroch

protiidúceho auta. Ale niektorým ľuďom táto choroba môže pomôcť, lebo šošovka zmení

schopnosť lámať svetlo a napr.: z ďalekozrakosti bude sa jeho svetlo lámať. Tí čo sú

zasiahnutí tým horším prípadom môžu sa stať aj krátkozraký. Niekedy sa môžu vidieť aj

zdvojené obrazy.

Zelený zákalInak povedané Glaukóm. Táto choroba zvyšuje vnútro oční tlak. Zvýšenie medzi

očného tlaku je spôsobené nepomerom medzi tvorbou a odtokom komorového moku.

Glaukóm môže byť primárny ale sekundárny.

Primárny

Táto choroba, ktorá sa zjavuje na zdanlivo zdravom oku ; porucha výmeny

komorového moku sa ani anatomickým nálezom nedá úplne vysvetliť. Nervové a

humorálne vplyvy majú pri vzniku glaukómu nepopierateľnú úlohu. Primárny glaukóm má

tieto formy:

29

Zrak

Glaucoma congestivum acutum

Pre túto formu sa zavádza názov akútny glaukóm s uzavretým uhlom Prejavuje sa

charakteristickými záchvatmi: bolesti hlavy na strane chorého oka spôsobujúce až

zvracanie, okolo svetelného zdroja dúhové kruhy, neskôr zahmlené videnie. Zrenica býva

širšia, niekedy vertikálne oválna, reaguje lenivo alebo nereaguje vôbec, šošovka býva

zelenkavo sivá. Na pozadie niekedy cez skalený rohovkový epitel nevidieť.

Pri vyšetrení sa zistí svetloplachosť, niekedy opuch mihalníc, skalený rohovkový

epitel. Oko je na pohmat tvrdé, meraním sa zistí nápadne zvýšený vnútro očný tlak, ktorý

dosahuje hodnoty až 10,0 kPA (normálne hodnoty sú 2,0 – 3,0 kPa).

Glaucoma congestivum acutum

Pri tejto forme sú záchvaty slabšie a tlak sa už nevracia na normálne hodnoty. Táto

forma môže byť od začiatku výrazná, ale môže byť pokračovaním akútneho kongestívneho

glaukómu.

Glaucoma simplex chronicum

V priebehu dňa tlak kolíše v menšej alebo väčšej miere a pacienti subjektívne

nepociťujú ťažkosti. Zvýšenie vnútro očného tlaku nebýva náhle ani nápadné, ale trvalé.

Záchvaty chýbajú. Na chorobu pacienta upozorňuje už nenávratná ubúdanie zrakových

funkcií. Je to najzákernejšia forma glaukómu.

Glaucoma juvenile

Vyskytuje sa u mladistvých ľudí. Najčastejšie prebieha vo forme glaucoma

congestivum chronicum. Býva združený s poruchou vodnej výmeny, poruchami vnútornej

sekrécie (výlučku) a cievnymi chorobami. Prevláda názor, že choroba vychádza z

hypotalamu.

Sekundárny

Môžu ho spôsobiť všetky očné choroby, ktoré majú vplyv na sťaženie odtoku

komorovej vody. Svetloplachosť, prekrvenie spojovky, bolesti oka alebo hlavy. Vnútro

oční tlak zachováva tvar očnej guli, keď je vysoký bolí nás hlava.

30

Zrak

Šeroslepota Ľudovo sa nazýva vlčia tma a je to degeneratívne ochorenie sietnice. Pacient v noci

vôbec nevidí, lebo má poškodenú veľkú časť sietnice, navyše má úplný výpadok

periférneho videnia.

Malígny melanómJe to nádorové ochorenie, najčastejší nádor oka. Vyskytuje sa od dospelosti do

staroby a či si ho pacient všimne, závisí od toho, kde sa nachádza – napríklad na povrchu

bielka alebo na dúhovke z vonkajšej strany. V prvom prípade si to všimne, pretože začne

horšie vidieť. V druhom prípade si ho všimne skôr okolie. Vyskytnúť sa však môže aj z

druhej strany dúhovky – vtedy sa zvýši vnútro očný tlak a oko začne bolieť. Malígny

melanóm vnútri v oku si pacient všimne, až keď je taký veľký, že sa s ním už prakticky

nedá nič robiť. Keď prekročí určitý stupeň rozsahu aj veľkosti, jedinou možnosťou je

vybrať celé oko.

Infarkt oka Je to cievne ochorenie, ktoré by mohlo vzniknúť kdekoľvek (v mozgu, v srdci či v

pľúcach), no na oku sa prejaví najskôr. Dochádza k uzáveru niektorej z výživových ciev v

oku a následne k odumretiu tej časti tkaniva. Ak príde k uzáveru hlavnej cievy, pacient

stratí videnie a lekára navštívi veľmi skoro. Ak je to však len čiastočné, nemusí si to

všimnúť – zistí to až neskôr, náhodne. V takom prípade má pacient iný problém, napríklad

vysoký krvný tlak a potrebuje ďalšie vyšetrenie u všeobecného lekára alebo internistu.

Okrem vysokého krvného tlaku vzniká toto ochorenie aj z dôvodu artériosklerózy.

Častejšie u žien po meno pauze, ale inak celoživotne u mužov.

Krátkozrakosť

Krátkozrakosť, alebo inak povedané myopia je refrakčná chyba zrak, pri ktorej

človek vidí blízke predmety ostrejšie ako vzdialené. Svetelné lúče prichádzajúce do oka sa

preto zbiehajú pred miestom najostrejšieho videnia a nie na sietnici, čím vznikne

rozmazaný obraz na sietnici. Krátkozrakosť sa môže vyvíjať pomaly alebo vzniká náhle,

najčastejšie v detstve alebo počas dospievania. U väčšiny postihnutých dochádza k

stabilizácii zraku (tzn. zrak sa už nezhoršuje) v rannom dospelom veku. Postihuje asi jednu

31

Zrak

tretinu populácie nezávisle od pohlavia. Krátkozrakosť sa napráva šošovkami –

rozptylkami, ktoré posunú ohnisko ďalej od šošovky, konkrétne presne na sietnicu, aby

nám zabezpečili ostrý obraz.

Ďalekozrakosť

Ďalekozrakosť, inak povedané hypermetropia je chyba, pri ktorej sa vzdialenejšie

predmety zobrazujú ostrejšie ako blízke. Svetelné lúče sa zbiehajú za sietnicou a na sietnici

vzniká rozmazaný, zahmlený obraz. Ďalekozrakosť je bežná porucha zraku, pri ktorej

vidíme zreteľne vzdialené objekty, ale objekty v našej blízkosti sú nejasné, rozmazané.

Väčšinou sa vyskytuje už pri narodení a je dedičná. Niekedy sa v detskom veku prejaví

škúlením. Väčšina mladých ľudí však vôbec nevie, že má toto ochorenie, pretože šošovka

ich oka je flexibilná a kompenzuje tento stav. Ale s pribúdajúcim vekom sa schopnosť

akomodácie šošovky znižuje a stráca schopnosť sa prispôsobovať. U ďalekozrakých ľudí

je preto nutné poruchu korigovať. Takáto porucha sa bežne napráva šošovkami – spojkami,

ktoré naopak od rozptyliek posunú ohnisko bližšie ku šošovke, taktiež presne na sietnicu,

aby nám zabezpečili rovnako ostrý obraz.

Periférne videnieVlastnosť nášho zraku zaznamenať predmety, respektíve ich pohyb po stranách pri

pozeraní sa dopredu. Je to dôležitá vlastnosť pri kolektívnych športoch ako hokej, futbal,

basketbal, hádzaná a podobne. Hráč pomocou tejto vlastnosti „cíti“ spoluhráča vedľa seba

alebo aj za sebou, podľa toho na akom stupni je jeho periférne videnie. Rovnako dôležité je

aj u motorkárov, lebo im umožňuje zaregistrovať iné vozidlo, ktoré je ešte za ním.

Jednoducho sa dá vyskúšať rozpažením rúk a pri pohľade dopredu sledovať pohyby prstov.

Niektorý ľudia ho majú viac ako 180 stupňov, ale sú ľudia, ktorý majú tento uhol väčší ako

200 stupňov. Periférne videnie závisí na tvare lebky, posadení očí v očných jamkách, na

množstve tuku v tvári, ale aj na vnútorných vlastnostiach očí.

32

Zrak

Zvieracie videnie

Viete, čím sa líšia zvieracie oči od ľudských? Nielen veľkosťou, farbou a tvarom,

ale aj samotnou stavbou, farebnou citlivosťou, účelom na ich použitie a funkciou.

Zaujímavosťou napríklad je, že ľudské oko rozozná farebné videnie – odlíši svetlú farbu od

tmavej, rozlíši farbu a určí aj samotnú živosť farby (teda jej odtieň). A len ozaj málo

zvieracích druhov má podobné farebné videnie, aké máme my ľudia – sú to niektoré opice,

ryby, vtáky a hmyz. Väčšina zvierat však nemôže vidieť farby tak dobre ako my, vidia iba

malé spektrum farieb, prípadne odtiene šedej, alebo sú farboslepí. Naše oči fungujú ako

kamery s objektívom, ale sú príliš veľké a zložité pre ostatné tvory, ako je hmyz, ktorý má

zložené oči. To znamená, že v oku nie je prítomná len jedna šošovka, ale množstvo malých

očiek nazývaných omatídiá, ktoré sú na povrchu tvorené šošovkou hexagonálneho

(šesťuholníkového) tvaru. Hmyz vďaka nim vidí predmet ako mozaikovitý obraz

svetlejších a tmavších škvŕn a je schopný vidieť celý priestor okolo seba v zornom poli až

360°, zatiaľ čo zorné pole človeka je len 180°. Zaujímavé videnie majú napríklad aj

homáre, ktoré pre istotu nemajú šošovky vôbec, ale majú zrkadlá, ktoré im zbierajú svetlo

pod vodou.

Lovená zver, napríklad králik, myš alebo jeleň, má oči posadené na bokoch hlavy.

To mu umožňuje široký rozhľad na všetky strany. Tým sa síce obmedzuje jeho presné

videnie, ale zväčšuje sa tak celkový rozhľad na 360 stupňov, čo znamená, že vo svojom

okolí môže prípadného nepriateľa spozorovať prakticky z každej strany. Keď sa pozeráme

dopredu, náš uhol rozhľadu je asi 200 stupňov bez toho, aby sme otáčali hlavou. Uhol

rozhľadu mačky je však menší, obsiahne sotva 180 stupňov.

33

Zrak

Napríklad oko mačky má veľmi podobnú stavbu ako oko ľudské. Na rozdiel od

človeka má však mačacie oko niekoľko dôležitých modifikácií, ktoré mačke umožňujú

vnímať veci inak, ako nám. Nemôže napríklad pohybovať očami tak ako človek. Namiesto

toho má však viac vyklenutú rohovku ako človek, čo sa odráža na kvalite videnia a tiež je

schopná viac otáčať hlavou. Zorné pole mačky je približne 205°, zatiaľ čo u človeka je to

až 220°, ale len ak berieme do úvahy možný pohyb očí. Ak by človek nemal možnosť

hýbať očami, bolo by to iba 180°. Traduje sa, že mačka vidí rovnako dobre cez deň ako v

noci. Nie je to však pravda. V absolútnej tme nevidí o nič viac ako človek, je však schopná

veľmi dobre vidieť aj za šera. Vďačí za to špeciálnym bunkám nachádzajúcim sa na

cievnatej vrstve za sietnicou, ktoré sú schopné odrážať aj najmenšie množstvo svetla. Táto

vlastnosť mačacieho oka sa prejavuje jeho charakteristickým zlatým či zeleným žiarením v

tme. Ďalšou príčinou, prečo mačka výborne vidí, je schopnosť zornice výrazne meniť

svoju veľkosť. Pri intenzívnom svetle má zornica štrbinový tvar a za šera pokrýva zornica

takmer celú plochu dúhovky. To umožňuje maximálny vstup svetelných lúčov do oka.

Mačka má na rozdiel od človeka aj tzv. tretie viečko, známe aj ako žmurka, ktoré zvlhčuje

oko a mačka preto nemusí neustále žmurkať.

34

Zrak

Očné klamy

Očný alebo optický klam je spočívajúci v mätúcom alebo nesprávnom vnímaní

nejakého obrázku človekom. Obraz vnímaný okom interpretuje mozog inak, ako

zodpovedá realite.

35

Zrak

36

Zrak

Camera Obscura

Camera obscura je optické zariadenie, ktoré sa používa ako pomôcka pre maliarov

a zároveň je aj predchodcom fotoaparátu.

Využitie a popis

Je to  v princípe schránka (môže dosahovať aj veľkosť miestnosti) s otvorom na

jednej strane. Svetlo z vonkajšej scény po prechode otvorom dopadne na konkrétne miesto

na protiľahlej stene. Premietalo sa na papier takže maliar mohol obraz jednoducho

obkresliť. Výhodou tejto techniky bolo zachovanie perspektivity a reálnosť výsledného

obrazu.

Podobne ako v ľudskom oku, bol premietaný obraz vždy menší než v skutočnosti a

bol prevrátený hore nohami.

37

Zrak

Pômocky na výrobu

Prázdna krabica (napr. od topánok), ihla (špendlík), fotocitlivý papier, odmerný

valec, nádoby, infračervená lampa, lepiaca páska, nožnice, alobal, klieštiky, ľubovoľný

snímaný predmet, napríklad aj celá miestnosť

Chemikálie

Voda, vývojka, ustálovač

Návod na výrobu

Do krabice od topánok si urobím dierku, ktorá môže byť priemerom aj centimeter.

Túto dierku prelepíme alobalom a urobíme do neho dierku čo najmenšiu akú vieme, táto

dierka má priemer menší ako polovica milimetra. Pripravíme si nádoby a do oboch

zmiešame v požadovanom pomere chemikálie. Do jednej vývojku s vodou a do druhej

ustálovač s vodou. Taktiež si pripravíme nožnice a lepiacu pásku. Zhasneme v celej

miestnosti všetky svetlá a necháme svietiť iba infračervenú lampu. Za takejto polotmy

vybalíme fotocitlivý papier z obalu a čiernej fólie. Prestrihneme ho na veľkosť strany našej

krabice a pomocou lepiacej pásky ho prilepíme do krabice na stranu protiľahlú vypichnutej

dierke. Otvor na krabice prikryjeme ľubovoľným predmetom, aby do dierky nešlo svetlo.

Infračervenú lampu zhasneme, zažneme normálne svetlo a našu cameru obscuru uložíme

na miesto kde chceme, aby snímala. Predmet dáme od otvoru preč a necháme dopadať do

krabice svetlo po istý čas. Tento čas závisí od intenzity svetla, teda cez slnečný deň

necháme krabicu vystavenú žiareniu kratšie ako cez zamračený deň. Čas vystavovania

camery svetlu sa môže pohybovať od 2 minút po asi 20 minút. Následne opäť prejdeme do

tmavej miestnosti kde cameru obscuru za prítomnosti infračerveného žiarenia otvoríme

a vyberieme z nej papier. Tento papier vložíme pomocou klieštikov do vývojky asi na

jeden a pol minúty a následne do ustálovača na cca 3 minúty. Fotografiu vytiahneme

a môžeme vidieť, že na fotocitlivom papieri sa nám vytvorila fotografia nami snímaného

objektu alebo priestoru. Teraz ju už môžeme vystavovať aj slnečnému žiareniu bez toho, že

by sa poškodila.

38

Zrak

Princíp prevrátenia obrazu

Súvislosť medzi camerou obscurou a našim zrakom je práve princíp prevrátenia

a zmenšenia obrazu. Presne to sa totiž deje aj v oku aj v Camere Obscure. Vysvetlenie

toho, prečo je obraz prevrátený, je pomerne jednoduché. Lúče prichádzajúce z vonku sú

totiž koncentrované do otvoru v krabici. Lúče odrážajúce sa napríklad od stromu

prechádzajú cez otvor v Camere Obscure a konkrétna časť stromu sa premieta na opačnej

časti strany krabice ako je v realite.

Ako vidíme na obrázku, zelený lúč odrážajúci sa od vrchnej časti stromu sa

premieta na spodnej časti krabice, stred stromu sa zobrazuje presne v strede krabice

a spodná časť stromu sa zobrazuje na vrchnej časti krabice. Zmenšenie obrazu sa dá

vysvetliť vez podobnosť trojuholníkov. Všimnime si trojuholníky xah a ybs. Tieto

trojuholníky sú podobné, pretože majú spoločný pravý uhol a taktiež aj uhol , keďže uhly

sú navzájom vrcholové. To, že sú tieto dva trojuholníky podobné bude kľúčové. Práve

toto je totiž dôvod zmenšenia obrazu. Vidíme, že strana a je asi dvakrát dlhšia ako strana b.

Keďže sú tieto dva trojuholníky podobné, musia byť v takomto pomere všetky strany

týchto dvoch trojuholníkov. Inak povedané strana a bude dvakrát dlhšia ako b, strana h

dvakrát dlhšia ako strana s a strana x bude dvakrát dlhšia ako strana y. A práve kvôli tomu,

že strana y je kratšia ako strana x, bude obraz menší ako skutočnosť.

39

Zrak

Bibliografia

http://referaty.aktuality.sk/fylogeneza-struktury-a-funkcie-zmyslovych-organov/referat-

2964

http://hockicko.uniza.sk/Optika/Videnie.pdf

https://sk.wikipedia.org/wiki/Vidite%C4%BEn%C3%A9_svetlo

http://www.zdravie.sk/choroba/20823/zapal-oka

http://www.klasici.sk/node/210

http://www.excimer.sk/

https://sk.wikipedia.org/wiki/Fot%C3%B3n

https://sk.wikipedia.org/wiki/Farba_(fyzika)

http://www.klasici.sk/node/211

https://is.muni.cz/th/72057/lf_m/

fyziologicke_a_psychologicke_principy_zrakovej_percepcie.pdf

http://www.pluska.sk/izdravie/liecba/u-lekara/tika-vam-oku-moze-byt-malo-horcika-

skleroza-multiplex.html

http://www.oskole.sk/?id_cat=15&clanok=16932

https://sk.wikipedia.org/wiki/%C5%A0o%C5%A1ovka_(anat%C3%B3mia)

http://referaty.aktuality.sk/fylogeneza-struktury-a-funkcie-zmyslovych-organov/referat-

2964

http://magazin.atlas.sk/galeria/?IdText=706335&pic=0

http://www.videnie.sk/choroby-oka

http://www.1sg.sk/~pkubinec/ako%20vnimame%20farby.pdf

40

Zrak

http://www.luxtrading.sk/en/ld/Default.php?page=tabulka.php&tablein=vnimsvetla.htm

http://homen.vsb.cz/~ber30/texty/varhany/anatomie/pistaly_akustika.htm

http://primar.sme.sk/c/4116916/sedy-zakal-katarakta.html

https://sk.wikipedia.org/wiki/Zelen%C3%BD_z%C3%A1kal

http://medicine.academic.ru/88561/optic_chiasma

https://eyeanatomyblog.wordpress.com/2012/09/21/the-pupil/

http://www.vitalia.cz/galerie/sedy-zakal-vyresite-ambulantne-a-za-dvacet-minut/

http://skullsinthestars.com/2008/03/06/the-camera-obscura-and-a-neat-optical-illusion/

http://referaty.aktuality.sk/ludske-oko/referat-16821

http://www.zdravie.sk/choroba/20829/refrakcne-chyby-oka-dalekozrakost-kratkozrakost-

astigmatizmus

41

Zrak

Resumé

V našom projekte sme sa zaoberali problémom prečo a ako vlastne vidíme. Zrak

sme skúmali  z biologického, fyzikálneho, chemického a matematického hľadiska.

Na úvod projektu sme popisovali vývoj oka a jeho stavbou. Pri stavbe oka sme sa

venovali jeho jednotlivým častiam, najmä tým, ktoré videnie najviac ovplyvňujú, teda

zrenicou, dúhovkou, šošovkou, sietnicou a zrakovými nervami. Zaoberali sme sa aj

rôznymi očnými poruchami a ako sa dajú efektívne odstrániť. Zaujímali nás taktiež

zrakové nedokonalosti, ktoré sú najviac pozorovateľné napríklad pri očných klamoch.

V ďalšej časti sme sa zaoberali rôznymi vlastnosťami svetla a ako na ne naše oko

reaguje, taktiež druhmi svetla ako aj samotnou cestou svetla od Slnka až po naše oko.

Nervový vzruch prenikajúci do nášho mozgu ovplyvňujú určité chemické prvky, ktorých

reakcie sme bližšie popisovali, určujúce napríklad to, či vôbec svet okolo budeme vidieť

farebne, čierno-bielo alebo či dokážeme správne a bez problémov vidieť v noci alebo

väčšej tme.

V našom pokuse sme simulovali, ako naše oko sledovaný obraz zaregistruje a

následne spracuje pri čom sme používali techniku zachytenie obrazu objektu na

fotografický papier a pomocou vyvolania a ustálenia obrazu sme ho prenášali na papier,

kde sme ho mohli presne zobraziť.

V projekte sme mali taktiež za úlohu reagovať na otázku, či sa máme báť

budúcnosti. Myslíme si, že dnešné technológie a lekárske metódy sú už vyvinuté tak, aby

náš zrak dokázali dostatočne ochrániť a odstrániť aj komplikovanejšie zrakové poruchy,

teda podľa nás sa minimálne o náš zrak kvôli budúcnosti báť nemusíme.

42

Zrak

Das ResümeeIn unserem Projekt befassen wir uns mit dem Problem warum und wie wir

eigentlich sehen. Die Sehkraft untersuchen wir vom biologischen, physikalischen,

chemischen und mathematischen Geschichtspunkt.

Im ersten Teil beschreiben wir der Evolution der Sehkraft und ihre Struktur. Wir

beschäftigen uns auch mit den einzelnen Teilen des Auges, das heißt mit der Pupille, Iris,

Linse, Netzhaut und mit den Sehnerven. Wir befassen uns auch mit den Augenfehlern und

mit ihrer effektiven Beseitigung, weiter mit verschiedenen Mangelhaftigkeiten, zum

Beispiel mit der Augentäuschung.

Im nächsten Teil haben wir sehr ausführlich die Eigenschaften des Lichts und die

Reaktion unseren Augen darauf charakterisiert. In diesem Kapitel analysieren wir auch

verschiedene Typen des Lichts und den Weg des Lichts von der Sonne bis zu unseren

Augen. Die Nervenerregung, die in unser Gehirn eindringt, wird durch bestimmte

chemische Elemente beeinflusst, deren Reaktionen wir näher beschreiben. Diese

Reaktionen bestimmen, ob wir die Welt um uns herum farbig, schwarzweiß sehen werden.

Oder ob wir im Stande sind richtig und problemlos in der Nacht oder bei größeren

Dunkelheit zu sehen. Reaktionen zwischen diesem Elementen, welche stellt, ob wir können

richtig und ohne Problemen in Nacht, oder in großer Dunkelheit sehen.

Wir simulieren auch die Wahrnehmung und Bearbeitung des verfolgten Bildes

durch unser Auge. Bei dieser Simulation verwenden wir Technik der Aufnahme des Bildes

auf fotografisches Papier. Mit Hilfe von Entwicklung und Stabilisierung wird das Bild

aufs Papier übertragen und dort kann es auch präzis dargestellt werden.

Sollten wir Angst von der Zukunft haben? Auf diese Frage sollten wir eine Antwort

finden. Wir sind der Meinung, dass die heutigen Technologien und medizinische

Methoden so entwickelt sind, dass sie unsere Augen ausreichend beschützen und

unsere Sehkraftstörungen beseitigen werden. Unserer Meinung nach müssen wir uns nicht

um unsere Sehkraft Sorgen machen.

43

Zrak

Resume

In our project we are dealing with problem of why and how we exactly see.  We are

exploring sight from biological, physical, chemical and mathematical point of view.

To begin with, we are describing evolution of eye and its anatomy. We are focusing

us on its single parts, especially on those, which affect sight the, that means pupils, irisis,

lenses, retina and sight nerves. We are dealing with different sight problems and how to

effectively eleminate them. We are also focusing on sight imperfections, which we can

notice the most when we are talking about sight tricks.

In the next part we are mostly working with different abilities of light and how do

our eyes react on them, also with many types of light and its particular way from sun till

our eyes. The nerve impulse is penetrating into our brain and is affected by definite

chemical elements, which reactions we are talking about closer. This reactions are

determining, if we will see the world around us colourful, black-white or if we can see

clearly in the night or in deep dark.

In our experiment we are simulating, how our eyes recognise the object we are

looking on and consequently process this image. In this expreriment we are using

technique of capturing the image on fotosensitive paper. After we capture the image, we

develop and stabilize the image, which we put on a paper, where we can see the final

picture.

In our project we also have to react on a question if we should fear our future, We

think, that today technologies and medical techniques are developed in the way so they are

able to protect our sight enough and eliminate even more complicated sight problems.

Because of this, our mention is we don´t have to worry about our sight because of future.