Урок физики по теме "Человеческий глаз. Зрение" для 9 класса | Филатов А.

Автор: Филатов А.

Формат: Microsoft PowerPoint 2003

Количество страниц: 21

Описание

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор или зрительную систему.

- 90% всей информации люди получают через глаза.

- В древности глазам приписывали всевозможные мистические свойства. Глаза часто символизировали смысл и суть жизни, их считали амулетами и оберегами. Древние греки рисовали красивые вытянутые глаза на носу кораблей, а египтяне на пирамидах изображали всевидящее око бога Ра.

Из истории: в Византии, Персии, у древних славян замужние женщины собирали слезную жидкость в специальные сосуды и использовали для лечения ран.

Статистика: женщины плачут примерно в 4 раза чаще мужчин, но это связано не с мужественностью или женственностью, а с содержанием гормона пролактина, который отвечает за выработку грудного молока и слез.

Цвет радужки зависит от количества пигмента меланина. Темные глаза (много меланина в радужке) у жителей южных солнечных стран и слепящих снежных равнин.

Тип урока:

Интегрированный (физика - биология – информационные технологии) урок изучения нового материала с элементами самостоятельной исследовательской работы.

Задачи урока:

Рассмотреть строение  и свойства глаза, работу глаза как оптической системы, объяснить дефекты зрения и возможную профилактику и коррекцию этих дефектов; интегрировать и обобщать знания из различных областей знаний, ставить вопросы и находить ответы; формировать умение работать коллективно, давать взаимооценку.

↑ Некоторые усредненные параметры глаза человека

диаметр глаза - 22 мм

количество палочек - 130 млн

количество колбочек (RGB) - 7 млн

оптическая сила глаза - 58 дптр

показатель преломления хрусталика - 1,44

диаметр зрачка 2-8 мм

↑ Строение глаза

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.

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.

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.

Стекловидное тело - гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует во внутриглазном обмене веществ. Входит в оптическую систему 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.

Палочки обладают высокой светочувствительностью и позволяют видеть при плохом освещении, также они отвечают за периферическое зрение. Колбочки, наоборот, требуют для своей работы большего количества света, но именно они позволяют разглядеть мелкие детали (отвечают за центральное зрение), дают возможность различать цвета. Наибольшее скопление рецепторов находится в центральной ямке (желтое пятно), отвечающей за самую высокую остроту зрения. Сетчатка прилегает к сосудистой оболочке, но на многих участках неплотно. Именно здесь она и имеет тенденцию отслаиваться при различных заболеваниях сетчатки.

Склера - непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся шесть глазодвигательных мышц. В ней находится небольшое количество нервных окончаний и сосудов.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Острота зрения. Напротив зрачка в сетчатке находится так называемое желтое пятно, в середине которого – центральная ямка. Плотность зрительных клеток (палочек и колбочек) в этом месте наибольшая, поэтому здесь наивысшая острота зрения.

Аккомодация - способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на далеком расстоянии, за счет изменения кривизны (а значит и оптической силы) хрусталика. Предел аккомодации – 10 см от глаза. Расстояние наилучшего видения (без напряжения) для нормального глаза – 25 см.

Адаптация - рефлекторное приспособление глаза к изменению яркости.

Инерционность. Инерционность зрения характеризуется средним временем сохранения светового ощущения примерно 0.05 с.

Цветоощущение. Цветоощущение реализуется в пределах длин волн от 0.38 мкм (фиолетовый) до 0.76 мкм (красный). Наиболее чувствителен глаз к излучению с длиной волны 0,555 мкм (зеленая часть спектра).

Бинокулярность. Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв "правую часть" изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения - правую и левую - головной мозг соединяет воедино.

Объемное восприятие окружающего позволяет измерять расстояние на глаз – чем больше угол между лучами, идущими в правый и левый зрачки, тем предмет ближе.

↑ Это интересно…

* У рыб хрусталик круглый и плотный и может подстраивать фокус, только двигаясь относительно сетчатки. Глаз рыбы настроен на резкое видение близких предметов и аккомодирует на далекие, отдаляя хрусталик от сетчатки.

* Глаз обычного человека может различать около 160 цветов. Тренированный глаз художника в состоянии различать свыше 10000 цветов и оттенков.

* Цветовое зрение по-разному выражено у представителей разных рас. Более половины европеоидов, например, обладают повышенной чувствительностью к красному и различают больше его оттенков.

* Новорожденные лучше всего различают зеленые и желтые предметы.

* У курильщиков восприимчивость цветов снижается

↑ Эволюция органов зрения в животном мире

* Органы многоклеточных животных (кроме губок) обеспечивают восприятие световых раздражителей. Простые органы зрения (например, у дождевых червей) состоят из светочувствительных клеток без пигмента, рассеянных среди эпителиальных клеток наружного покрова. Они воспринимают лишь изменения в интенсивности освещения.

* У некоторых медуз и плоских червей разрозненные светочувствительные клетки сконцентрировались в глазные пятна (стигмы).
Дальнейшее усложнение органов зрения у моллюсков привело к углублению глазного пятна в глазной бокал и образованию пузырька (стекловидного тела)

* Эволюция органов зрения у насекомых, ракообразных и некоторых других беспозвоночных пошла по пути формирования фасеточных глаз. В отличие от глаз камерного типа здесь нет единой сетчатки, рецепторы собраны в маленькие группы (ретинулы), каждая из которых обслуживается отдельным диоптрическим аппаратом. Понятия аккомодации, близорукости или дальнозоркости не приложимы к фасеточному глазу.

↑ Долгий путь от эвглены до человека!

Все органы зрения предназначены для того, чтобы захватывать отдельные частицы света - фотоны. Вполне возможно, что еще в докембрийский период жили организмы, способные воспринимать свет. Это могли быть и многоклеточные существа, и одноклеточные. Однако первое известное нам животное, наделенное зрением, появилось около 540 миллионов лет назад. А всего через сто миллионов лет уже существовали все известные нам сегодня типы органов зрения. Нам остается лишь правильно расставить их, чтобы понять их эволюцию.

У одноклеточных животных, например эвглены зеленой, имеется лишь светочувствительное пятно - «глазок». Оно различает свет, что жизненно важно для эвглены, ведь без энергии света в ее организме не может протекать фотосинтез, а значит, не образуются органические вещества. До появления «глазка» одноклеточные животные хаотично сновали в толще воды, пока случайно не попадали на свет. Эвглена же всегда плывет только на свет.

У первых многоклеточных животных органы зрения крайне примитивны. Так, у многих морских звезд по всей поверхности тела разбросаны отдельные светочувствительные клетки. Эти животные способны лишь различать светлое и темное. Заметив проплывающую над ними тень, - хищник? - они спешат зарыться в песок.

У отдельных животных светочувствительные клетки сгруппировались в виде «глазного пятна». Теперь можно было (пусть приблизительно) оценить, с какой стороны двигался хищник. Более пятисот миллионов лет назад глазные пятна появляются у медуз. Этот орган зрения позволил им ориентироваться в пространстве, и медузы заселили открытое море. Дождевым червям подобные пятна помогли скрываться от света в землю.

Следующую ступень эволюции глаза демонстрируют ресничные черви. В передней части их тела имеются два симметричных пятна, в каждом из которых находится до тысячи светочувствительных клеток. Эти пятна наполовину погружены в пигментную чашку. Свет падает лишь на верхнюю половину пятен, не прикрытую пигментом, и это позволяет животному определить, где находится источник света. При желании можно назвать ресничного червя «животным с двумя глазами».

Постепенно глазное пятно еще глубже вдавливалось в эпителий. Образовался желобок - «глазной бокал». Например, подобным органом зрения обладают речные улитки. Его чувствительность зависит от направления взгляда. Однако улитка видит все вокруг себя расплывчатым, словно глядит сквозь матовое стекло.

Острота зрения повышалась по мере того, как сужалось наружное отверстие глаза. Так появился глаз с точечным зрачком, напоминавший камеру-обскуру. Им смотрит на мир моллюск наутилус, родич давно вымерших аммонитов. Толщина глаза у наутилуса - около сантиметра.

На его сетчатке имеется до четырех миллионов светочувствительных клеток. Однако этот орган зрения улавливает слишком мало света.

Поэтому мир для наутилуса выглядит мрачно.

На каком-то этапе эволюция привела к появлению двух различных органов зрения. Один - назовем его «глаз оптимиста» - позволял видеть все в светлых красках, но очертания предметов были смутными, неясными, расплывчатыми. Другой, «глаз пессимиста» - видел все в черных тонах; мир казался грубым, изломанным, резко очерченным. Именно от него и происходит человеческий глаз.

Позднее над зрачком нарастает прозрачная пленка; она защищает его от попадания грязи и в то же время меняет его преломляющую способность. Теперь все больше частиц света попадает внутрь глаза, к его светочувствительным клеткам. Так возникает первый примитивный хрусталик. Он фокусирует свет. Чем больше хрусталик, тем острее зрение. Для обладателя такого органа зрения (именно он и называется «глазом») окружающий мир становится ярким и отчетливым.

Глаз оказался таким совершенным органом зрения, что природа «изобрела» его дважды. Вначале он появился у головоногих моллюсков, а позднее у нас, позвоночных, причем у обеих групп животных выглядит он по-разному, да и развивается из различных тканей: у моллюсков из эпителия, а у человека сетчатка и стекловидное тело возникают из нервной ткани, а хрусталик и роговица - из эпителия.

Добавим, что у насекомых, трилобитов, ракообразных и некоторых других беспозвоночных животных сформировался сложный фасеточный глаз. Он состоял из множества отдельных глазков - омматидиев. Например, глаз стрекозы содержит до тридцати тысяч таких глазков.

В своей книге «Происхождение видов путем естественного отбора» Чарльз Дарвин назвал глаз «органом необычайного совершенства и сложности», и именно это привело его в замешательство. Неужели «зеркало мира», которое мы неизменно носим с собой, возникло из клочка кожи с вкрапленными в него светочувствительными клетками - вроде тех, которыми наделен дождевой червь? Дарвин признавался, что эта гипотеза казалась ему «в высшей степени абсурдной». А противники эволюционной теории по сей день именно глаз приводят как пример несообразности законам эволюции. Разве может по чистой случайности кожица превратиться в сложнейший орган чувств?

Однако они не правы. Если посмотреть на палочки, начерченные для счета дикарем, и перевести взгляд на уравнения высшей математики, то с трудом можно представить себе, что «одно произошло из другого путем долгой эволюции». Но это именно так. Вот и в природе мы обнаружили обладателей самых разнообразных органов зрения. Они помогли нам схематично понять, как развивалось зрение. Что же добавляют в эту схему последние исследования?

Шведские биологи Дан Эрик Нильсон и Сюзанна Пелгер из Лундского университета смоделировали на компьютере историю эволюции глаза. В этой модели все началось с появления тонкого слоя клеток, чувствительных к свету. Над ним лежала прозрачная ткань, сквозь которую проникал свет; под ним - непрозрачный слой ткани.

Отдельные, незначительные мутации могли менять толщину прозрачного слоя или кривизну светочувствительного слоя. Они происходили случайно. Ученые лишь внесли в свою математическую модель правило: если мутация улучшала качество изображения хотя бы на один процент, то она закреплялась в последующих поколениях.

В конце концов, «зрительная пленка» превратилась в «пузырек», заполненный прозрачным студнем, а затем и в «рыбий глаз», снабженный настоящим хрусталиком. Нильсон и Пелгер попробовали оценить, сколько времени могла длиться подобная эволюция, причем они выбрали худший, самый медленный вариант развития. Все равно результат оказался сенсационным. Краткая история глаза насчитывала всего… чуть более полумиллиона лет - сущий миг для планеты. За это время сменилось 364 тысячи поколений животных, наделенных различными промежуточными типами органов зрения. Путем естественного отбора природа «проверила» все эти формы и выбрала лучшую - глаз с хрусталиком. Задача, как выяснилось, была из легких.

Подобная модель наглядно доказывает, что как только первые примитивные организмы открыли саму возможность «запечатлевать» мир - моментально копировать одним из своих органов расположение окружающих предметов и их форму, - тут же этот орган начал совершенствоваться, пока не достиг высшей формы развития. История глаза, в самом деле, оказалась краткой; она была «молниеносной войной» за возможность «видеть все в истинном свете». В победителях числятся все: и человек, и рыбы, и насекомые, и улитки, и даже эвглена, порой лучше нас, «амбивалентных», различающая, где черное, а где белое.

Модель шведских ученых вполне вписывается в «ревизию биологических вех», происходящую в последнее время в науке. Известные нам ископаемые находки свидетельствуют, что эволюция органов зрения длилась сто миллионов лет. По всей вероятности, все произошло значительно быстрее, поэтому в «Книге жизни», что прочитали биологи, недостает пока многих страниц.

Математическая модель, а также генетические открытия убеждают нас в том, что различия между известными типами органов зрения не так велики, как казалось прежде. «Мы убедились, - отмечает немецкий биолог Кристоф Кампенхаузен, - что разные типы органов зрения возникают из-за незначительных изменений в геноме: одни гены активизируются, другие отключаются».

Немецкий биолог Вальтер Геринг выяснил, что ген под названием Pax-6 формирует органы зрения у человека, мышей и плодовых мушек дрозофил. Если он имеет дефект, глаз не развивается вовсе или остается в зачаточном виде. В свою очередь, при встраивании гена Pax-6 в определенные участки генома у животного появлялись дополнительные глаза.

Опыты показали, что ген Pax-6 отвечает лишь за развитие органов зрения, а не за их тип. Так, с помощью гена, принадлежавшего мыши, ученый запускал механизм развития глаз у дрозофил, причем у них появлялись дополнительные органы зрения - тоже фасеточные - на ногах, крыльях и усиках. «С их помощью насекомые могли воспринимать свет, - отмечает Вальтер Геринг, - ведь нервные окончания тянулись от дополнительных органов зрения к соответствующему участку головного мозга».

Позднее тот же генетик сумел вырастить на голове лягушки дополнительные глаза, манипулируя геном Pax-6, взятым у дрозофилы. Его коллеги обнаружили тот же самый ген у лягушек, крыс, перепелов, кур и морских ежей. Исследование гена Pax-6 показывает, что все известные нам типы органов зрения могли возникнуть благодаря генетическим мутациям одного и того же «первоглаза».

Впрочем, есть и другие мнения. Ведь, например, у медуз нет гена Pax-6, хотя органы зрения есть. Возможно, этот ген лишь на каком-то этапе эволюции стал управлять развитием зрительного аппарата. Вот что говорит по этому поводу Д.Э. Нильсон: «У простейших организмов ген Pax-6 отвечает за формирование передней части тела, а поскольку она лучше всего приспособлена для размещения здесь органов чувств, этот ген позднее стал отвечать и за развитие органов зрения».

Дальнейшее известно. Прошло сто миллионов лет, а, может быть, пятьдесят, а, может, еще меньше….

↑ Иридодиагностика

Иридодиагностика (от лат. Iris – «радужка») – диагностика наследственности и предрасположенности к заболеваниям по радужке. Каждому участку тела или органу соответствует определенный сегмент на радужке глаза.

Так, что может быть ценнее и дороже информации о здоровье. Человечество с древних времен проводило оценку состояния организма по так называемым, «окнам тела» - глазам, ушным раковинам, носу, ротовой полости, кожным покровам, и т. д. Но наиболее древним информативным методом считается, метод диагностики по глазам. Если мы всмотримся достаточно глубоко в глаза людей, мы можем увидеть: сомнения, боли, печали, любые чувства. Наш дух проявляется в наших глазах и из них излучается. Глаза являются наиболее простым и наиболее коротким путем выражения духовности тела.

Широко открытые глаза, мягкие и излучающие любовь выражают высокую степень духовности, возможно, никакая другая часть тела не показывает так выразительно жизненную силу как глаза. Их считают зеркалом души. Они показывают состояние внутренней энергии тела человека. Когда эта внутренняя энергия горяча, ее яркое пламя блестит в глазах. В глазах проявляются и чувства – они искрятся, когда человек весел, сияют, когда человек счастлив и теряют блеск, когда он утомлен. В тех случаях когда дух отсутствует, как например при глубокой депрессии, глаза пусты. В состоянии апатии глаза грустные и часто в них видна глубокая тоска. У человека, находящегося между этими состояниями, глаза бывают матовыми и неподвижными, что свидетельствует о том, что функции понимания того, что видит человек нарушена. В большинстве случаев такие матовые глаза бывают следствием тяжелых переживаний и травматических ситуаций.

В пещерах Малой Азии, возраст которых весьма почтителен (около 5 тысяч лет), были найдены плиты с выбитыми на них изображениями радужкой оболочки человеческого глаза. А первым известным нам популяризатором метода по праву считается египетский жрец Ел Акс .

Современное возрождение иридодиагностики связано с именем доктора медицины Игнаца Пекцели (J.Peczeli, 1826-1907) из Будапештского предместья Егервара. С его именем связаны систематизация иридологических тестов и первые обоснования метода иридодиагностики.

Современная история иридодиагностики знала как периоды массового увлечения этим методом, с акцентом на «чудо» так и периоды забвения. Пройдя тысячелетний путь развития этот метод живуч и актуален сегодня. Он абсолютно безболезнен и безвреден, не требует предварительной подготовки пациента, не имеет противопоказаний и довольно - таки прост, потребуется лишь небольшое усердие в освоение данной методики и ваша наблюдательность. При этом сразу же после осмотра радужной оболочки можно сделать выводы, а заболеваниях находящихся в расцвете симптоматики, причем, выявить первопричину данного состояния, а следовательно в лечении направить внимание на «первую скрипку» болезни. При этом древний метод дает возможность судить об общем состоянии организма и его системах и дать соответствующие рекомендации по его выздоровлению. Но, что мне кажется более важным, заранее выявить слабый орган и системы организма, которые в будущим могут дать сбои в работе.

↑ Рассмотрим внимательно глаз

1. Зрачок – выполняет роль диафрагмы, регулирует световой поток, поступающий в глаз. Диаметр зрачка, в среднем 3 мм, но может быть от 2 до 8.

2. Зрачковая кайма – очень красивая бахромка темно-коричневого цвета. Представляет собой недифференцированную сетчатку (первый слой сетчатки – слоя пигментного эпителия) – переходит на цилиарное тело и формирует зрачковую кайму. Зрачковая кайма часто дает иридологическую симптоматику.

3. Автономное кольцо – ломанная линия, которая делит радужку на 2 зоны – зрачковый пояс и цилиарный. Автономное кольцо – это проекция на поверхность радужной оболочки малого артериального круга.

4. Зрачковый пояс – зона между зрачковой каймой и автономным кольцом, состоящая из тонких радиально расположенных волокон (трабекул). Ширина ее 1-2 мм.

5. Лимб – иначе «корень радужки». В корне радужки (по ее окружности), располагается большой артериальный круг. От него идут сосудистые аркады к центру, которые, сливаясь, формируют малый артериальный круг радужки. Лимб непосредственно соединяется с роговицей.

6. Цилиарный пояс – зона между автономным кольцом и лимбом. Ширина 3-4 мм. В нем переплетаются мезодермальные тяжи – трабекулы – радужки. Крупные трабекулы соответствуют сосудистым анастомозам (соединениям) между большим и малым кругом кровообращения радужной оболочки в глубине радужки. Мелкие трабекулы не содержат сосудов и являются мелкими мезодермальными тяжами. В норме соотношение размеров зрачкового и цилиарного пояса 1:3 (зрачковый пояс в 3 раза уже цилиарного).

↑ Схема проекционных зон органов тела человека на левой и правой радужках

Главное - не пугайтесь!!!

Различная интенсивность окраски новообразованных пятнышек, степень разволокнений и затемнений, а также просто возрастные изменения цветности радужек глаз - во всех этих нюансах сможет разобраться только специалист, связав воедино всю картину патологии, - её историю, настоящее и прогрессию.

Данные примеры показывает, что иридознаки возникают задолго до того, как развиваются клинические проявления болезни. А в случае ее развития, позволяют точно определить локализацию патологического (болезненного) процесса.

Снимки (скриншоты):

Все файлы на сайте, прежде чем выкладываются, проверяются на вирусы. Поэтому мы даем 100% гарантию чистоты файлов.

Скачать бесплатно Урок физики по теме "Человеческий глаз. Зрение" для 9 класса | Филатов А. с: