Всевидящее око

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы "Школа Марьина Роща имени В.Ф. Орлова"

Исследовательская работа

Всевидящее око

Дьяков Алексей Владимирович

Научный руководитель: Дьякон Т.С.

Москва 2019



Аннотация

Данная работа является междисциплинарной в силу многогранности изучаемого объекта - глаза. Автором выдвинута гипотеза о том, что глаз - это всевидящее око, так как глаз является не только основным органом получения информации об окружающем мире, но и отражением внутреннего состояния организма. В ходе исследования была установлена связь между состоянием глаз и состоянием здоровья школьников. Основу работы составили теоретические материалы по выбранной проблематике, опросы и анкетирования проводимые автором, в результате чего даны рекомендации по профилактике и охране зрения.

Посредством глаза, а не глазом

Смотреть на мир умеет разум.

У. Блейк

Актуальность темы исследования

Глаз, будучи органом зрения человека, представляет собой одно из лучших изобретений природы и в то же время самых простых оптических устройств.

С точки зрения физики, глаз - это оптическая система, основными элементами которой являются роговица, глазная жидкость, хрусталик и стекловидное тело Физика: учебник для 9 кл. общеобразоват. учеб. заведений / под ред. В.Г. Барьяхтара, С.А. Довгого. - Харьков: Изд-во "Ранок", 2017. С. 100.. Именно в нем преломляется свет, в результате чего на сетчатке появляется уменьшенное, действительное или перевернутое изображение предмета.

Непростой задачей в информационную эпоху представляется сохранение и поддержание хорошего зрения и общего состояния организма человека. Необходимо создание современных и эффективных методик и диагностики организма человека.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования является глаз человека. Предметом исследования являются способы получения информации.

Цель исследовательской работы

Доказать, что глаз - это не только орган зрения, дающий большую часть информации об окружающем мире, но и орган, позволяющий узнать особенности работы организма человека.

Задачи исследовательской работы

· Изучить особенности функционирования и строения глаза;

· Провести исследование по выявлению причин, вызывающих заболевания глаз и дать характеристику некоторым из них;

· Сформулировать правила по охране здоровья

· Обозначить способ диагностики заболевания по радужной оболочке глаза.

Гипотеза

Глаз человека - это всевидящее око.

Методы исследовательской работы

В работе были использованы следующие методы: методы математической статистики; анализ теоретических источников; наблюдение; анкетирование.

Практическая значимость исследовательской работы

Результаты исследования могут быть использованы на уроках физики и биологии по проблематике, связанной с особенностями функционирования глаз, во внеурочной деятельности по профилактике и охране зрения.

Понятие зрения и его проблемы

Линза

Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя криволинейными (чаще всего сферическими) или криволинейной и плоской поверхностями. глаз роговица оптический

Различают шесть типов линз.

Собирающие: 1 - двояковыпуклая, 2 - плоско-выпуклая, 3 - выпукло-вогнутая. Рассеивающие: 4 - двояковогнутая; 5 - плосковогнутая; 6 - вогнуто-выпуклая.

Собирающая линза

Рассеивающая линза

Если на собирающую линзу пустить пучок света параллельно главной оптической оси, то после прохождения лучей через линзу они пересекутся в одной точке F, которая называется фокусом линзы Справочник офтальмолога. Спецлитература, 2006..



Расстояние от оптического центра линзы до фокуса называется фокусным расстоянием.

Если пустить пучок света параллельно главной оптической оси на рассеивающую линзу, то после прохождения через линзу получится расходящийся пучок, как бы выходящий из фокуса линзы. Это мнимый фокус (лучи не проходят через него в действительности, нам это только кажется).

В рассеивающей линзе фокусное расстояние принято считать отрицательным.

F<0.

Зрение. Строение глаза

Что такое зрение

Зрение - канал, через который мы получаем около 80% информации об окружающем мире. Глаз позволяет видеть предметы, их форму, размеры, цвет, а также установить, где находится объект, двигается он или неподвижен, какое до него расстояние. Это даёт человеку возможность ориентироваться в пространстве Валюс Н.А. Как видит глаз. Гостехиздат, 2008..

Орган зрения человека - глаз - одно из самых совершенных и в то же время самых простых оптических устройств.

Строение глаза

Человеческий глаз представляет собой устройство, по принципу действия схожее с фотоаппаратом. Зрачок может сужаться или расширяться, в зависимости от яркости освящения, а лучи света, проходящие через хрусталик, дают изображение на сетчатой оболочке глаза.

Глаз располагается в глазничной впадине черепа. От костей глазничной впадины к наружной поверхности шаровидного глазного яблока подходят мышцы, которые его поворачивают.

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, хиазму, 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.

Наличие двух глаз позволяет 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 головной мозг соединяет воедино.

При нарушении совместного движения правого и левого глаза начнет двоиться в глазах или человек будет одновременно видеть две совсем разные картинки.

Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача состоит в том, чтобы "передать" правильное изображение зрительному нерву. Структуры глаза выполняют разные функции:

1) Оптической системы, проецирующей изображение;

2) Системы, воспринимающей и "кодирующей" полученную информацию для головного мозга;

3) "Обслуживающей" системы жизнеобеспечения.

Глаз состоит из:



1) Роговицы

2) Радужной оболочки

3) Зрачка

4) Хрусталика

5) Стекловидного тела

6) Сетчатки

7) Склеры

8) Сосудистой оболочки

9) Зрительного нерва

Роговица - это прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные сосуды, и она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза - склерой.

Радужная оболочка 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. Радужка отвечает за цвет глаз (если она голубого цвета, значит, в ней мало пигментных клеток). Она выполняет ту же функцию, что диафрагма в фотоаппарате, регулируя светопоток.

Зрачок - это отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от степени освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.

Хрусталик представляет собой "естественную линзу" глаза. Он прозрачен и эластичен, а значит, может менять свою форму, почти мгновенно "наводя фокус", за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали. Он располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как и роговица, входит в оптическую систему глаза.

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

Сетчатка состоит из фоторецепторов, чувствительных 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.

Склера - это непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся 6 глазодвигательных мышц. В ней находится небольшое количество нервных окончаний и сосудов.

Сосудистая оболочка выстилает задний отдел склеры, к ней прилегает сетчатка. Сосудистая оболочка ответственна за кровоснабжение внутриглазных структур. При заболеваниях сетчатки довольно часто в патологический процесс вовлечена именно сосудистая оболочка. В ней нет нервных окончаний, поэтому при ее заболевании не возникает боли, обычно сигнализирующий о каких-либо проблемах.

При помощи зрительного нерва сигналы от нервных окончаний передаются в головной мозг.

Внутреннее строение глаза выглядит следующим образом.

Сразу за роговицей располагается передняя камера глазного яблока. Внутри нее находится прозрачная жидкость, через которую световые лучи проходят после преломления на передней и задней поверхности роговицы. Пройдя переднюю камеру, лучи попадают на круглое отверстие в радужке, называемое зрачком.

Через зрачок внутрь глазного яблока проходят только центрально расположенные лучи, а все остальные задерживаются пигментным слоем радужки. Главная функция зрачка - фильтровать лучи и регулировать величину светового потока, попадающего на сетчатку.

Позади радужки находится задняя камера глазного яблока, в центре которой расположен хрусталик. С точки зрения оптики, он, как и роговица, является прозрачной биологической линзой, а его назначение заключается в том, чтобы еще более точно фокусировать световые лучи. Задняя часть хрусталика прилегает к стекловидному телу, которое занимает самый большой объем глазного яблока. Пройдя хрусталик, лучи света попадают на сетчатку, расположенную вокруг стекловидного тела. Именно на нее проецируется все то, что мы видим.

Согласно законам физики, собирающая линза переворачивает изображение предмета. Роговица и хрусталик являются собирающими линзами, поэтому на сетчатку глаза изображение также попадает перевернутым Тарасов Л.В. И Тарасова А.Н., "Беседы о преломлении света", Библиотечка "Квант" выпуск 18, 1982..

Внутри сетчатки находятся светочувствительные клетки - палочки и колбочки, в которых происходят фотохимические процессы, позволяющие человеку различать цвета. Центральная часть сетчатки называется макулой. Она обеспечивает остроту зрения, то есть позволяет видеть мелкие детали предмета. На задней поверхности сетчатки есть крохотное углубление, именуемое центральной ямкой. Это самая чувствительная часть сетчатки глаза, содержащая только колбочки, а та часть, в которой нет ни колбочек, ни палочек, называется слепым пятном. Из слепого пятна выходит зрительный нерв.

Коротко строение и работу глаза можно описать так: поток света, содержащий информацию о предмете, попадает на роговицу, затем через переднюю камеру проходит сквозь зрачок, потом сквозь хрусталик и стекловидное тело, проецируется на сетчатку, светочувствительные нервные клетки которой превращают оптическую информацию в электрические импульсы и по зрительному нерву посылают их в мозг. Приняв этот закодированный сигнал, мозг обрабатывает его и превращает в сознательное восприятие. Как итог - человек видит предметы такими, какие они есть.

Дефекты зрения

У глаза может быть достаточно много болезней, но для данной работы интерес представляют следующие - близорукость, дальнозоркость и астигматизм.

Близорукость

За последние десятилетия число лиц, страдающих близорукостью, значительно возросло. Люди в очках стали неотъемлемой частью современного общества. Всего в мире очки носят около 1 миллиарда человек. Близорукость присуща в основном молодым людям. Так, по данным различных специалистов, процент школьников, страдающих близорукостью, колеблется от 2,3 до 16,2% и более. И хотя довольно большое значение в развитии миопии имеет наследственный фактор, и она может быть врожденной, он далеко не всегда является определяющим.

При близорукости человек хорошо различает даже мелкие детали вблизи, но чем дальше расположен предмет, тем хуже он его видит. Задача любой коррекции близорукости - ослабить силу преломляющего аппарата глаза так, чтобы изображение пришлось на определенную область сетчатки (то есть вернулось "в норму").

Близорукость, или Миопия - это дефект зрения, при котором изображение падает не на сетчатку глаза, а перед ней, из-за того, что глаз слишком сильно фокусирует. Человек при этом хорошо видит вблизи, но плохо видит вдаль и должен пользоваться очками или линзами с минусовыми диоптриями Энциклопедия здоровья. В 4 томах. ИПО "Автор", 1992 .

Близорукость чаще всего развивается в школьные годы, а также во время учёбы в средних и высших учебных заведениях и связана, главным образом, с длительной зрительной работой на близком расстоянии, особенно при неправильном освещении и плохих гигиенических условиях. С введением информатики в школах и распространением персональных компьютеров положение стало ещё более серьёзным.

Если вовремя не принять меры, то близорукость будет прогрессировать, следствием чего могут стать серьёзные необратимые изменения в глазу.

Развитию близорукости способствует также ослабление глазных мышц. Этот недостаток можно исправить с помощью специально разработанных комплексов физических упражнений, предназначенных для укрепления мышц. В результате, процесс прогрессирования близорукости нередко приостанавливается или замедляется. Ограничение физической активности лиц, страдающих близорукостью, как это рекомендовалось ещё недавно, в настоящее время признано неправильным. Однако и чрезмерная физическая нагрузка может оказать неблагоприятное влияние на здоровье близоруких людей.

Дальнозоркость

Дальнозоркость - это заболевание глаза, характеризующееся поражением его преломляющей системы, в результате чего изображения близко расположенных предметов фокусируются не на сетчатке (как в норме), а за ней. При дальнозоркости люди видят очертания предметов нечеткими, расплывчатыми, причем, чем ближе к глазу располагается предмет, тем хуже он распознается человеком.

Первые симптомы этого заболевания появляются в детстве и кажутся далекими от глазных болезней. Дети могут плохо учиться, быстро уставать, капризничать, плохо спать, не могут сосредоточиться на выполнении определенной работы. Переутомление зрительного аппарата глаза при дальнозоркости, в первую очередь, проявляется именно жалобами на постоянную усталость. Ранняя диагностика и назначение оптической коррекции (очки, контактные линзы) позволяет сократить возникновение таких осложнений дальнозоркости, как косоглазие и амблиопия (синдрома ленивого глаза). Прогрессирование дальнозоркости может привести к нарушениям оттока внутриглазной жидкости и, как следствие, подъему внутриглазного давления и развитию глаукомы.

Если ребёнок плохо учится в школе, капризничает, испытывает утомление при зрительных нагрузках, стоит проверить, нет ли у него дальнозоркости. Для этого необходимо срочно обратится к офтальмологу. Дальнозоркость редко выявляется при обычной проверке зрения. Только полное офтальмологическое обследование с проверкой остроты зрения, как на расстоянии, так и вблизи, может выявить дальнозоркость и степень ее развития.

Астигматизм

Астигматизм - дефект зрения, связанный с нарушением формы хрусталика, роговицы или глаза, в результате чего человек теряет способность к чёткому видению.

Если астигматизм не лечить, он может привести к косоглазию и резкому падению зрения. Без коррекции астигматизм может вызвать головные боли и резь в глазах.

При астигматизме человек не может одновременно сосредоточить внимание на горизонтальных и вертикальных линиях.

Этот дефект обычно связан с роговицей, которая по каким-либо причинам перестает быть идеально сферической. Следовательно, она имеет различную кривизну в различных направлениях в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Это приводит к тому, что объекты в одном направлении зрения будут видны хорошо, в то время как в перпендикулярном направлении зрение будет не сфокусировано.

Этот дефект может быть исправлен с помощью очков с цилиндрическими линзами, ориентированными на компенсацию неровностей в роговице.

Иридодиагностика.

В XX веке была разработана методика выявления заболеваний по радужной оболочке глаза. Глаза можно представить в виде карты, на которой различные болезни отмечены на части радужной оболочки. Появление на радужке отложений пигмента в виде пятен, полос, черточек, дуг свидетельствует о появлении в теле нарушений (рисунок радужной оболочки у каждого человека индивидуален). У здоровых людей радужка чистая и прозрачная. Естественными цветами глаз являются только карий, голубой и их смесь. Прочие оттенки и тона, свидетельствуют о наличии накопленных в организме токсинов. Если обладатели небесно-голубых глаз будут питаться исключительно в закусочных, то их глаза превратятся в карие. И наоборот, карие глаза посветлеют, если вы перейдете на более здоровую пищу. Зеленый же не является естественным цветом. Его генетическая основа - голубой. К ней подмешана желтизна, свидетельствующая о каком-то функциональном нарушении.

Исследовательская деятельность

Выявление дефектов зрения

Мною были опрошены ученики 8-9 классов и выявлен процент учащихся, имеющих какие-либо дефекты зрения. Также сделан опрос о возможных причинах ухудшения зрения. По результатам полученных данных выявлены и сформулированы основные причины развития болезней, а также предложены упражнения для гигиены зрения.

В ходе наблюдения выяснилось, что зрение у учеников разных классов становится хуже с каждым годом.

В результате опроса были получены следующие данные:

1	Дальнозоркость	14 %	8 человек
2	Близорукость	24 %	20 человек
3	Нет проблем со зрением	47 %	41 человек
4	Ощущают ухудшение зрения	15 %	9 человек

По данным хорошо видно, что большинство учеников имеет те или иные проблемы со зрением. Это связано с рядом причин.

Причины ухудшения зрения

1. Неправильное освещение

2. Длительная работа за компьютером

3. Травмы

4. Недостаточное вечернее освещение

5. Близкое чтение

6. Неправильная осанка

Выявление состояния здоровья по радужке глаз

Анкета.

1. Какой у вас цвет глаз?

2. Есть ли у вас хронические заболевания?

3. Есть ли нервные расстройства?

4. Как часто болит голова?

5. Как часто болеете простудным заболеваниям?

6. Бывает ли у вас воспаление глаз?

7. Болит ли у вас печень?

8. Есть проблемы с желудком?

Кол-во учеников	Зеленые	Голубые	Карие	Серые
78	20	19	23	16

Голубой цвет радужки говорит о склонности к болезням, связанным с повышенной кислотностью, таким, как артрит, ревматизм, астма или язва желудка.

Коричневый цвет радужки символизирует о склонности к проблемам с системой пищеварения, например, гастроэнтериту, запорам, заболеваниям центральной нервной системы.

Зеленый цвет радужки демонстрирует, что у человека повышена кислотность и токсичность, связанная, прежде всего, с нарушениями функций нервной и пищеварительной систем Тартаковская А.И., "Наше зрение", "Знание", 1981..

Вывод:

* Больше всего подвергаются травмам люди с зелёными глазами (26%)

* с голубыми (15%)

* с карими (4%).

Помимо этого, у 33% опрошенных наблюдаются проблемы с желудком, такие как: гастрит, язва желудка и т.д.

Исследование взаимозависимость между цветом глаз и характером человека

По цвету радужной оболочки можно предположить характер человека.

Зеленоглазые люди обычно любят горячо и искренне, а также отличаются верностью своим избранникам. Зеленоглазых мужчин зачастую можно назвать настоящими рыцарями. Друзья ценят их за надежность и доброту, враги ненавидят за принципиальность и твердость. Именно их считают наиболее благополучной категорией.

Люди с голубыми глазами являются целеустремленными и не очень сентиментальными, их не разжалобишь слезами. У них спокойный характер, но они не терпят однообразия.

Обладателей карих глаз смело можно назвать темпераментными и вспыльчивыми. Они от природы привлекательны, чувствительны и остроумны, а также легко забывают обиды. Их главный недостаток - нередкие капризы.

Сероглазые люди - зачастую чувствительны, любознательны, решительны и умны, им везет во всем: в карьере, в любви.

Определение расстояния наилучшего видения

В эксперименте участвовало 18 человек. Я предложил учащимся расположить книгу на расстоянии примерно 25 см от глаз и прочесть несколько строк текста. Потом я попросил постепенно приближать книгу к носу. Что происходит с изображением? Изображение становится нечётким, размытым.

Вывод: расстояние наилучшего видения 20- 25 см от глаз, таким оно должно быть при чтении.

Когда мы рассматриваем предметы на близком расстоянии, мышечный аппарат глаза напрягается, меняется кривизна хрусталика и форма глазного яблока, а когда смотрим вдаль, зрительное восприятие облегчается. Вот почему пребывание в поле, на лугу, у реки, где обеспечен большой кругозор является прекрасным отдыхом для глаз.

Особенно вредно держать книги, тетради ближе 30 сантиметров от глаз. А это становится возможным при плохом освещении или неправильной посадке. Ежедневная длительная, увеличивающаяся с годами зрительная работа, нередко в неблагоприятных условиях, создает привычку рассматривать все вблизи. Результатом становится развитие близорукости.

Определение светового коэффициента в учебных классах

Первое условие нормальной работы глаз - это хорошее освещение. Освещенность непосредственно у окна в 6 - 8 раз выше, чем в простенке между окнами. Поэтому стол для занятий лучше располагать ближе к окну и так, чтобы свет падал слева. Искусственное освещение должно быть достаточным по силе, равномерным, не давать резких теней. В школе за этим наблюдает школьный врач. Те же условия следует создавать и дома. На рабочем столе слева ставится настольная лампа мощностью 50 - 60 вт.

В норме световой коэффициент, т.е. отношение остекленной поверхности окон к полу учебного класса, в учебных классах должен составлять 1:4. Мною был определен световой коэффициент кабинета физики. Для этого были произведены следующие вычисления.

Площадь кабинета:

S.п.=ab. Длинна (a) = 10м. Ширина (b)=6 м. S.п=10*6=60м 2.

S.о.=(h*b)*c. Площадь окон: Высота(h)=2,1 м. Ширина(b)=1,9м. S.о.=(2,1*1,9)*4=16м 2.

Количество окон (с) =4.

Световой коэффициент кабинета физики составил приблизительно 1: 4

Вывод: Это отношение в кабинете почти соответствует, отношению которое должно быть в учебных классах.

Заключение

Глаз - это сложно устроенный оптический прибор, наделённый природой большими полномочиями. Наша задача, зная особенности работы и строения глаза, не ухудшать его природные возможности. Развиваясь на протяжении тысячелетий, глаз приобрел ряд защитных приспособлений. И все-таки он остается весьма чувствительным и ранимым органом, который надо тщательно оберегать. В наш век научно-технического прогресса избежать нагрузки на глаз невозможно, но мы теперь знаем, как подлечить уставший глаз.

Исследования подтвердили выдвинутую гипотезу. Глаз действительно является инструментом познания не только окружающего мира, но и самого организма человека. Из полученных результатов следует, что у учеников есть проблемы со зрением, которые необходимо решать.

Для сохранения хорошего зрения хотелось бы выделить следующие правила:

· сохранять правильную посадку за партой, рабочим столом;

· не читать лежа;

· беречь глаза от травм;

· регулярно посещать офтальмолога;

· ограничить время работы за компьютером и почаще прерывать работу;

· вести здоровый образ жизни;

· делать гимнастику для глаз Глушкова Е.К. "Береги зрение". Медицина, 1987..

Список литературы

1. Валюс Н.А., Как видит глаз. Гостехиздат, 2008.

2. Энциклопедия здоровья. В 4 томах. ИПО "Автор", 1992

3. Справочник офтальмолога. Спецлитература, 2006

4. Тартаковская А.И., "Наше зрение", "Знание", 1981.

5. Тарасов Л.В. И Тарасова А.Н., "Беседы о преломлении света", Библиотечка "Квант" выпуск 18, 1982.

6. Глушкова Е.К., "Береги зрение", Медицина, 1987.

7. Физика: учебник для 9 кл. общеобразоват. учеб. заведений / под ред. В.Г. Барьяхтара, С.А. Довгого. - Харьков: Изд-во "Ранок", 2017.

Размещено на Allbest.ru

...