Око - природний оптичний прилад

         Важливість наших зорових відчуттів важко переоцінити. Достатньо сказати, що близько 90% інформації про навколишній світ, ми отримуємо через зорові відчуття, а отже через ту систему яка ці відчуття створює. В загальних рисах принцип дії цієї системи полягає в наступному. Світлова інформація, через оптичну систему ока фокусується на його сітківці, яка представляє собою складну систему світлочутливих рецепторів (колбочок та  паличок), з’єднаних з клітинами (нейронами) центральної нервової системи. В світлочутливих рецепторах сітківки, енергія світлових імпульсів трансформується у відповідні біоелектричні сигнали, які через клітини центральної нервової системи передаються у відповідні відділи кори головного мозку, де аналізуються та перетворюються у відповідні зорові образи.
         В цілому, око людини складається з власне самого ока або очного яблука та допоміжних елементів, основними з яких є повіки, окорухові м’язи та слізні органи. Якщо ж говорити про основні складові самого ока (мал.47), то до їх числа відносяться: склера – зовнішня оболонка ока; рогівка – передня прозора частина склери; судинна оболонка – внутрішня частина склери; райдужна оболонка – передня забарвлена частина судинної оболонки; зіниця ока – круглий отвір в центрі райдужної оболонки; передня камера ока – заповнений прозорою рідиною простір між рогівкою та райдужною оболонкою; кришталик – оптично прозоре, хрящоподібне тіло, яке виконує функції збиральної лінзи, оптична сила якої може змінюватись; зв’язки кришталика – м’язи які утримує кришталик в певному положенні, та за необхідності, деформують його; скловидне тіло – желеподібна, оптично прозора речовина, що заповнює внутрішню частину ока; сітківка ока – світлочутлива внутрішня оболонка ока, яка представляє собою складну систему світлочутливих рецепторів та нервових клітин; зоровий нерв – сукупність великої кількості нервових клітин (нейронів) які поєднують око з певними частинами кори головного мозку.

       Оптична система ока схожа на об’єктив фотоапарату. Як і фотооб’єктив, ця система сприймає світлову інформацію, певним чином дозує цю інформацію та фокусує її на фоточутливий елемент системи, яким в фотоапараті є фотоплівка, а в оці – сітківка. Однак оптична система ока значно досконаліша за будь який фотооб’єктив. І ця досконалість забезпечується не кількістю лінз, призм та дзеркал, а універсальністю та саморегульованістю тих небагатьох елементів системи, які забезпечують ефективне виконання поставлених завдань. Ілюструючи цю універсальність та саморегульованість, розглянемо лише декілька показових прикладів.
      Найочевидніший з них полягає в тому, що в залежності від інтенсивності зовнішнього освітлення, автоматично змінюється діаметр зіниці ока, а отже і кількість того світла, що проникає всередину очного яблука. Це означає, що в залежності від інтенсивності зовнішнього освітлення, райдужна оболонка ока рефлекторно скорочується або розширюється і відповідно регулює величину того світлового потоку, що потрапляє в око людини. Іншими словами, автоматично працююча райдужна оболонка, виконує функції діафрагми фотоапарату.
        Прикладом універсальності оптичної системи ока, є її здатність автоматично (рефлекторно) фокусуватися на різновіддалених предметах. Механізм реалізації цієї здатності полягає в наступному. Око влаштоване таким чином, що коли ви дивитесь на суттєво віддалені предмети, то його кришталик знаходиться в недеформованому стані. При цьому, зображення віддаленого предмету є чітко сфокусованим на сітківці ока. Якби оптичні властивості кришталика залишались незмінними, то при наближенні предмету, його зображення поступово віддалялось би від сітківки ока (мал.49а). А це означає, що візуальне сприйняття того предмету який наближається до спостерігача, ставало б все більш і більш розмитим (не чітким).