11/23/11 Néhány szó a fényről 400-800 nm 300-850nm BÓDIS Emőke 2011. november 22. A szem vázlatos szerkezete Az elektromágneses spektrum A teljes spektrum pusztán 1/70-ed részét látjuk! Távolsági alkalmazkodás: Akkomodáció Külső réteg 1. Ínhártya (Sclera) 2. Szaruhártya (Cornea) Középső réteg 1. Sugártest 2. Szivárványhártya (Írisz) 3. Érhártya (Choroidea) 4. Lencsefüggesztő rostok (zona ciliaris) Belső réteg 1. Ideghártya (Retina) Folyadékok Lencse Fovea Vakfolt Az emberi szem kb. 2.5 cm átmérőjű, csaknem gömbölyű szerv, belsejében 1,3-2,9 kpa túlnyomás uralkodik. Optikai leképezés a szemben Optikai leképezés a szemben Törésmutató: n 21 = Egészséges szem: 25 cm, v1 v2 Határozzuk meg, milyen törőerő változásra képes a szem a két szélsőérték között! Ismerve két közeg törésmutatóját (n, n ) és az elválasztott közegek felületének sugartát, a törőerő kiszámolhetó: D= n n r D25 = ' Levegő-cornea: 48 dptr Cornea-aqueous humour: -6 dptr Aqueous humour-lencse: 8 dptr Lencse-vitreous humour: 12 dptr D = A szem teljes törőereje 60-65 dioptria! 1 1 + o25 i 1 1 + o i ΔD = D25 D = 1 1 = 4dptr 0.25m A fiatal szem 8-10 cm-re is képes fókuszálni, ami kb 10-12 dioptriaváltozást eredményez. 1
11/23/11 A retina vázlatos szerkezete Csapok és pálcikák: színezett pásztázó elektron mikrográf (SEM) A fotoreceptorok szerkezete Pálcikák - fehér, fekete, szürkeárnyalatok - esti, szürkületi látás (scotopic) - periférikus látás - 120 millió sejt Photoreceptive disks Outer -Rhodopsin (scotposin) = opsin + retinal (vitamin A) Plasma membrane Outer - Bleaching, kb 5 perc, amíg 50% regenerálódik mitochondria Inner Inner nucleus Synaptic end Synaptic end Rod Cone Csapok Az emberi fotoreceptorok színérzékenysége - nappali látás (photopic) - 6.5 millió sejt - retina közepén koncentrálódnak, élesátásét felel - finom részletek - színlátás - 3 típusú photopsin Vörös (erythrolobe)- 64% - 558 nm Zöld (chlorolobe)- 32% - 531 nm Kék (cyanolobe)- 2% - 420 nm 2
mv 11/23/11 Csapok és pálcikák eloszlása a retinán A pálcikák fényérzékelő mechanizmusa RHODOPSIN A látás cgmp kaszkádja Rhodopsin 2.8A resolution; Science 389,739 (2000) Science 289, 739-745 (2000) A fotoreceptorok neurotranszmitter szekréciója folyamatos!! A fény hiperpolarizálja a fotoreceptorok membránját A folyamat áttekintése Membrane potential 1 rhodopsin elnyel 1 fotont 500 transducin molekula aktiválódik 500 phosphodiesterase molekula aktiválódik és ez hidrolizál 10 5 cgmp molekulát 250 Na + -csatorna bezáródik 10 6-10 7 Na + ion beáramlása gátlódik 1 másodpercig a sejt hiperpolarizálódik(with 1 mv) transzmitter szekréció lecsökken. 3
Képalkotási hibák normal, hyperopic and myopic szem Képalkotási hibák asztigmatizmus Astigmatism Korrigálása hengerlencsével történik. Képalkotási hibák kromatikus és szferikus aberráció A szem felbontása Azt a legkisebb szöget, amely alatt két különálló pontot még meg tudunk különböztetni látószöghatárnak hívjuk. Kb. 1 (szögperc) A fény hullám természete: a tárgy különálló pontjait koncentrikus köröknek látjuk (Airydiscs). Chromatic aberration Spherical aberration A felbontás hullámoptikai határa függ a hullámhossztól pupillaátmérőtől. - ha λ = 800 nm, d = 2 mm 1.68 - ha λ = 400 nm, d = 2 mm 0.8 A szem felbontásának biológiai határa Object Image on receptors Perception 2µ m A csapok átmérője kb 2 um, ehhez számolt legkisebb látószög kb 1. A felbontás biológiai és a hullámoptikai határa nagyjából megegyezik! (Ennél jobb szemünk nem lehetne!) 4
A szín az érzékelés, nem fizikai tulajdonság! Színkeverés Párhuzamosok Additive color mixing Subtracting color mixing Melyik virág közepe nagyobb? A betűk nem dőlnek 5
A négyzetrácsok közepén fehér pont látszik, ahogy pásztáz a szem A két, nyíllal jelölt terület azonos színű Mozgó képek Lehetetlen alakzatok 6
Fókuszálon a középső fekete pontra, mi történik egy idő után a körülötte lévő szürke területtel? Miért nem látjuk az ereket a szemünkben? Mert az állóképek a retinán eltűnnek! 7