أدوات فحص العين البصرية

مادة جهاز العين البصرية

العين أداة بصرية فطرية في الإنسان، تُمكّنك من قراءة مقال فيزيائي 😀 أو التحديق في وجه حبيب جميل أو وسيم 🙂 ماذا لو لم تكن عيناك تعملان بشكل صحيح؟ أنت بالتأكيد تعرف الإجابة. لذا، كن شاكراً إن كنت لا تزال تتمتع بعيون سليمة وتستطيع الرؤية بوضوح. أما الكفيف فلا يرى شيئاً، بل يتخيل فقط حال العالم الذي نعيش فيه اليوم.

إن التمتع بعيون سليمة تعمل بكفاءة هو أمنية الجميع. مع ذلك، قد لا ترقى الواقعية أحيانًا إلى مستوى التوقعات. فبعض الأشخاص مُعرّضون للإصابة باضطرابات في العين، مما يحول دون رؤيتهم بوضوح. وقد أتاح التقدم العلمي، ولا سيما في الفيزياء، إمكانية ابتكار وسائل مساعدة بصرية كالنظارات والعدسات اللاصقة.

تتناول هذه المقالة آلية عمل العين، وكيفية تمكين الإنسان من الرؤية. ويرتبط شرح آلية عمل العين في هذه المقالة بموضوع البصريات الهندسية ، الذي يشمل انكسار الضوء، والتركيز، وتكوين صور الأجسام بواسطة العين. ولا يتسع نطاق هذه المقالة لشرح مفصل للعين وكيفية عملها. وسيتم شرح اضطرابات العين، وكيفية عمل النظارات والعدسات اللاصقة ، في مقالات لاحقة.

أجزاء العين

قرنية atau غشاء العين هي غشاء صلب وشفاف يغطي الجزء الأمامي من العين. تنكسر أشعة الضوء الداخلة إلى العين بدرجة أكبر بواسطة القرنية.
بؤبؤ العين atau مقل العيون البؤبؤ هو الجزء الأسود من العين البشرية. ولأنه أسود اللون، فإنه يمتص معظم الضوء ولا يعكس إلا القليل منه. البؤبؤ هو الفتحة التي يدخل الضوء من خلالها إلى العين. كلما اتسع البؤبؤ، زاد الضوء الداخل إلى العين، والعكس صحيح، فكلما صغر البؤبؤ، قلّ الضوء الداخل إلى العين.
قزحية atau قزحية تتحكم القزحية بحجم البؤبؤ. فعندما يكون الضوء ساطعًا جدًا، تضيق القزحية البؤبؤ، وعندما يكون الضوء خافتًا، تتسع القزحية البؤبؤ، مما يسمح بدخول المزيد من الضوء إلى العين. إذا سبق لك أن لاحظت الفرق في حجم بؤبؤي عين قطة خلال النهار والليل، ستفهم بسهولة وظيفة القزحية.

تُؤدي العضلة الهدبية وظيفة تغيير انحناء عدسة العين. وتؤثر هذه التغيرات في انحناء العدسة على بُعدها البؤري. فعندما تنظر العين إلى جسم بعيد جدًا، تسترخي العضلة الهدبية، مما يزيد من نصف قطر انحناء العدسة وبالتالي بُعدها البؤري. أما عند النظر إلى جسم قريب، فتنقبض العضلة الهدبية، مما يُقلل من نصف قطر انحناء العدسة وبالتالي بُعدها البؤري. لذا، فإن وظيفة العضلة الهدبية، بشكل غير مباشر، هي التحكم في البُعد البؤري للعدسة، مما يُتيح للعين تركيز صورة الجسم بوضوح. وتُسمى هذه التغيرات في البُعد البؤري للعدسة بتكيف العين.

عدسة العين عدسة محدبة، تُعرف أيضًا بالعدسة الموجبة . على الرغم من أن معظم الضوء الداخل إلى العين ينكسر في القرنية، إلا أن العدسة تعمل أيضًا على انكسار وتركيز أشعة الضوء لتكوين صورة دقيقة للجسم على الشبكية. يجب أن تتكون الصورة على الشبكية لرؤية الأجسام بوضوح. تقوم الشبكية بتحويل الموجات الضوئية إلى إشارات كهربائية تُنقل عبر العصب البصري إلى الدماغ.

الحد الأقصى والحد الأدنى للإقامة

تكيف العين تُعرف عملية ضبط البُعد البؤري (f) لعدسة العين بمدى بُعد الجسم المرئي، بحيث تتشكل صورة الجسم على الشبكية. البُعد البؤري لعدسة العين هو المسافة بين العدسة وبؤرتها (F). يؤدي تغير انحناء العدسة إلى تغير نصف قطر انحنائها، وبالتالي تغير البُعد البؤري، كما هو موضح في الصورة.
إذا لاحظت العين جسماً ما نقطة بعيدةعندما تسترخي العضلة الهدبية، تصبح عدسة العين أكثر تسطحًا، مما يزيد من نصف قطر انحنائها وبُعدها البؤري. تُعرف النقطة البعيدة بأنها أبعد مسافة يمكن للعين التركيز عليها، بينما تُعتبر النقطة البعيدة الطبيعية للعين هي اللانهاية. عندما تُعدّل العين بُعدها البؤري للتركيز على الأجسام البعيدة أو الأجسام في اللانهاية، فإن العين الحد الأدنى من أماكن الإقامة.

من ناحية أخرى، عندما تُراقب العين جسمًا عن قرب، تنقبض العضلة الهدبية، مما يؤدي إلى زيادة تقوس عدسة العين، وبالتالي زيادة نصف قطر التقوس والبعد البؤري للعدسة. تُسمى المسافة الأقرب للجسم إلى العين التي لا تزال العين قادرة على التركيز عليها بـ نقطة قريبةيبلغ متوسط ​​نقطة القرب لدى الإنسان 25 سم. عندما تركز العين على جسم ما في نقطة قريبة (25 سم)، فإن العين تتكيف إلى أقصى حد. 
 
تكوين ظل الجسم

مسافة الأجسام البعيدة جدًا

إذا كانت المسافة بين الجسم والعين لانهائية، يصبح سطح عدسة العين مسطحًا، مما يزيد من بُعدها البؤري (f)، حيث يجب أن يساوي البُعد البؤري (f) بُعد الصورة (s'). بُعد الصورة هو المسافة بين العدسة ونقطة تقاطع أشعة الضوء المنكسرة في العين. تتطابق نقطة التقاطع مع الشبكية. لذا، يمكن الاستنتاج أنه عندما تُشاهد العين جسمًا على مسافة لانهائية، يصبح سطح عدسة العين مسطحًا حتى يصبح بُعدها البؤري (f) مساويًا للمسافة بين العدسة والشبكية. يجب أن تتقاطع أشعة الضوء عند الشبكية حتى تتمكن الخلايا العصبية فيها من تحويل الضوء إلى إشارات كهربائية، ثم نقلها إلى الدماغ عبر العصب البصري.

فيما يلي برهان رياضي يوضح لماذا يجب أن يكون البعد البؤري للعدسة (f) مساويًا لبعد الصورة (s') عندما تكون مسافة الجسم (s) بعيدة جدًا أو إذا افترضنا أن الجسم بعيد إلى ما لا نهاية. وتُعبّر المعادلة التالية عن العلاقة بين البعد البؤري (f) ومسافة الجسم (s) ومسافة الصورة (s').
1/f = 1/s + 1/s' —– المعادلة 1
العدسة العينية عدسة محدبة، لذا فإن البعد البؤري (f) موجب. مسافة الجسم (s) لانهائية، لذا استبدل مسافة الجسم (s) في المعادلة 1 برمز اللانهاية.
1/f = 1/~ + 1/s'
1/f = 0 + 1/s'
1/f = 1/s'
s' = f —– المعادلة 2
توضح المعادلة 2 أنه في العدسة المجمعة أو العدسة المحدبة، إذا كانت مسافة الجسم لا نهائية فإن البعد البؤري (f) هو نفسه مسافة الصورة (s').
 
مسافة قريبة جدًا من الجسم

ماذا لو كان الجسم قريبًا من العين؟ يمكن للعدسة المقعرة تكوين صور وهمية وحقيقية. تتكون الصورة الحقيقية بواسطة عدسة محدبة عندما تكون مسافة الجسم (s) أكبر من البعد البؤري للعدسة (f). وقد نوقش هذا في موضوع صورة العدسة المحدبة.
سبق أن أوضحنا أن أقرب جسم يمكن للعين السليمة التركيز عليه بشكل صحيح هو 25 سم. لذا، يجب أن يكون البعد البؤري أقل من 25 سم. ولا يمكن أن يكون 25 سم، لأنه لو كان كذلك، لكانت الصورة في اللانهاية، وهو أمر غير منطقي بالنظر إلى صغر حجم بؤبؤ العين.

حساب لتقدير البعد البؤري (f) لنظام عدسة العين:
1/f = 1/s + 1/s' —– المعادلة 1
تبلغ أقرب نقطة رؤية للعين الطبيعية 25 سم، وبالتالي فإن أقرب مسافة للجسم (s) هي 25 سم. تبلغ المسافة بين القرنية والعين حوالي 2,5 سم. تظهر الصورة واضحة إذا سقط شعاع الضوء على الشبكية، لذا تُعتبر المسافة بين القرنية والعدسة هي مسافة الصورة (s').
1/f = 1/s + 1/s'
1/f = 1/25 + 1/2,5 = 1/25 + 10/25 = 11/25
f = 25/11
f = 2,27 سم
الفرق بين بُعد الصورة (s') وبُعد البؤرة (f) هو 2,5 سم - 2,27 سم = 0,23 سم. بناءً على نتائج الحساب أعلاه، يُمكن استنتاج أن بُعد البؤرة (f) أصغر من بُعد الصورة (s'). تقع بؤرة العين على بُعد 0,23 سم إلى يسار نقطة الصورة أو الشبكية.
عدسة العين متقاربة، لذا فإن الصورة المتكونة على الشبكية، رغم كونها حقيقية، تكون مقلوبة. ومع ذلك، فإن أعصاب الدماغ تُعدّل الصورة على الشبكية. كيف يُمكن تفسير ذلك؟ 🙂

أمثلة على أسئلة حول أدوات فحص العين البصرية

1. EBTANAS-SMP-01-15

وصف تكوين الصورة في عيوب قصر النظر هو...

مناقشة

قصر النظر أو الميوبيا هو اضطراب بصري يصيب العين حيث لا تستطيع العين رؤية الأشياء البعيدة بوضوح.

سبب قصر النظر هو زيادة تقوس القرنية والعدسة (حيث يكون الجزء الأفقي من مقلة العين أطول من اللازم)، مما يقلل من البعد البؤري للقرنية والعدسة، وبالتالي يتركز الضوء القادم من نقطة بعيدة أمام الشبكية. أما أشعة الضوء البعيدة فلا تتركز على الشبكية، فلا تستطيع الخلايا العصبية فيها تحويل موجات الضوء إلى إشارات كهربائية تُنقل إلى الدماغ.

الإجابة الصحيحة هي ب.

2. EBTANAS-SMP-02-15

تظهر الصورة الصحيحة كيفية تشكل الظلال لدى الأشخاص المصابين بقصر النظر...

مناقشة

قصر النظر أو الميوبيا هو اضطراب بصري يصيب العين حيث لا تستطيع العين رؤية الأشياء البعيدة بوضوح.

سبب قصر النظر هو زيادة تقوس القرنية والعدسة (حيث يكون الجزء الأفقي من مقلة العين أطول من اللازم)، مما يقلل من البعد البؤري للقرنية والعدسة، وبالتالي يتركز الضوء القادم من نقطة بعيدة أمام الشبكية. أما أشعة الضوء البعيدة فلا تتركز على الشبكية، فلا تستطيع الخلايا العصبية فيها تحويل موجات الضوء إلى إشارات كهربائية تُنقل إلى الدماغ.

الإجابة الصحيحة هي ج.