V.
A LÁTÁS
21. A SZEM SZERKEZETE
SZEMÜNK feladata fényérzést támasztani bennünk: a fényérzésekből ismerjük fel a világító tárgyakat és tájékozódunk helyzetök iránt a térben. Ezt a feladatát szemünk első sorban az által teljesíti, hogy a tárgyak egyes világító pontjaitól kiinduló fénysugarakat, megfelelően egyes képpontokban egyesíti és így a tárgyak éles képét fény-érző idegvégkészülékein állítja elő. A tájékozás, alakok felismerése a térben, szükségessé teszi másodsorban, hogy a tárgyak képeit az idegvégkészülék más-más pontjaira elvezethessük. Az elsőt végzi a szem, csodálatra méltó finom szerkezeténél fogva, a másodikat pedig azon izmok segedelmével, melyek a szemgödörben minden irányban mozgatni tudják.
Szerkezetét illetőleg a szem közel golyó-alakú, hátúl kissé ellapúlt hólyag. A 37. ábra a jobb szem vízszintes keresztmetszetét tünteti fel. A szem legnagyobb görbülete a porczhártya (f f) csúcsa és az evvel szemben álló fal közt a szemtekén keresztül vezetett síkban van. Itt a felnőtt ember szemének magassági átmérője 22–26, oldalátmérője pedig 22.8–26 mm. A porczhártya erősebben domborodik előre, mint a mennyire domború a szemteke különben; innen a szemteke elülről hátra felé vezetett egyenes átmérőjének, a szemtengelynek, 21–26 mm a nagysága.
140
37. ábra. A szem keresztmetszete. m n ínhártya, f f porczhártya, a a Schlemm-féle csatorna, g érhártya, c sugártest, b b szivárvány-hártya, d látóideg, p sárga folt, e e Zinn-féle övecske, B szemcsarnok, A szemlencse, C üvegtest (HELMHOLTZ szerint).
Az ábra felületes megtekintésekor a szemen három rétegből álló burok tűnik elő, mint a szem fala; e burkok különböző, átlátszó fénytörő közeget zárnak be. A legkülsőbbik (m n) az ínhártya. Azért nevezik így, mivel inakhoz hasonló szövet alkotja és mivel hozzájok hasonló fehér a fénye. Mindenki szemén, a szemhéjak között épen ezen fehér fénye miatt ismerhető fel. Embernél ezt a hártyát erős, rostos kötőszövet alkotja. E szövet elegendő erős arra, hogy a belső részeket nyomás és külhatások ellen megvédje. Fény e hártyán keresztül általában nem hatol a szembe, csak erős fényből jut be kevés s ilyenkor áttetsző az inhártya. Elől a porczhártya (f f), hátúl a látó ideg betéréshelye (d) szakítja meg az inhártyát.
A porczhártya (f f) mikroszkóp alatt, mint az inhártya egyenes folytatása tűnik elő; lényegesen különbözik azonban
141
attól teljes átlátszóságával. A szem keresztmetszetén úgy tetszik, mintha a fehér inhártya oly módon fogná körül a porczhártyát, mint az óra rámája az óraüveget, azaz a porczhártya belső oldala szélesebb a külsőnél. A porczhártyán több réteget lehet megkülönböztetni. Kívül és belül hámsejtek fedik, ezek alatt következik [egy] alkatnélküli rugalmas réteg, mely a porczhártya többi állományát bezárja. Mind e részek üvegszerűen átlátszók. E miatt erek sincsenek a porczhártyában, vér nem járja át; e helyett állományát csatorna (a a), a SCHLEMM-féle csatorna veszi körül, mely tele van a vérből származó színtelen, víztiszta, tápláló nedvvel, a nyiroknedvvel. E nedv járja át a porczhártyát a benne levő finom csövekben és csatornácskákban s így táplálja azt. A hártya felette nagy átlátszósága már elárulja feladatát: rajta átjut a fény a szem belsejébe.
Az ínhártyán belül következik a szem burkainak második rétege, az érhártya (g), mely nevét onnan kapta, hogy az inhártyán keresztül a szembe térő erek benne ágazódnak et sűrű érreczévé. A vér, mely ez erekben kering, gondoskodik kiválóan a szem táplálásáról. Az érhártyát fekete festék sűrün lepi el; innen van a szem belsejének egészen fekete színe. Feladata a festéknek ugyanaz, mint a távcső, mikroszkóp vagy fotografáló kamara belsejében levő sötét festéknek. A festék ugyanis nagy mértékben akadályozza a szembe eső fény szétszóródását s ezzel segíti elő az éles látást; a szórt fény t. i. a képek tisztaságát tetemesen zavarja.
Előre felé az érhártya közvetetlenűl a sugártestbe (c) folytatódik, mely utóbbi azért az érhártya egyenes folytatásának is tekinthető. A sugártest azonban lényegesen abban tér el az érhártyától, hogy felülete nem egyenes, sima, hanem egymástól mélyedésekkel elválasztott, a szem belseje felé fordított, hosszirányú párhuzamos léczeket alkot; innen a neve is.
142
A sugártestben izomelemek fordúlnak elő, melyek részben a SCHLEMM-féle csatorna (a a) belső falától kiindulóan legyezőszerűen terjednek el, részben pedig körkörösen haladnak mintegy a szemlencse körül. Az ez izomelemektől alkotott izmot sugárizomnak nevezik. Ugyancsak a SCHLEMM-féle csatornának megfelelőleg a sugártest a szivárványhártyában (b b) folytatódik; közvetve tehát a szivárványhártya is az érhártya folytatása. A szem burkainak második rétegét tehát az érhártya (g), a sugártest (c) és a szivárványhártya (b b) együttesen alkotja.
A szivárványhártya a közepén átlikadott hártya, mely a szemcsarnokot (B) kitöltő csarnokvízben, mondhatni, szabadon lebeg. Csak hátsó felületével fekszik a lencséhez oda. Ezen csúszik előre és vissza, midőn a pupilla tágúl vagy szűkül. A szivárványhártyában is vannak izomelemek. Ezek egy része a sugártesttől a szivárványhártya szabad széle felé, tehát a szivárványhártyában sugár irányában halad és összehúzódása a pupillát nagyobbítja: ez a szivárványhártya tágító izma. Egy másik része az izomelemeknek a szivárványhártya belső széle közelében b-nél a szivárványhártya állomanyaban körkörösen fut és összehúzódásakor a pupillát szűkíti; azért a szivárványhártya szűkítő izmának mondják. A szivárványhártya ez izmok segedelmével tehát szűkülni és tágulni tud. Mint az érhártyában, úgy a sugártestben és szivárványhártyában is van fekete festék. E miatt a fény nem a szivárványhártyán, hanem a pupillán keresztül hatol a szembe.
A fekete festék az egyes szemekben különböző mennyiségben fordúl elő. Vannak szemek, melyekben egészen hiányzik; ezek az albinók vagy kakerlakok. Hasonló a fehér házinyúlak szeme is. Az ilyen szemek az érhártyában, sugártestben és szivárványhártyában foglalt erekben keringő vér miatt vörös színűek. A fényszóródás miatt, és mert minden
143
oldalról bőven jut fény a szembe, az ilyen emberek rosszúl látnak, sőt a csak valamivel erősebb világítás már vakítja őket. Világos kék szemek azok, melyeknél az érhártyán és sugártesten kívül a szivárványhártyának csak hátsó felületén van festék; ez a festék a szivárványhártya állományán keresztül kék színben látszik. Azon arányban, a mint magában a szivárványhártya-állományában kevés vagy sok festék fordúl elő, tetszik a szem többé-kevésbbé szürkének vagy feketének.
Az érhártyán belül, hozzá odanőve van a szemburok harmadik rétege, a felette finom szerkezetű ideghártya (i), melyet reczehártyának (retina) is neveznek. Tulajdonképen ez a hártya már nem is szemburok, hanem a látóideg végkészüléke. Úgy tekinthetjük, mint a látott tárgy képét felfogó ernyőt, melyet a szembe hatoló fény van hivatva izgatni. A látóideg, mint tudjuk, az agykéreg halántéki lebenyétől veszi idegrostjait. A koponyaüregen belül félig kereszteződnek a két látóideg rostjai, hogy azután mindegyik a megfelelő szembe térjen. A szemben átfúrja a látóideg az in- és érhártyát (d) és az ideghártyában végződik. A látóideggel vér-ér is jut a szembe, mely az ideghártyában elágazódva, ezt vérrel látja el. Az ideg, a mint a szembe betért, az érhártyán belül mindenfelé kiterjed és sajátszerű végkészülékkel végződik.
A látóideg betérési helyén (d) egyedül az ideg rostjai fordúlnak elő; ettől oldalt a látóideg végkészülékei alkotják az ideghártyát, mely egészen a sugártestig terül el. Itt éles, fogazott határral végződik. A sugártest felé mind kisebb számban találhatók idegelemek az ideghártyában, sőt a sugártestben már csak kötőszövetből és henger-alakú sejtekből áll. Az ideghártyának sajátszerű szerkezete miatt olyan része van, melyen a fényérzés a legjobb. Az ideghártya e helyét a látó idegrostok megkerülik, bár végkészülékeik ott a leg-
144
sűrübbek. Sárga színe miatt az ideghártya e helyét sárga foltnak (p), a közepét pedig ideghártya-gödörnek nevezik. Ha valamely tárgyat megtekintünk, szemünket akaratlanúl is úgy állítjuk, hogy a tárgy képe az ideghártyagödörbe essék.
Mikroszkóp alatt az ideghártyán több részt meg lehet különböztetni. Ha keresztmetszetet készítünk belőle,
|
38. ábra. Ember ideghártyája, jobb oldalt átmetszetben, bal oldalt pedig az egyes alkotó idegelemek elkülönítve.
1. az ideghártya festékes hámrétege;
2. a pálczika-csapréteg;
3. külső határhártya:
4. külső magvas réteg;
5. külső szemecskés réteg;
6. belső magvas réteg;
7. belső szemecskés réteg;
8. idegsejtréteg;
9. idegrostréteg;
10. belső határhártya
(SCHULTZE szerint). |
145
erős nagyítással, kívülről az érhártya felül befelé, a 18-ik ábrán feltüntetett következő részeket fel lehet rajta ismerni.
Az ideghártyának az érhártyával közvetetlenűl összefüggő része a festékes hámréteg (38. ábra 1.); az albinók szemében a festék ezen sejtekben is hiányzik. Lényegében fekete szemecskékből, fuscinszemecskékből áll. A hámsejtekben a szemecskék sötétben a sejt alapjában gyűlnek meg és a világosság hatása alatt, elhagyva helyüket, a részben e sejtekbe merülő pálczikák és csapok (2) közé terjednek. Ezek a festékszemecskék vörös színű anyagot, a retinabibort, állítják elő, mely az ideghártyát pirosra festi. A fény hatása alatt a retina-bibor elhalványúl, sötétben pedig újra képződik.
A hámrétegen belül következik az ideghártya pálczika-csaprétege (2), mely az ideghártyának a látó idegrostok végágaival összefüggő tulajdonképeni végkészüléke. A pálczikák és csapok sejtek; nevöket külső tagjaik pálczika-, illetve csapszerű alakjától kapták. Mindkétféle képleten tudniillik külső és belső tagot különböztetünk meg. A külső tag a festékes hámsejtekbe merül be és a pálczikán hosszú pálcza- a csapon rövid kúpidomú; mind a kétféle külső tag egyneműen fénylő. Ezeket festi pirosra a retina-bibor. A két képlet belső tagja finoman szemecskézett protoplazmaszerű sejtnek tekinthető. Külső végén sokszor ellipszoidalakú rostos testet lehet látni, belső végétől pedig magszerű duzzanattal ellátott finom idegrost indúl ki. Ez a magszerű duzzanat a rostkészülékkel egyetemben alkotja az ideghártya negyedik, külső magvas rétegét. A pálczikák 0.040–0.050 mm hosszúak és 0.0015–0.0018 mm szélesek. A rövidebb pálczikák hossza 0.032–0.036 mm. A sárga folt közepén csupán erősen kifejlődött csapok vannak. Az ideghártya itt vékonyabb, az idegrostréteg és a belső szemecskés réteg (lásd alább) teljesen hiányzik; az idegrostok a szomszéd
146
területről húzódnak a csapokhoz. A 39. ábra tünteti fél az ideghártya keresztmetszetét a sárga folton. A hol a kép legkeskenyebb, ott van a sárga folt középponti gödre, a szemnek legélesebben látó helye. Jól lehet látni az ábrán, miképen húzódnak az idegfonalak az oldalakról a középponti, vagyis az ideghártyagödör felé. Ezentúl az egyes csapokat pálczikák veszik körül. Mennél közelebb jutunk az ideghártya széléhez, annál ritkábban lehet csapokat találni és az ideghártyának a sugártesttel összefüggő fogazott szélén az idegelemek általában teljesen hiányoznak; itt az ideghártya már csak kötőszövetből áll.
39. ábra. Az ideghártya sárga foltján ejtett metszet.
Az ideghártya 2. és 4. rétege közötti határhártyát (3) kötőszövet alkotja. Az ötödik vagy külső szemecskés rétegben finom idegszálak vannak, melyek a negyedik réteg magszerű duzzanatától eredve, a belső magvas réteg (6) sejtszerű megvastagodásaihoz vezetnek. E megvastagodások tulajdonképen apró, kétnyújtványú idegsejtek. Az idegfonalakból álló belső szemecskés réteg (7) után következő idegsejtréteget (8) több
147
nyújtványú idegsejtek alkotják, mely sejteknek, az idegrostrétegbe (9), mint idegrost tengelyfonalába, folytatódó egy-egy tengelyfonal-nyújtványuk és számos protoplazma-nyújtványuk van.
Az izgalom mindezen ideghártyaelemeken a pálczika-csapoktól a kilenczedik réteget alkotó idegrostokig érintkezés útján terjed. A sejtek itt is, mint az idegrendszerben általában, úgy látszik, finom idegfonalaik közvetítésével nem függnek közvetetlenűl egymással össze, hanem csak érintik egymást.
Végre az idegrostréteget a szem belsejétől, a kötőszövettől alkotott belső határoló hártya (10) választja el.
A látó idegben 438,000 idegrostot számláltak meg; minden idegrost az ideghártyában egy idegsejtből indúl ki; az idegsejtek protoplazma-nyújtványai úgy terűlnek el az ideghártyában, hogy 7–8 csap és mintegy 100 pálczika esik egyetlen idegsejtre, illetve rostra.
A szem belsejét átlátszó, a fénytörésben közreműködő közegek töltik be. A porczhártyán belül (37. ábra B) víztiszta, folyó csarnokvíz van egészen a szemlencséig. A szemlencse (37. ábra A) kristálytiszta, kettősen domború lencse, előfelé laposabb és hátrafelé fordított nagyobb domborulattal. Külön tok zárja körül a szemlencsét alkotó
40. ábra. Emberi szemlencse vízszintes keresztmetszete.
148
számos finom rostot (40-ik ábra). A rostok rétegzetesen vannak elrendezve, úgy, mint a 40-ik ábrán látható. E szerint, a felületes rostréteg a legkevesbbé domború; mennél mélyebben fekszik a rostréteg annál domborúbb. A mélyebb rostok anyaga tömöttebb is a felületesebben fekvőkénél.
A szemben a lencse nincsen szabadon elhelyezve, hanem külön szalag, a ZINN-féle őv (37. ábra e) rögzíti helyén. Ez az őv ugyanis egyik végével a lencsének elülső, a szivárványhártya felé fordított oldalához van odanőve, másik vége pedig a sugártest azon helyétől indúl ki, melyen az ideghártya fogazott széle van, mely utóbbi mögött a sugárizom található. A ZINN-féle őv állandóan meg van feszülve és e miatt bizonyos mértékben nyomja a lencsét a mögötte levő üveg-testhez (37. ábra C). A sugárizom összehúzódása alkalmával a rögzítő szalagot, kisebb-nagyobb mértékben, ellazítja, minek következtében a lencse megfelelő kisebb nyomás alá kerül.
Az üvegtest (37. ábra C), mint kocsonyaszerűen összeálló, víztisztán átlátszó anyag, végképen kitölti a szem belsejét. Finom hártya zárja az üvegtestet körül. Mikroszkóp alatt az üvegtest folyó alapanyagában gyöngéden szemecskés kerek maggal ellátott, átlátszó sejteket lehet találni.
A szem csarnokvize, a szemlencse és üvegtest, a szem belsejét egészen kitölti úgy, hogy a szem ideghártyáját és burkait bizonyos mértékben feszíti és nem engedi, hogy a szem összeessék vagy ideghártyája az érhártyától elváljék. Ezt a belső szemüregi nyomást 20–30 mm magas higany-oszlop nyomásával megegyezőnek találták.
149
22. A SZEM VÉDŐKÉSZÜLÉKEI
A szem feladatának csak akkor tud megfelelni, ha fény jut beléje; a látás lehetetlen ott, hol a szembe fény nem esik. E miatt a szem nincsen is úgy elrejtve, mint a halló szerv lényeges részei, hanem lehetőleg szabadon, a fénynek hozzáférhetően, fekszik a szemgödörben. A szemgödör maga zsírban gazdag párnának tekinthető, melybe a szem úgy illik bele, mint a czombcsont izülő feje a csipőizület izvápájába. Mivel azonban a szem nagy része szabad, külső hatásoknak ki van téve, azért arról is van gondoskodva [!], hogy ártalmas hatások elől lehetőleg megvédhessük szemünket. Ezt a védelmet főleg a szemhéjak és a könnyvíz teljesítik.
A szemhéjak pillái megakadályozzák kisebb testrészeknek, mint milyen a por, bejutását a szembe. Folytonos mozgásaikkal a szemhéjak letörlik a porczhártyáról a netalán reászállott port és megnedvesítik a porczhártyát. Sőt a szemhéjak a szemet a túlságosan erős s e miatt az ideghártyára nézve veszélyes fény hatása ellen is megvédik.
Mennél jobban közelítjük egymáshoz a szemhéjakat, annál kevesebb fény jut a szembe és megfordítva. Igy véd- |
41. ábra. Ember felső szemhéjának keresztmetszete. B kötőhártya, C szempillaszőr, G Meibom-féle mirigy, L szemhéj alsó széle, M a szem záró izmának keresztmetszete. |
150
jük példáúl szemünket akkor, midőn a fényes Napba nézünk.
A szemhéj szerkezetét illetőleg, nevezetesek a benne előforduló MEIBOM-féle mirigyek (41. ábra G). Ilyen mirigy 30–40 van a szemhéjban; mindannyinak kivezető csöve a szemhéj belső szélén nyílik. A mirigyek maguk zsírnemű anyagot választanak el és bezsírozva tartják a szemhéj belső szélét, miáltal a könnyvíz kifolyását az arczra megakasztják. A szemhéjak külső felületét különben a bőr, belső felületét
(41. ábra B) a szem kötőhártyája vonja be. Ez a kötőhártya lényegében finom nyálkahártya, mely köröskörül a szemtekére átmegy és hozzáférhető szabad részeit bevonja. Még a porczhártyát is a kötőhártya hámjának folytatását alkotó hámsejtek fedik. A szemrést nyitva tartja a felső szemhéjemelő izom és az alsó szemhéj súlya, mely miatt az utóbbi leesik; zárja a 41. ábrán feltüntetett záró izom.
A könnymirigy a szemgödör külső zugában, a szemteke mellett van elhelyezve. Váladéka, a könnyvíz, az elválasztó mirigy kivezető csövein keresztül, a külső szemzugban a szem és szemhéjak közt a kötő hártyától alkotott redőbe nyílik; innen terjed azután, minden szemhéjmozgással, egészen a belső szemzugig. A könnyvíz a szem egész külső felületét nedvesen tartja. Minthogy a könnymirigyek rendes körülmények közt is több könnyvizet választanak el, mint a mennyi a szemen elpárolog, gondoskodva van arról, hogy a feles könnyvíz onnan elvezettessék. A szemhéjak és szemteke közt a belső szemzugig eljutott könnyvíz, itt egy szélesebb könnytócsában gyűlik meg. Minden szemhéj belső szélén van egy nyilás, mely egy közös csatornába, a könnycsövecskébe s ebből a könny-orrjáratba vezet. Ezen keresztül kerül a felesleges könnyvíz a könnytócsából az orrba. Éjjel, alvásközben, igen csekély a könnyelválasztás és ilyenkor a porczhártya keveset ki is szárad; innen
151
felébredéskor az az érzés, mintha a szemből valamit ki kellene dörzsölnünk. A szemhéjak dörzsölése ujjainkkal csakhamar kellően megnedvesíti a szemet és a száradástól okozott nyomásérzés is eltűnik.
23. FÉNYTÖRÉS A LENCSÉBEN
Az ideghártya speczifikus ingere a fény. Valamint a hangzó testek a levegőt lengésnek indítják és a levegő a lengéseket fülünkig elvezeti, épen úgy indítanak meg és tartanak fenn a világító tárgyak, az egész látható világürt betöltő éterben lengéseket, a miket ez a szemünkbe elvezet. Az éterrezgéseknek igen különböző a sebessége, bizonyos sebességüek közülök izgatják az ideghártyát és bennünk fényérzést keltenek. A tiszta, éles látás egyik lényeges feltétele még az, hogy, mint fennebb már kiemeltük, a világító tárgyak egyes pontjaitól a szembe eső fénysugarakat a szem úgy gyűjtse össze, hogy az ideghártyán ismét külön-külön megfelelő képpontokban egyesüljenek és az ideghártyán a látott tárgynak éles képét adják.
Ha a napsugarakat középen vastagabb, domború, úgynevezett gyűjtőlencsén keresztül hagyjuk esni, a sugarak a lencse mögött valahol egy pontban egyesülnek. A sugarak ez egyesülési pontját, gyújtó pontnak hívják, mivel a benne tartott fa vagy papiros tényleg meggyúlad, az összegyűjtött napsugarak hőhatása miatt. Minthogy a Napot, melytől e sugarak jönnek, végtelen távolban levőnek tekintjük, mondhatjuk, hogy a végtelen távolból és így egymással párhuzamosan beeső sugarak a lencsén túl a gyújtó pontban egyesülnek. E gyújtó pontot, a más gyújtó pontoktól való megkülönböztetés kedveért, főgyújtó pontnak hívják.
Mint a napsugarakkal, úgy van az más világító tárgyak-
152
tól eredő sugarakkal is: ezek is a lencse mögött valahol egyesülnek egy képpontban. Így példáúl, ha sötét szobában égő gázlámpát, fénynek áthatatlan olyan sötét ernyővel veszünk körül, melyen a fényátbocsátására kis kerek likat hagytunk meg s az ezen átjövő fényt lencsén keresztül bocsátjuk, akkor a lencse túlsó oldalán tartott papirosernyőn, a lencse mögött bizonyos távolságban, ama lik éles képét kapjuk. Ez a fényforrás gyújtó pontja. Ha pedig a gázlángnak, mint világító pontnak, a lencséhez való távolságát megváltoztatjuk, például az által, hogy a lencsével a gázláng felé közeledünk vagy tőle eltávozunk, akkor a gyújtó pont is más és más helyre esik, a szerint, a mint a világító pont és a lencse közti távolságot megváltoztatjuk. Mennél inkább közeledünk a lencsével a fényforráshoz, annál inkább távozik a lencsétől a képe és megfordítva. Lehet a lencsével a fény-forráshoz annyira is közeledni, hogy a képét nem kapjuk meg, mivel a lencse már nem birja a fényforrástól jövő sugarakat egy képpontba egyesíteni. Ha ilyen kisérlet közben a gyújtó pont helyét minden esetben jól megjelöljük és a fényforrás helyét a gyújtó pont helyével felcseréljük, észreveszszük, hogy a gyújtó pont mindig oda esik, a hol előbb a fényforrás volt: a tárgynak és képének a helye kapcsolatos gyújtó pont.
A fényforrásnak a lencsétől való távolsága szerint tehát számos gyújtó pont van; közülök azt, melyben a Naptól, végtelen távolságból jövő sugarak egy pontban egyesülnek, fő gyújtópontnak neveztük; ez és a Nap helye egymással szintén kapcsolatos gyújtó pont. A közelebbi vizsgálat tapasztalatai szerint azonban egyetlen fénypontból jövő nem minden sugár egyesül a lencsén túl egy gyújtó pontban.
A lencsén, valamint minden fénytörő rendszeren, s így az ember szemén is, azt a vonalat, melyet a törőfelületek legnagyobb domborulati helyein, a domborulatok csúcsain
153
42. ábra. A jobb szem vízszintes átmetszete. F1 F2 optikai tengely, G1 G2 látóvonal (HELMHOLTZ szerint).
keresztül vezetve képzelünk, ama fénytörő rendszer optikai tengelyének nevezik. Így a 42. ábrán rajzolt szemen az F1 F2 vonal a porczhártya és szemlencse domborulatainak csúcs-pontjain keresztül van vezetve, s ezért ez a szem optikai tengelye. A tapasztalat bizonyítja, hogy a mely sugarak közel esnek a lencse felületére ahhoz a ponthoz, melyen az optikai tengely keresztűlmegy, a lencsén túl később érik az optikai tengelyt, mint azok a sugarak, melyek távol a lencse csúcspontjától, tehát széléhez közelebb esnek a lencsére; az utóbbiak jobban téríttetnek össze. A lencsére egyetlen világító pontról eső sugarak ilyen különböző egyesüléséről kisérlettel könnyen meg lehet győződni. Ha a lencse felületével teljesen egyenlő, fénynek áthatatlan papirost veszünk és ezen, központja körül, egy kis és nagy kört rajzolunk, úgy, hogy midőn a papirost közvetetlenűl a lencsére teszszük, a kis kör a lencse csúcsa körül, a nagy kör
154
ennek széléhez közel esik és mindegyik körben a fény számára 3–4 lyukat készítünk és ezután a papirost a lencsére reáragasztjuk: akkor látni fogjuk, hogy midőn a lencsét a fényforrás, példáúl a Nap elé tartjuk, a nagyobb körön átmenő sugarak a lencséhez közelebb, a kis körön átmentek attól távolabb találkoznak. E szerint a valamely pontról fénytörő felületre eső sugarak, törés után nem esnek egy pontban össze, hanem mennél távolabb az optikai tengelytől érik a fénytörő felületet, annál közelebb a lencséhez van a találkozásuk pontja. Ezt nevezik szférikus vagy gömbi eltérésnek.
Magától értetődik, hogy a nem egyesült sugarak mindenkor az egyesült sugarak adta fénypont körül csoportosúlnak s e miatt a világító pont képe, mely különben tiszta, éles volna, elmosódottan zavaros.
43. ábra. A lencse előtt tartott gyertyaláng fordított képe.
Lényegükben a fénytörési viszonyok ugyanazok, ha világító pont helyett valamely tárgy szolgál fényforrásúl. Ha példáúl a lencse előtt gyertya ég és a lencse mögött a láng képét ernyővel keressük, úgy bizonyos távolságban a lencsétől a láng elég éles, fordított képére fogunk találni, olyanformán, a mint a 43. ábrán látni lehet. Ennél távolabb vagy közelebb elmosódott a gyertya képe. Midőn a gyertya és
155
lencse helyét nem változtatjuk, a gyertya képe a lencse előtt csak bizonyos helyen éles s ezen túl és innen elmosódott. Ha pedig a gyertya helyét megváltoztatjuk, akkor képének a helye is megváltozik; így, midőn a gyertyával a lencséhez közeledünk, annak éles képe eltávozik a lencsétől és midőn a gyertyával eltávozunk, képe közeledik a lencséhez. Szóval, a kép helye épen úgy függ a tárgynak a lencsétől való távolságától, a mint fentebb a világító pontra nézve láttuk. Ha azt akarjuk, hogy a képfelfogó ernyő bizonyos állása mellett, a különböző távolságban levő tárgyaknak is éles képét kapjuk rajta, a lencse helyét meg kell változtatni.
44. ábra. A tárgy és képe.
Hogy a gyertya képét miképen adja a lencse, ezt érzékíti a 44. ábra, melyen a gyertya helyét B b képviseli. F és F a lencse két főgyújtó pontja, melyek helyét, a fentiek szerint, megtaláljuk, ha a napsugarak egyesülési pontját a lencsén túl ernyővel felkeressük. A B b tárgynak B pontjából induló számos sugár között olyan is van, mely a lencse középpontján, az O ponton megy keresztül. Ez a sugár nem törik meg a lencsén, mivel olyan sugár, mely a lencse középpontjára irányítva esik, nem szenved eltérést előbbeni irányától, hanem úgy megy a lencsén keresztül, mintha egyenlően vastag, párhuzamos oldalú üvegen merőlegesen haladna át. Azért nem tér el irányától az a sugár sem, mely magában az optikai tengelyben, F O F irányában, a lencsén áthalad. A mint az F O F vonalat optikai vagy főtengelynek
156
nevezzük, úgy a B O A és ehhez hasonlóan O-ra irányítva a lencsére eső vonalakat melléktengelyeknek és az irányukban beeső sugarakat iránysugaraknak mondjuk. A B-től kiinduló sugarak e szerint törés után B O A sugár irányában találkoznak valahol; egy második, ugyancsak B-től kiinduló sugár, az optikai tengelylyel párhuzamosan esik a lencsére, ez a B Q A sugár. Ez utóbbi sugár törés után, mivel az optikai tengelylyel párhuzamosan haladó sugarak törés után a főgyújtó pontban találkoznak a tengelylyel, F ponton fog keresztülmenni és ha irányát meghosszabbítjuk, A-ban egyesül a többi, B-ből induló sugárral, tehát B O A, valamint B F P A sugárral is; A tehát B-nek képpontja. Hasonlóan lehet b-nek képpontját is b-ban megtalálni, valamint a B b vonal bármely pontjának képét. A a tehát képe B b-nek. A lencse előtt levő tárgynak tehát a lencsén túl fordított a képe. A kép egyszersmind annál nagyobb, mennél közelebb van a tárgy a lencse főgyújtó pontjához, F-hez és annál kisebb, mennél távolabb van attól; midőn pedig a tárgy a végtelenben van, képe egyetlen pontra szorúl össze, s ez a főgyújtó pont.
157
Ugyanígy áll elő a kép a fotografusok sötét kamarájában is. A sötét kamara (camera obscura) lényegében belül feketére festett szekrény, melybe sárgaréz-cső vezet (45. ábra h i). A sárgaréz-csőbe van a fénytörő üveglencse befoglalva. A sötét kamarának a sárgaréz-csővel szemben levő oldalán homályos üveg (g) van a kép felfogására, ez tehát ernyőűl szolgál.
45. ábra. Sötét kamara.
Itt is fordított a tárgy képe. – Hogy a különböző távolságban álló tárgyak éles képét nyerhessük a homályos üveglapon, a végből a szekrény két egymásba tolható részből áll (a b), a lencse pedig a sárgaréz-csövön alkalmazott finom csavar (r) segedelmével előre és vissza mozgatható. E szerint úgy a képet felfogó ernyőt, valamint a lencsét is közelíthetjük a tárgyhoz vagy távolíthatjuk el tőle, úgy, a mint a tárgy távolsága megkivánja.
Úgy a fenti példában, a gyertyával tett kisérletben, valamint a sötét kamara használatakor is, zavarja a képek élességét a gömbi eltérés. Ennek elkerülése végett a sötét kamara csövébe, a lencse elé, a fénynek áthatatlan rekeszt tesznek, mely közepén át van lyukasztva. Csak az e lyukon át, a törőfelület csúcspontja közelében beeső sugarak jutnak a lencsére, a többieket a rekesz (diafragma) tartja vissza. Igy a kép fényben valamivel szegényebb ugyan, de sokkal tisztább és élesebb is.
24. FÉNYTÖRÉS A SZEMBEN
A szemet a sötét kamarához DESCARTES (1596–1650) óta hasonlítják s méltán. Az éles kép felfogására szolgáló ernyő a szemben az ideghártya. A fénytörést a szemben a lencsénél összetettebb fénytörő-rendszer végzi, ennek megfelelőleg a kép is kissé más módon jön létre, mint a sötét kamarában.
158
A szembe eső fény a porczhártyán, csarnokvizen, szemlencsén és üvegtesten keresztül jut az ideghártyára. E miatt útközben többször ismételten megtörik. A legnagyobb törés akkor éri a fényt, mikor a levegőből a porczhártyára esik, mivel a porczhártya a levegőnél sokkal sűrűbb közeg. A csarnokvíz hasonló sűrű közeg lévén, mint a porczhártya, az irányától egyszer eltért sugár a szemlencséig változatlanúl halad előre. A lencsében sokszorosan megtörik a fény, mivel a lencse állományának sűrűsége a lencse közepe felé mindinkább fokozódik és mivel rétegeinek hajlása is mind nagyobb fokú. Midőn tudniillik a fény ritkább közegből sűrűbb közegbe vagy megfordítva megy át s az e közegeket elválasztó határ mind kisebb görbületi sugárnak felel meg (40. ábra
), akkor a fénysugár folytonosan meg-megtörik. E miatt a fény törése a lencsén való áthaladása közben igen tetemes. A lencséből az üvegtestbe való átmeneti helyén utoljára törik meg a fény; itt a fény a lencse sűrűbb anyagából a kevésbbé sűrű üvegtestbe megy át és ebben az ideghártyáig változatlanúl halad előre.
A lencsében olyan középpontot találtunk, melyen áthaladó sugarak irányuktól nem térnek el (O), s melyet e miatt csomópontnak is neveznek. A csomópont az egyenlően domború lencséknél a lencse valóságos középpontjába esik. A szemen ilyen csomópontról nem lehet szó; a szemnek számos törő közege van és e közegek felületeinek igen különböző a görbületök. Nagy fáradsággal tett számításokkal azonban sikerült a szemben két csomópontot találni, melyek olyan viszonyban állanak egymással, hogy a világító ponttól az egyik csomópontra eső sugár iránya törés után az üvegtestben a második csomóponttól előbbeni irányával párhuzamosan húzott vonallal van adva. A két csomópont (42. ábra KI KII) egymástól 0.42 mm-nyire esik, azért ezen kis távolság elhanyagolásával a kettőt egybeolvasztva kép-
Magától értetődik, hogy a gömbi eltérés a szemen is zavarná a kép tisztaságát; azonban ez is a lehetőségig el van itt kerülve. Mint a sötét kamarában, a szemben is van rekesz, a szivárványhártya, a porczhártya csúcspontjától távol eső sugarak nak a szemtől való visszatartására. Sőt a szivárványhártya e tekintetben még sokkal tökéletesebb, mint optikai
eszközeink diafragmái, a mennyiben midőn a szélső sugarakat visszatartja, egyszersmind a fény erejéhez mérten szűkebbre vagy tágabbra nyitja a pupillát s így a szembe eső fény mennyiségét is szabályozza.
A szivárványhártyának, mint tudjuk, van tágító- és záróizma. Ezek közül a záró-izom összehúzódik, a pupilla szűkül, ha sok fény esik a szembe; a szivárványhártya tágító-izma pedig akkor húzódik össze, s a pupilla tágúl, midőn kevés vagy semmi fény sem jut a szembe. A szivárványhártya ezen működéséről meg lehet győződni, ha valakinek szemét meg-figyeljük, egyszer, midőn sok fény esik bele, és másszor, midőn a fényt eltartjuk a szemétől. Midőn példáúl arczczal a világosság felé forduló egyén szemét megtekintjük, szűk pupillát látunk; ha pedig a szemet rövid időre kezünkkel befedjük és ezután veszszük el a kezet, úgy a pupilla tetemesen ki van tágúlva, sőt a most beeső fény hatása alatt szűkülni is kezd. A tünemény annál könnyebben figyelhető meg, mivel a két szem e tekintetben mindig együtt változik meg, azaz midőn csak az egyik szemet sötétítjük be, akkor a másiknak is kitágúl a pupillája.
A szemek szivárványhártyáinak e változását az idegrendszer okozza. A látó-idegnek a fénytől okozott izgalma, az agyban, idegsejtek közreműködésével, azokat a mozgató pályákat ejti izgalomba, melyek a pupilla záró-izmát idegzik be s ez szűkül. Midőn a szembe nem esik fény, amaz izgalom hiányzik és a szivárványhártya, melynek tágító-izma bizonyos fokban állandóan be van idegezve, a sugártest felé húzódik össze; a pupilla kitágúl. Mennél szűkebb a pupilla, annál kevesebb, mennél tágabb, annál több fény esik a szembe. Ennek megfelelőleg sötétben az emberek és állatok pupillái erősen kitágúlnak, csakhogy a kevés fényből is mennél több kerüljön a szembe. Az éjjeli madaraknak is e miatt tág a pupillájuk.
Mint a sötét kamarában a homályos üveglap, úgy szemünkben az ideghártya fogja fel a tárgyak képét. Csakhogy a homályos üveglaphoz képest a szemnek az a sajátsága van, hogy ideghártyája nem egyenes, sík felületként van kifeszítve, hanem üres gömb belső felületének felel meg. Minden tárgynak lencse vagy szem adta képe tudniillik nem egyenes sík, hanem gömbbe hajlott. E gömb alakját megkapjuk, ha a képnek a lencse csomópontjától való távolságában kört húzunk a csomópont, mint középpont körül. Hogy a kép tényleg ilyen síkban jön létre, erről minden színházi látócsövön meg lehet győződni, mert nem tudjuk egy időben a látócső közepének, valamint széleinek is megfelelő képet egyaránt élesen látni. Ha a sötét kamara lencséjét úgy állítjuk, hogy benne a kép közepe éles legyen, akkor mennél inkább oldalt nézünk a kép éles helyétől, annál nagyobb mértékben elmosódottnak látjuk a kép többi részeit. Sőt feltűnik ez nagy fényképen is, különösen olyan esetben, ha a képen valamely hosszú egyenes vonal, példáúl valamely magas ház éle, le van fotografálva; a kép szélei felé az egyenes vonal hajlottnak tetszik. Az ideghártya gömbalakja miatt ez a hiba ki van kerülve a szemen s a tárgyak képei nemcsak az ideghártya-gödörben, hanem ettől oldalt is élesek. Szépen látható ez a fehér nyúl szemén. Ezt a szemet úgy tarthatjuk azon tárgy felé, melynek éles képét a szem hátterén látni akarjuk, hogy a kép egyszer épen az ideghártyagödör tájára, másszor ettől oldalt essék; a kép mindkét esetben egyaránt éles. Olyan tárgyak képe, mint minő példáúl valamely nagy ablak, a nyúl szemén minden részleteiben, azokban is, melyek az ideghártya-gödörtől messze esnek, egyaránt éles. Az ideghártyának, mint képfelfogó ernyőnek sokkal nagyobbnak is kellene lenni, hogy egyenes sík alak mellett egyszerre annyi képet fogjon fel, mint a mennyit alakjánál fogva fel tud fogni.
Mindamellett nem látunk egyaránt jól ideghártyánk minden egyes pontjával. De ennek nem a szem optikai szerkezete, hanem maga az ideghártya az oka. Az ideghártya ugyanis úgy van szerkesztve, hogy nem minden helye egyaránt jó érzékeny a fény iránt. Csak azokat a tárgyakat veszszük jól ki, melyek képe az ideghártya-gödörbe esik, mivel ez a szemnek legélesebben látó helye; innen oldalt mind kevésbbé éles a látás. A látott tárgyat az ideghártya-gödörrel összekötő egyenes (42. ábra G1 G2) nem esik össze a szem optikai tengelyével (
F1 F2), hanem ettől kissé kifelé esik. Mi azért, midőn valamely tárgyat élesen akarunk látni, nem úgy irányítjuk szemünket arra a tárgyra, hogy az optikai tengely irányába essék, hanem azon melléktengelyt fordítjuk a tárgy felé, mely ezt a csomóponton keresztül az ideghártya-gödörrel köti össze. Ezt a melléktengelyt, megkülönböztetésűl a többiektől, látóvonalnak nevezzük. A 42. ábrán (a 153. lapon) a látó-vonalat a G1 K G2-vel jelölt vonal tünteti fel.
Már a rögzített pont közelébe eső tárgyakat sem látjuk elég tisztán, pedig képök az ideghártyán a fentebbiek szerint elég éles. Ha valamely könyvet úgy nézünk meg, hogy egyetlen betűt vagy rövid szót rögzítünk szemünkkel, midőn ennek képe az ideghártya-gödörbe esik és ez alatt az ezen szó körül nyomtatott többi szavakra figyelünk oda, úgy tapasztalni fogjuk, hogy már az igen közel eső szomszédos szavakat is alig olvashatjuk, a távolabb esőket meg épen nem tudjuk felismerni. A szem bizonyos állása mellett nyert látótér tehát olyan képhez hasonlít, mely kis részben már élesen és tisztán be van fejezve, míg többi részeiben még csak vázlatosan van meg és pedig annál vázlatosabban, mennél távolabb esik a megfigyelt rész a befejezettől. De ha a képnek valamely vázlatosan látott része felkölti érdeklődésünket és figyelmünk feléje irányúl, a kép azonnal elkészül s élesen, tisztán áll előttünk, mivel szemünket azonnal reáirányítjuk és most a kép
ezen része esik az ideghártya-gödörbe. A szem nagyfokú mozgékonysága tehát dúsan pótolja a jelzett hiányt, mely amúgy sem nagy, mivel figyelmünket egyszerre egynél több tárgyra úgy sem fordíthatjuk. Szemünk a tér minden pontját gyorsan járhatja be és így a képek egymásután gyorsan kerülnek az ideghártya-gödörre.
A mint láttuk, a valamely lencse előtt párhuzamosan, tehát valamely végtelen tárgytól jövő sugarak, a lencse mögött a fő gyujtópontban egyesülnek és ott adják ama tárgy, példáúl a Nap, éles képét. A mint a tárgygyal a lencséhez közeledtünk, képe a lencse mögött eltávozott a lencsétől; a tárgynak és képének helye mindig a kapcsolatos gyújtópontok módjára viselkedik. Ha a lencse és a képfelfogó ernyő a helyét nem változtatja meg, az utóbbin valamely tárgynak éles képe csak a tárgy bizonyos távolsága mellett lehetséges, a fenti esetben akkor, midőn a tárgy végtelen távolban van. Ellenben, a mint a tárgy a lencséhez közeledik, az egyes pontjaitól induló sugarak az ernyőn nem adhatnak éles képet, mert csak az ernyő mögött tudnának egyesülni. Az ilyen esetben kapott homályos képet szóródásos képnek nevezzük. Az ilyen kép alakja azon nyilás alakjától függ, melyen keresztül a fény a lencsébe jutott. Ha példáúl a lencse előtt kerek likkal ellátott rekeszt alkalmazunk diafragmáúl és a fény csak ezen a likon keresztül juthat a lencsébe, akkor, a mint az ernyőt a fényforrás gyújtó pontjánál közelebb vagy távolabb tartjuk a lencsétől, a lencse mögött a képet felfogó ernyőn megvilágított szóródásos kört fogunk fel.
Ehhez hasonlók a viszonyok a szemen is. A szem előtt álló tárgytól a pupillán át beeső fény sugárkúpot alkot, melynek
alapja a pupilla, csúcsa pedig az ideghártya, azon esetben, ha éles a kép a szemben. Ha nem éles a kép, ha a sugarak az ideghártya előtt már találkoztak vagy még csak mögötte fognának találkozni, az ideghártya metszi a kúpot és a szóródásos kép szükségképen köralakú. Háromszögű szóródásos képet kapunk, ha a szem elé olyan háromszögű likkal ellátott kártyalapot tartunk, melyen a háromszögű nyilás kisebb a látó lik átmérőjénél, mivel különben ennek köralakja határozza meg a szóródásos kép alakját.
A legtöbb ember szeme, legalább megközelítőleg, úgy van alkotva, hogy a szem hátsó főgyujtópontja (42. ábra F2) és ennek megfelelőleg a végtelenben levő tárgyak éles képe az ideghártyára essék. A Holdat példáúl a legtöbb ember elég élesen látja. Az így alkotott szemet rendesen látó (emmetrop) szemnek nevezzük. Átmérője a porczhártya csúcsától ai ideghártya-gödörig középértékben 23 mm, tehát annyi, mint a gyujtópont távolsága ugyancsak a porczhártya csúcsától. Az ilyen szemben az optikai tengelylyel párhuzamosan beeső sugarak a fő gyújtópontban (47. ábra E) egyesülnek.
Tekintve az emberi szem említett alakját s azt, hogy tisztán csakis olyan tárgyat látunk, melynek az ideghártyagödörben éles képe van, következik, hogy a rendesen látó szem csak a végtelen távolságban levő tárgyakat láthatja jól; az ideghártya az ennél a szemhez közelebb álló tárgyaknak csak szóródásos képeit fogja fel, mert ezek éles képei valahol a szem mögött, a közelség szerint különböző távolságban képződhetnének csak. A minő arányban a tárgy a szemhez közeledik, abban az arányban távozik el képe az ideghártyától; a szóródásos kép is annál nagyobb. Hozzájárúl még, hogy valamely világító tárgy minden egyes pontjából számos sugár megy a szembe s ezek mind külön-külön szóródásos képet adnak, melyek részben ugyanazon ideghártya-részekre esnek: ilyen körülmények között az éles látás teljes lehetetlen. A szemen
a szóródásos körök nagyságát meg is határozták. A vizsgálat adatai szerint a szóródásos körök a tárgy közeledtével a szem felé igen lassan nőnek. Így példáúl 4 mm pupillaátmérő mellett 5 méter távolban levő fényforrás szóródásos köre csak 0.013 mm. Ez a szóródásos kör tehát olyan kicsiny, hogy ezen s természetesen még inkább az ennél nagyobb távolságban a szóródásos körök a látást nem zavarják. A szóródásos körök azonban gyorsan nőnek a tárgy további közeledésekor. Így 2.5 méternyi távolban levő fényforrás szóródásos köre a szemben 0.025, a 312 mm távolé 0.193, a 39 mm távolé 1 mm. Ezek szerint 5 méternél közelebb a szem előtt levő tárgyakat a rendesen látó szem nem láthat élesen.
A mindennapi tapasztalat arról győz meg, hogy szemünkkel különböző, 5 méternél sokkal közelebb távolságban álló tárgyakat is jól és élesen látunk. A közelebbi vizsgálat még
arról is tanúbizonyságot tesz, hogy különböző távolban tőlünk levő két tárgyat nem egyszerre, hanem csak egymás után látunk élesen. Mert, ha mintegy 10–15 cm-nyire szemünk előtt ritka szövetet, példáúl tüllt tartunk és e mögött 30–50 cm-nyire nyomtatványt s azon fáradozunk, hogy úgy a tüll szálait, valamint a nyomtatvány betűit egyaránt jól lássuk, tapasztalni fogjuk, hogy ez egyszerűen kivihetetlen. Ha a betűk világosan mutatkoznak, elmosódottak a szövet szálai, ha pedig ezeket élesen látjuk, az olvasás lehetetlen. Vagy ha az ablak elé állva, egyik kezünk ujját szemünk előtt tartjuk, tapasztalni fogjuk, hogy az ablak rámáját és az előttünk tartott ujjat nem tudjuk egy időben élesen látni. Midőn figyelmünket ujjunkra fordítjuk, a mögötte levő ablakrámát látjuk homályosan és megfordítva. Tetszésünktől függ a távolabb vagy közelebb levő tárgyat élesen látni, de mindkettőt egyszerre nem bírjuk tisztán kivenni. Ez azért van így, mivel a mikor a közel álló tárgynak éles képe van az ideghártyán, akkor a távol állónak csak szóródásos körei lehetnek ott és ha a távol álló tárgyra van beállítva szemünk s ennek éles képe van az ideghártyán, akkor a közel álló tárgytól jövő sugarak alkotnak ott szóródásos köröket. A szemnek azt a tulajdonságát, melynél fogva a különböző távolságban levő tárgyak képeit élesen látjuk, a szem alkalmazkodó tehetségének mondjuk, mivel a szem a látott tárgyak távolságához valósággal alkalmazkodik.
Minthogy éles látás lehetséges, ha a szóródásos körök bizonyos nagyságot el nem értek, a végtelen távolságra alkalmazott szem pl. 5 méternyire közel álló tárgyat elég élesen lát, következik, hogy a bizonyos távolságra alkalmazott szem ezen túl és innen a tárgyakat még fel tudja ismerni, ha a távolságuk ama határon belül esik, a melyen belül a látott tárgyak szóródásos körei még kicsinyek. Innen van, hogy midőn az ablakból az útczára tekintünk, az ott közelebb s távolabb járó embereket megismerjük a nélkül, hogy a szem
168
alkalmazkodásának fokát meg kellene változtatnunk. Ennek oka abban van, hogy, a mint látni fogjuk, a míg a szóródásos körök egyetlen csap átmérőjénél nem nagyobbak, addig az éles látás sem szenvedhet zavart, mert mindig az egész csap jut izgalomba, akár egész kiterjedésében, akár csak valamely részében izgatta a fény; a csap vagy pálczika mindkét esetben csak egyféle izgalmat küld az idegen végig s ez csak egyféle érzés okozója lehet.
A szem alkalmazkodó tehetsége azonban nem terjed végtelen határig, ez tünik ki a következő kisérletből:
Szemünk előtt kártyalapot tartunk, melyen a szem pupillájának átmérőjénél nem nagyobb távolságban egymástól két lik van. A 48. és 49. ábrán k k jelez egy-egy ilyen kártyalapot, az l1 és l2 a megfelelő likakat. A kártyalap likain keresztül nézünk a szem előtt bizonyos távolságban tartott két tárgyat (b a), pl. két tűt. Tegyük fel, hogy szemünk az a tűt rögzíti, erre van alkalmazva. Ilyenkor az a tűtől l1 l2 likakon át menő sugarak az ideghártyán α-ban mind egy képpontá egyesűlnek. Az ugyanez alatt b-ben tartott tűtől kiinduló és a rajzon szakadozott vonallal megjelölt sugarak, mert b tű a szemhez közelebb van, csak az ideghártyán túl egyesülnének, pl. β-ban, ennélfogva mi az ideghártyán b tűnek szóródásos képeit kapjuk. A b tűtől a két likon átment sugarak még nem egyesűlhettek, a két liknak megfelelőleg azért két szóródásos kép jön létre az ideghártyán: az l1 likon átment sugarak β1-ben, az l2-őn átmentek β2-ben találják az ideghártyát. Míg tehát a tűt egyszerűn és élesen látjuk, addig b tűt kettősen és a szóródásos körök miatt kevésbbé élesen fogjuk látni. Ennek megfordítottja a 49. ábrán lerajzolt kisérlet. Ennél a szem b tűre van alkalmazva és az ettől jövő sugarak egyesülnek az ideghártyán β-nál egy éles képpé. Ilyenkor azonban az a-ból jövő sugarak már az ideghártya előtt egyesültek α-ban és mert ott semmi sem fogja fel őket, zavartalanúl az ideghártyáig
169
mennek, minél fogva az l1 likon átment sugarak α1-ben, az l2-őn átmentek α2-ben adják az ideghártyán az a tű homályos szóródásos képeit.
Érdekes ez a SCHEINER-től származó kisérlet azért is, mivel tanúságot tesz arról, hogy a mely tárgynak a szemben felül van a képe, azt alant látjuk és megfordítva. A 48. ábra kisérletében látni lehet, hogy midőn a felső likat, l1-et elfedjük, az alsó, midőn l2-t elfedjük, a felső kép tünik el. És mivel a sugarak kereszteződnek α-ban, meg van fordítva az eset a 49. ábrán érzékített kisérletben. Mert ha itt az l1 likat elfedjük, akkor a felső, és ha az l2 likat elfedjük, az alsó kép tünik el. A minek a képe tehát az ideghártyán alúl van, azt a látótérben felül látjuk és megfordítva. Minthogy pedig a tárgyak ideghártyabeli képei a tárgyakhoz képest szintén meg vannak fordítva, következik, hogy mi a látott tárgyakat álló helyzetben látjuk.
Lehet a SCHEINER-féle kisérletet egyetlen tűvel is megtenni és vele a szemtől mindaddig távozni, vagy a szemhez mindaddig közeledni, míg végre legnagyobb megerőltetésünk ellenére sem tudjuk egyszerűen látni. Minthogy azonban tűvel messze nem lehet menni, mert a tűt kicsinységénél fogva nem látjuk, azért a kisérletre külön készüléket, az úgynevezett optométert szerkesztették. Lényegében egymásba tolható és egymásból kihúzható két cső, melyeknek ellenkező két végét fémlapok zárják el. A szem elé tartott csővég fémlapján a kártyalap két likának megfelelőleg két rés van, s e mögött gyújtó lencse úgy, hogy a második cső nyilásán a tűt helyettesítő egy rést ezeken keresztül nézzük. Midőn a második csövet az elsőbe annyira előre toljuk, hogy rése a lencse fő gyújtópontjába esik, akkor a két résen át a néző szemébe eső sugarak párhuzamosan haladnak, tehát úgy mintha ama rés, mint tárgy, a végtelenben volna; ha a rést a lencséhez közelebb viszszük, a sugarak tőle széttérőleg esnek
170
a szembe, úgy, mintha a végtelennél közelebb levő tárgytól indúltak volna ki; végre pedig midőn a rés a lencse gyújtópontjánál is távolabb van, akkor az irány, melybe a sugarak a szembe jutnak, összetérő. A belső cső ki- és betolásával mindig akadunk olyan határra, melyen innen és túl az egyszerű látás teljesen lehetetlen. Ez az illető szemre az a határ, melyen belül alkalmazkodni tud és melyen túl alkalmazkodó tehetsége nem terjed. A legnagyobb távolságot, melyen túl élesen látni már nem tudunk, a szem távolpontjának, a legnagyobb közelségét, melyen innen szintén nem látunk élesen, a szem közelpontjának nevezzük. A közel és távolpont közt van tehát a megvizsgált szem alkalmazkodó tehetsége, az alkalmazkodás köze.
Az úgynevezett rendesen látó szemnek a távolpontja is a legritkábban esik a végtelenbe. Igen messzeeső tárgyakat a legtöbb szem nem vesz jól ki, azért e szemnek a távolpontja szintén a végtelennél közelebb, úgy mondjuk, a végtelenen innen van. A közelpontja pedig vagy 10 cm.-nyire esik a porczhártya csúcspontja előtt; ennél közelebb tartott nyomtatványt a rendesen látó szem nem tud olvasni. Midőn közelbe és távolba váltogatva nézünk, mindig úgy érezzük, hogy a távolba nézés semmi megerőltetésünkbe nem kerül. Ha szemünket csukva tartottuk és megnyitjuk, mindig a távolra alkalmazkodva találjuk. Olyan szembetegek szeme, a kiknek alkalmazkodó tehetsége bénúlt meg, mindig csak a távolba lát. A távolba alkalmazkodás tehát a szem nyugalmi állapota s az ennél közelebbre való nézés jár megerőltetéssel. A távolpontból jövő sugarak a szemben minden alkalmazkodás nélkül egyesülnek és csak midőn közelebb álló tárgyat nézünk meg, veszszük használatba alkalmazkodó tehetségünket.
Az alkalmazkodás közét illetőleg a szemek közt sok eltérés van; nevezetesen nem egyforma a szemek alkotása, a porczhártya csucsától az ideghártyáig terjedő átmérője. A 47.
171
ábrán M alatt (165. l.) olyan szem van rajzolva, melynek átmérője a rendesen látó szem átmérőjénél (u. o. A) nagyobb. Minthogy az ép szemek fénytörő tehetsége egyforma szokott lenni, következik, hogy az így alkotott szembe párhuzamosan beeső sugarak, mint az ábrán ki is van tüntetve, az ideghártya előtt találkoznak és az ideghártyát már csak széttérésök közben érik, tehát szóródásos köröket okoznak. E szerint az ilyen szem távolpontja nem lehet a végtelenben, hanem abban a legnagyobb távolságban, a melyben levő tárgy sugarait a szem alkalmazkodás nélkül az ideghártyán egy képpontban egyesíti; de ez a rendesen látó szem távolpontjánál közelebb van. Az ilyen egyén a távolba rosszúl vagy épen nem lát. Minthogy pedig az alkalmazkodó tehetsége rendes, közelpontja is közelebb van a szemhez, esetleg 5–6 cm-nyire vagy még közelebb is esik a szemhez. Ez a rövidlátó (myopikus) szem. A rövidlátó szereti a tárgyakat közel vinni a szeméhez, mert, mint látni fogjuk, a tárgyakat annál nagyobbaknak látjuk, mennél közelebb viszszük őket szemünkhöz s így a rövidlátónak a szeme a rendesen látó szemhez képest nagyítóúl is szolgál. A mi a távolba való látást illeti, a rövidlátó a toronyórát, az útcza egyik oldaláról a túlsó oldalán levő felírásokat nem látja meg, vagy legalább is olvasni nem tudja. Az ilyen szemet rendesen látóvá lehet tenni megfelelő szóró lencsével, azaz olyan lencsével, mely a szélén vastag és közepén legvékonyabb.
Tegyük fel az 50. ábra (172. lap) szerint, hogy F volna az a legnagyobb távolság, melyből valamely rövidlátó szem a beeső sugarakat az ideghártyán egyesíteni birja. Ha most azon szem elé a c d szóró lencsét teszszük, úgy ez a lencse a végtelen távolban levő tárgyról jövő párhúzamos sugarakat c a, d b stb. irányokban úgy téríti el, mintha F-ből, a szem távolpontjából törés nélkül indúltak volna ki; a szem ezen lencse segedelmével ama távolban levő tárgyat is jól látja. Világos,
172
hogy a szóró lencsének annál erősebbnek kell lenni, minél rövidlátóbb a szem, mert annál inkább szükséges a sugarakat irányukból eltéríteni, szétszórni.
Túlságosan domború porczhártyája és lencséje miatt a legtöbb újszülött rövidlátó; a mint a szem tovább nő, eltűnik ez a rövidlátás. A rövidlátásnak gyakran az iskola az oka. A gyermekek írás, olvasás közben szeretnek erősen reáhajolni az írásra és szemöket ok nélkül megerőltetni. Így az izmok nyomással hatnak a szemre, mely a gyakori nyomás hatása alatt a kellőnél hosszabbra nő. Egyébiránt legtöbbször veleszületett s többnyire öröklött a szemnek hosszú alkata.
50. ábra. Fénytörés a szóró lencsében.
A szem átmérője a rendesen látó szem átmérőjénél rövidebb is lehet. Ilyenkor az optikai tengelylyel párhuzamosan beeső sugarak az ideghártya mögött egyesűlnének, ha az ideghártya már előbb nem fogná fel őket (47. ábra H; itt tehát a szem fő gyújtópontja az ideghártya mögé esik. Ez a túllátó (hypermetrop) szem. A túllátó szem csak összehajló irányban egyesíti a szembe eső sugarakat az ideghártyán alkalmazkodás nélkűl; ilyen sugarak azonban nem juthatnak másképen valamely szembe, mint ha lencsével összegyűjtjük őket. Mert a valamely tárgyponttól kiinduló minden sugár vagy párhuzamosan vagy széthajlóan haladhat csak. Azért, midőn túllátószemű ember távolálló tárgyat szemüveg nél-
173
kül néz meg, ilyenkor a szem már alkalmazkodik; ő tehát szeme alkalmazkodó tehetségét állandóan használja. E miatt közelpontja távolabb esik a szemétől, mint a rendesen látónál. Javítani lehet a szem eltérő alkatából eredő ezen hibát olyan gyűjtőlencsével, mely a párhuzamosan a lencsére eső sugarakat úgy hajlítja össze, hogy a szem, alkalmazkodás nélkül, az ideghártyán egyesíteni tudja.
A sötét kamara úgy alkalmazkodik a tárgyak távolságához, hogy a szekrény egymásba tolható két részét (45. ábra a, h) a szükség szerint egymásba toljuk vagy egymásból kihúzzuk; itt tehát a képet felfogó homályos üveglapot távolítjuk el vagy közelítjük a lencséhez, a szerint, a mint az éleg kép helye megkivánja. Az alkalmazkodásnak egy második módját is lehet látni a sötét kamarán. Kisérleteink közben tudniillik arról győződtünk meg, hogy valamely tárgy tiszta képét ernyőn elő lehet állítani, ha a lencse helyét a tárgy távolságának megfelelőleg megváltoztatják. A sötét kamarán az r csavar (156. l.) szolgál ilyen alkalmazkodásra, a mennyiben segedelmével az pi csőben foglalt lencsét a g felülettől el lehet távolítani vagy hozzá közelíteni. Szemünkben az alkalmazkodás e két módja közűl egy sem érvényesült; sem az ideghártyát nem tudjuk eltávolítani a porczhártya csúcsától, sem a porczhártya és lencse nem távozhatik el az ideghártyától.
A szemorvosok régi tapasztalata szerint az olyan szemek, melyeknek lencséjét kivették, nem tudnak alkalmazkodni; ez irányította a búvárok figyelmét a lencsére, mint olyan szervre, mely az alkalmazkodást végzi. Ismert dolog az is, hogy a világító tárgyak tükörképeit másnak a szemén látni lehet. Ha besötétített szobában valakinek szemétől oldalt lámpát állítunk és a lámpa elé ernyőt tartunk, melyen két négyszögű lik van vágva, úgy azon a szemen a négyszögű likaknak hat tükörképét fogjuk látni. Hogy a tükör-
174
képeket jól lássuk. a kisérletet az 51. ábrán feltüntetett módon kell megtenni.
51. ábra. A szem tükörképének vizsgálása.
C jelzi a fényforrás helyét, B az a szem, melyen a tükörképeket meg akarjuk figyelni és mely k t irányba tekint: végre A a néző szeme. A három tükörkép, melyet A szem B szemen lát, a fényforrásnak a porczhártyán, a lencse mellső és hátsó felületén képződött tükörképei. E tükörképek csak úgy jönnek létre, mint azok a tükörképek, melyeket a kerteket díszítő színes üveggömbökön látni lehet. Az e gömbökön tehető tapasztalat szerint, ugyanazon tárgy tükörképe annál kisebb, mennél kisebb a gömb, melyen a tükörképet nézzük. Ha a fényforrás elé két négyszögű likkal ellátott ernyőt állítunk, akkor hat tükörképet látunk. Ezen hat tükörkép rajzát az 52. ábra tünteti fel.
Midőn a megvizsgált szem távolra néz az 51. ábrán t-n túl, a tükörképek az 52. ábrán I., midőn a közel pontra, az 51. ábrán t-re van alkalmazva, ugyanazon ábrán II. alatt feltüntetett módon tűnnek elő. A tükörképek közül az a-val jelöltek a porczhártya, a b-vel jelzettek a lencse mellső és a c-vel jelöltek a lencse hátsó felületének felelnek meg. A szem közelre való alkalmazkodásakor tehát, a porczhártya tükörképén semmi változás nem tűnik fel, ellenben igen szembeötlő a lencse mellső felülete tükörképeinek változása:
175
52. ábra. Két négyszögű fényforrás tükörképei: I. a szem távolba való alkalmazkodásakor; II. a szemnek közelre való alkalmazkodásakor.
a tükörképek feltünően megkisebbedtek és a porczhártya tükörképeihez közeledtek is keveset. A tükörképek nagysága a tükröző felület görbületének fokától függ; mennél erősebben görbült a felület, a tükörképek annál kisebbek és megfordítva. E szerint a lencse mellső felületének domborulata fokozódik, midőn a szem közelre alkalmazkodik. Az a csekély közeledés, melyet a lencse mellső felületének és a porczhártyának tükörképei közt észre lehet venni, arra utal, hogy a lencse a porczhártyához keveset közeledik is. Ez a közeledés csak onnan van, mert a lencse mellső felülete előfelé domborodik és így nem a lencse valamely helyváltozásának következménye; a lencse hátsó felülete nem is tér ki a helyéből.
53. ábra. A lencse alakváltozása alkalmazkodáskor.
A lencse alakváltozását közelnézéskor az 53. ábra tünteti fel. Az ábrának baloldali, F-fel jelölt fele feltünteti a lencsét, midőn a szem távol tárgyat néz, ellenben a jobb, N-nel jelzett fele, a lencsét közel levő tárgyra alkalmazkodása pilla-
175
natában mutatja be. Jól látható a rajzon, miképen domborodik közelnézéskor a lencse előre és közeledik elülső oldalával a porczhártyához. A lencse ilyenkor a szivárványhártyát is maga előtt előre tolja. Az utóbbit könnyen meg lehet figyelni, ha valakinek szemét oldalról úgy tekintjük meg, hogy a szivárványhártyát az inhártyával egy vonalban lássuk; mert midőn az a szem közel levő tárgyhoz alkalmazkodik, akkor a szivárványhártya ama síkból előre lép. Mindezekből következik, hogy midőn szemünk közelre alkalmazkodik, a lencse mellső felülete a domborúbb.
Különböző üveglencsékkel tett próbák arról győznek meg, hogy mennél domborúbb valamely lencse, annál erősebben töri a fényt, a rajta áteső sugarak annál előbb egyesülnek; midőn tehát alkalmazkodáskor a lencse mellső felülete domborúbb alakú, erősebben töri a fényt, mint mikor alkalmazkodva nem volt.
Kérdés már most, mi az oka a szemlencse ez alakváltozásának? Feltűnt, hogy midőn a lencse közelre alkalmazkodik, a szivárványhártya is összehúzódik; közel levő tárgy megtekintésekor a pupilla szűkül. Minthogy tapasztalat szerint a szivárványhártya ezen mozgása a lencse alakváltozásával mindenkor együtt jár, közel volt a két tünemény közt kapcsolatot keresni. Feltették, hogy a szivárványhártya izmai végzik a lencse alkalmazkodását. Azt gondolták, hogy az összehúzódó szivárványhártya a lencse felületét nyomja és a rugalmas s duzzadó lencse e miatt a pupillában előre domborodik. Ezen következtetés téves voltát azonban azok az esetek bizonyítják be, melyekben oly egyének, kiknek szivárványhártyájából tetemes részt kivágtak, vagy a kiknek egész szivárványhártyája hiányzott, jól tudnak alkalmazkodni. E szerint, bár a lencse alakváltozásával együtt jár a szivárványhártya záró-izmának összehúzódása, az utóbbi még sem oka a lencse alakváltozásának.
177
A szemből kivett lencse mindig vastagabb, mint a szemben levő. A kivett lencse alakja az erősen közelre alkalmazkodó lencse alakjának felel meg s így következik, hogy a szemben valami erő az üvegtesthez odalapítja a lencsét és hogy közelnézéskor ez a nyomás kisebb-nagyobb fokban megszunik és a lencse rugalmasságánál fogva nyeri vissza domborúbb alakját. Vajjon mi szorítja a lencsét az üveg-testhez, csak úgy lehet megtudni, ha a lencse helyzetét a szemben figyelembe veszszük.
Az érhártyán belül a szemben kiterjedő ideghártya elülső vége, mint tudjuk, erősen oda van nőve a sugártesthez, tisztán kötőszövetből áll és fogazott szélnek neveztetik. Ezen fogazott széltől indúl a lencse mellső felületére a lencsét rögzítő szalag, a ZINN-féle övecske (37. ábra e; 140. l.). Egyedül ez a szalag lehet az, mi a lencsét az üvegtesthez odanyomja s ellapítja. Az az erő, mely esetleg a ZINN-féle övecskét előrehúzza, fogja a lencsét a nyomás alól felszabadítani. A sugártestben (37. ábra c) találtuk a sugárizmot. A közelre való alkalmazkodáskor ez az izom húzódik össze és az érhártyával együtt a sugárnyújtványokat s az ezektől kiinduló ZINN-féle övecskét is előre húzza, ellazítja; a lencse így a nyomás alól felszabadúl s rugalmasságánál fogva erősebben előre domborodik. A sugárizom ezen működését a búvárok közvetetlenűl bizonyították be. Sértetlen szemen a sugárizom végének megfelelőleg az inhártyán keresztül az érhártyáig finom tűt toltak előre s látták, hogy a tű kiálló vége, a sugárideg izgatásakor, hátrafelé, a szemben való vége e szerint előre mozgott; a sugárizom az érhártyát tehát előre húzza. Sikerült az inhártyaszél részletes eltávolítása után a ZINN-féle övecske előre való mozgását közvetetlenűl megfigyelni.
Az alkalmazkodás a távolra tehát a szem passziv állapota, melyet a lencsében uralkodó rugalmas erők okoznak. Ezt bizonyítja az is, hogy mikor az ember bizonyos életkort túl-
178
halad, rendesen a 40–45. életév közt, alkalmazkodó tehetsége csökken. A távolpont a helyén marad ugyan, de a közelpont mindinkább eltávozik a szemtől. Az előbb rendesen látó szem, úgy látszik, túllátóvá válik. A mely nyomtatványt eddig 20–25 cm-nyi távolságból olvasni nem került fáradságunkba, azt most mind távolabb kell tartanunk a szemtől, ha olvasni akarjuk. Az olvasás egyszersmind érezhető fáradságba, az alkalmazkodás műveletének nagyfokú használatába kerül. Legjobban jár ilyenkor az, a ki eddig, nem nagy fokban, rövidlátó volt, mert közelpontjának eltávolodásával úgy veszi észre, mintha szeme javúlna: olyan távolságban kezd jól olvasni, melyben a rendesen látó szem olvasni szokott. A szem ezen változását meesszelátásnak (presbyopiának) nevezik. Idővel minden szem messzelátó, mert minden szem lencséjének rugalmassága csökken. Egész szervezetünk rugalmassága bizonyos életkoron túl fogy s e fogyást rendesen először a szemlencsén veszszük észre. A sugárizom ilyenkor hiába lazítja el a ZINN-féle övecskét, úgy, mint fiatal korunkban, a lencse már nem bír annyira előre domborodni. Az életkor előhaladtával mindinkább fogy a lencse alkalmazkodó tehetsége, a messzelátás mind tovább fokozódik; annál is inkább, mert végre, az aggkor beálltával, az izomerő is gyengül.
Valamely szem messzelátásának fokát olyan lencsével lehet kifejezni, mely a közelpontot annyira közel viszi a szemhez, mint milyen közel a fiatal korban volt.
Míg a mondottak szerint az ember és vele együtt az emlősállatok szeme a közelre alkalmazkodik és pedig azáltal, hogy lencséje domborúbb alakot ölt, addig a legtöbb hal alkalmazkodás nélkül rövidlátó és a távolra alkalmazkodik. A halaknál az alkalmazkodás nem a lencsének alaki, hanem helyváltozása útján történik. Midőn a hal a távolba akar látni, lencséjét külön arra szolgáló izom segedelmével az
179
ideghártyához közelíti. Az az izom, mely a hal szemének ez alkalmazkodását végzi, az ember szemében teljesen hiányzik.
26. A SZEM HIBÁI
A szemnek eddigelé ismertetett tulajdonságai, nevezetesen a szivárványhártyának a fény erejéhez és a lencsének a tárgyak távolságához való alkalmazkodása miatt elsősége van bárminő optikai műszer felett. Azonban hiba-számba mennek már a szem alkatában talált eltérések, melyeknek következménye a rövid- és túllátó szem, valamint az alkalmazkodó tehetségnek a korral járó változása, a messzelátás. Sőt vannak a szemnek még további hibái is, melyek rendesen kevésbbé szembeötlők ugyan, de melyeket jól készült optikai készüléken nem szoktunk megtűrni. Ilyen példáúl a szem színes (chromatikus) eltérése.
Ismeretes dolog, hogy midőn színházi látócsövön vagy rossz távcsövön keresztül nézünk, a látott tárgyaknak színes szélök van. A napfény, valamint a többi világító tárgyaink, tudvalevőleg különböző törésű sugarakat árasztanak szét. A különböző törésű sugarakat felismerjük az érzésben, mivel különféle színérzést okoznak. Midőn vegyes fénysugár hatol keresztül a lencsén, az ezt összetevő különböző törésű sugaraknak más-más helyen van a főgyújtópontja. Ebből következik. hogy az egy pontból eredő különböző törésű sugarak nem adhatják törés után a világító pontnak egyetlen éles képét. Midőn az egyik nemű sugarak a lencse mögött egy bizonyos távolságban egyesülnek, a többiek ugyanazon távolban nem találkozhatnak, hanem, törésük foka szerint, előbb vagy később egyesülnek. A törékenyebb sugarak főgyújtópontja közelebb van a lencséhez, a kevésbbé törékenyeké pedig távolabb attól. Az ibolya s a kék suga-
180
54. ábra. Szines eltérés üveg lencsén.
rak a legjobban, a vörösek a legkevésbbé törékenyek s így főgyújtópontjuk legközelebb esik, emezeké legtávolabb van a lencsétől, úgy, a mint az 54. ábra feltünteti. Midőn a lencsére (a b) az optikai tengelylyel párhuzamos fehér fénysugarak esnek, az ibolyakék sugarak fő gyújtópontja i-ben, a vöröseké v-ben van. Ha a sugarakat erriyővel fogjuk fel, akkor az ernyő, a hely szerint, melyen áll, más és másképen fog megvilágítva lenni; m n-ben a megvilágított pontot vörös vagy sárga-vöröses szegéty veszi körül, r s-ben ibolyakék a szegély. Legkevésbbé van a megvilágított pontnak színes széle akkor, ha az ernyő ott áll, a hol a sugarak szóródásos körei egymást fedik, tehát i v között közbűl; csakhogy ilyenkor nem élesen, hanem szóródásos körben látjuk a fényforrás képét. Legszebben mutatható be ez a viszony, ha valamely fényforrás elé megfelelő likkal ellátott ernyőt s közvetetlenűl ez elé ibolyakék üveget tartunk. Az üvegen átmenő fény vörös és kék sugarakból áll. Lencsén bocsátva át a sugarakat, azt látjuk, hogy midőn a képet felfogó ernyőt oda tartjuk, a hol a kék sugarak egyesülnek, a kék pontot vörös színű szóródásos kör, ott, a hol a vörös sugarak egyesülnek, a vörös pontot kék szóródásos kör veszi körül. Ha a vörös és kék fény helyett vegyes, fehér fényt veszünk, az ernyő bizonyos állása mellett a kép megközelíti a fehér színt azért, mivel a különböző törésű sugarak az ernyőn
181
kölcsönösen fedik egymást; csupán a kép széle, melyre már nem jut minden törésű sugár, tünik elő színes szóródásos körrel; ez a színes szél is annál kisebb, mennél inkább fogjuk fel a képet azon helyen, melyen a különböző sugarak szóródásos körei egyenlő nagyok. De ilyenkor is azonnal színes fog lenni a kép széle, mihelyt azt a likat, melyen keresztül a fény a lencsére esik, részben elfedjük; mert midőn a sugarak egy részét a lencsétől visszatartjuk, a kép szélső helyén minden színű sugarak szóródásos körei nem fedhetik egymást.
55. ábra. Achro-
matikus lencse. |
|
Üveglencséken a hibát a lencsék különös összeállításával kerülik el. A lencséket kétféle üvegből, korona- és flintüvegből készítik, melyek közül a flintüvegnek sokkal nagyobb a szórótehetsége, mint a koronaüvegnek. Koronaüvegből készült gyűjtő- és flintüvegből való szórólencsét úgy illesztenek össze, hogy az egyik lencsétől szórt fényt a másik ismét összegyűjtse. E kombináczió fénytörő-tehetsége kisebb fog lenni, mint ha a gyűjtőlencse egymagában volna, de a színes eltérés el van kerülve. A lencsék jelzett összeállítását az 55. ábra tünteti fel. Koronaüvegből készűlt a kétszer domború gyűjtőlencse és flintüvegből készült a homorú szórólencse. Az ilyen kettős lencsét achromatikus lencsének nevezik.
A szemre nézve is sokáig tartotta fenn magát az a vélemény, hogy a színes eltérést itt is a szem fénytörő közegeinek különböző fénytörő és fényszóró tehetsége hárítja el. Azonban ez nincsen úgy, szemünkben a hiba kisebb ugyan, mint üveglencsén, de kis fokban tényleg megvan. Ha likkal ellátott papiros ernyő mögött ibolyaszínű üveget tartunk és a színes likat mint tárgyat nézzük, akkor a szem alkalmazkodási foka szerint vagy vörös pontot látunk kék szóródásos
182
körrel, vagy kék pontot vörös szóródásos körrel körülvéve.
Igen szembeötlőn lehet a szem színes eltéréséről meggyőződni, ha, mialatt egyik szemünket betartjuk, a másik szemmel az ablakra tekintünk, mely mögött a világos ég, példáúl fehér felhő, van és, mialatt valamely ablakrámát rögzítünk, a szem elé papiroslapot emelünk alúlról annyira, hogy a papiroslap s ablakráma között csak keskeny megvilágított rés maradjon vissza. Ilyenkor az ablakráma alsó széle kék, felső széle sárgavörös színben tűnik fel. Hasonlóan látjuk példáúl este az égő lámpa golyója szélét, ha szemünk elé tartott egyenes szélű, a fénynek áthatatlan tárgygyal a pupilla egy részét elfedjük.
Hogy a színes eltérést szemünkön rendesen észre nem veszszük, hogy a látásban épenséggel nem zavar bennünket, az onnan van, mert midőn a fény szabadon esik a szembe, az ideghártya egyes pontjaira igen vegyes fény kerül és a kép egész kiterjedésében a vegyes fény hatásának felel meg. De nem így van a dolog, ha a fényt, mint a fenti kisérletben, a pupillának csak szűk részén bocsátjuk a szembe; mert ekkor az ideghártya minden egyes megvilágított pontjára nem eshetik mindenféle sugár, kivált nem a kép szélén. E miatt ilyenkor az érzés is azon színnek felel meg, melynek sugarai túlnyomóan vannak jelen.
A szemnek további hibája a gömbi eltérésből származik. Gömbi eltérés alatt a törő közegek azon tulajdonságát értettük, melynél fogva az optikai tengelylyel párhuzamosan beeső sugarak törés után nem mind egyesülnek egyetlen főgyújtópontban. Úgy tapasztaltuk, hogy a törőfelület csúcspontja közelében beesett sugarak egyesüléspontja legtávolabb, a szélén beesetteké a legközelebb esik a törőfelülethez. Láttuk, hogy az ebből eredő hibát diafragmával szokás javítani és mint ilyen diafragmát a szivárványhártyát ismertük
183
fel. A szemen ezen gömbi eltérést még a porczhártya és szemlencse felületeinek sajátságos alakja is javítja. Ezen felületek ugyanis nem gömbszeleteknek felelnek meg, hanem a felületek a csúcstól széleik felé mind kevésbbé hajlottak, mind inkább ellapúlnak; a porczhártya felülete tehát a porczhártya csúcsán a legdomborúbb s széle felé mind kevésbbá domború. E miatt széle felé kevésbbé töri a fényt, mint csúcsa közelében és a felületre a csúcsponttól távolabb eső párhuzamos sugarak nem fognak a törőfelülethez anynyira közel egyesülni, mint ha a porczhártyafelület alakja gömbszeletnek felelne meg. Azonban ezzel az igazítás még nem teljes és a szivárványhártyának is marad javítani valója.
A szem törő felületeinek közelebbi megvizsgálása még egy további hiba, az úgynevezett astigmatismus fölfedezésére vezetett. A szem törő felületeinek görbülete egyes délköreik irányában tudniillik nem egyforma. Rendesen a függőleges délkör irányában erősebben hajlottak, erősebben törik a fényt, mint a többi, példáúl a vízszintes délkör irányában. Ily körülmények között azonban lehetetlen, hogy a vízszintes és függőleges síkban egyszerre beeső sugarak az ideghártyán egy éles képpé egyesüljenek. Ha például az 56. ábrán (184. l.) a vonalak keresztező pontját élesen rögzítjük, lehetetlen mindannyi vonalat egyenlően élesen látnunk. A legtöbb esetben egyik vagy másik vonalat élesebben, feketébben látjuk, mint a többit. Ha a függélyes vonal tisztán éles, a vízszintes tetszik elmosódottnak vagy megfordítva. Ez azért van így, mivel nem bírunk egyszerre minden délkörben beeső sugarak iránt alkalmazkodni. Midőn a szembe eső sugarak közül a vízszintes síkban jövők az ideghártyán egyesülnek, akkor a függélyes síkban beesők, mint melyben a porczhártya erősebben töri a fényt, mert ezen síkban jobban hajlott az alakja, már előbb egyesültek és az ideghártyán szóródásos képet adnak.
184
56. ábra. Az asztigmatizmus bemutatására szolgáló ábra.
Kis fokban minden szem asztigmatikus. De lehet az asztigmatizmus olyan nagy fokú, hogy a tiszta látást tényleg zavarja s ilyenkor megfelelő lencsékkel, ]gynevezett hengerlencsékkel segítenek rajta.
A gömbi eltérés, az asztigmatizmus, az, hogy a legtöbb szem távolpontja nem a végtelenben van, mind együttvéve okozza, hogy mi a látott tárgyakról szorosan vett éles képet soha sem kapunk. Világos tárgyak képének szélén mindig, kisebb-nagyobb mértékben, szóródásos kör képződik.
Mi a kép azon részét, melyen a tárgynak és környezetének szóródásos körei egymást fedik, öntudatlanúl oda itéljük, a honnan szemünkben élénkebb a hatás. A világos tárgyak e miatt nagyobbaknak látszanak, mint hasonló nagy sötétek. Ezt a tüneményt szétsugárzásnak (irradiacziónak) nevezik.
Ha égő gyertya lángja előtt vonalzót tartunk ]gy, hogy a láng egy része a vonalzó felső széle mögött még kiemelkedik, akkor a vonalzó széle azon helyen nem egyenesnek, hanem kimélyítettnek tetszik; a határfelületről nyert szóródásos képet az élénkebben ható lánghoz tartozónak itél-
185
jük. Szép, világos estéken, midőn a Hold első vagy utolsó negyedében van, a Hold egy része homályos korongként tűnik elő, melynek egyik oldalán a világos sarló-alak úgy tetszik, mintha nagyobb korongnak felelne meg; a Holdnak a Naptól élénken megvilágított része nagyobbnak tetszik a kevésbbé megvilágítottnál. Ha égő utczalámpát messziről nézünk, úgy tetszik, mintha a láng az egész lámpát betöltené; csak közelebbről, midőn távolságához inkább tudunk alkalmazkodni, veszszük észre a láng valóságos alakját s nagyságát a lámpában.
57. ábra. Az irradiáczió példája.
Az 57. ábrán két egyenlő nagy négyszögbe két kisebb, szintén egyenlő nagy négyszög van berajzolva. Ha az ábrát kissé nagyobb távolságból nézzük, a két kisebb, egyenlő nagy négyszög közűl a világos sötét alapon nagyobbnak tetszik, mint a fekete fehér alapon. Igen szép idevágó kisérlet a következő is: 20 cm magas, 15 cm széles kemény papiros felső felét fehér papirossal vonjuk be, alsó felét pedig feketére festjük. Azután 4 mm széles fekete csíkkal a felső fehér felét és épen úgy ugyanolyan széles fehér csíkkal az alsó fekete felét, két egyenlő részre osztjuk fel, ]gy, a mint az 58. ábrán látható. Ha most a lapot úgy akasztjuk a szoba falára, hogy jól meg legyen világítva és 4–5 méternyire eltávozunk tőle, akkor a fehér csík feltünően szélesebbnek tetszik majd, mint a fekete.
186
A sakktábla világos terei is bizonyos távolságból nagyobbaknak tetszenek, mint a sötétek. Sőt nemcsak a fehér-fekete, hanem más színes felületeken is látható a szétsugárzás. A sárga felület nagyobbnak tetszik kék alapon, mint hasonló nagy kék felület a sárga alapon. Nagyobbnak látjuk az olyan színű felületet, mely ideghártyánkra élénkebben hatott.
58. ábra. Az irradiáczió példája.
A szétsugárzás tüneményéből érthető, hogy miért látszik a láb kisebbnek fekete, mint fehér czipőben, vagy miért tetszik az ember karcsúbbnak sötét, mint világos ruhában.
A szemnek mind e hibái azonban addig, míg a rendes korlátok határain belül maradnak, lényegtelenek, a tiszta látást ritkán, vagy épen nem zavarják. Ellenben tetemesen zavarja a látást már az, ha a porczhártyán a könnycsepp a domborulatot helyenként rendellenessé teszi. E miatt nem lát, vagy legalább nem tisztán lát az, a kinek szemét sírás közben a könnyvíz önti el. Ha szemünk úgy van beállítva, hogy a valamely látott tárgytól jövő sugarak az ideghártyán szóródásos kört adnak, ha tehát szemünk a tárgy távolságához nem alkalmazkodik és könnycsepp van a porczhártyán, akkor ama tárgynak két szóródásos képe jön létre az ideghár-
187
tyán; egyikkel sem látunk ugyan tisztán, de egyszerű tárgy helyett kettőt látunk. E tüneményről úgy is meg lehet győződni, ha szem helyett egyszerű lencsét veszünk és a képet felfogő ernyőt úgy állítjuk, hogy rajta a tárgynak nem tiszta, hanem szóródásos képét lássuk. Ha ilyenkor a lencsére egy csepp olajat adunk, úgy az ernyőn az olajnak megfelelőleg egy másik foltot kapunk.
Könnyvíz, vagy más a porczhártyára esetleg jutó anyag, példáúl a MEIBOM-féle mirigyek váladékától okozott zavarok, a tiszta látásban egészen mulékonyak, e miatt jelentéktelen tünemények. De lehetnek a porczhártya felületén hegedéses egyenetlen behúzódások, melyek ha többszörös és zavart képek okozói, úgy a látászavar állandó.
Számosak azok a fényelszóródások, melyeket a szemlencse rostos szerkezete okoz. Ezek miatt látjuk az égi testeket csillag-alakúaknak, noha épen nem azok. Ha sötét háttér előtt gyertyalángot tartunk, úgy tetszik, hogy a lángot fényköd veszi körül. A fényt a lencse részben szétszórja a szemben, e miatt az ideghártya nemcsak a világító tárgytól kap közvetetlenűl fénysugarakat, nemcsak a neki megfelelő kép van megvilágítva, hanem a lencsétől elszóródott fény kis részben az ideghártya többi részeit is megvilágítja. E miatt a tárgy képe sokkal kevésbbé éles, mint a belső fényszóródás nélkül volna. Innen látunk homályosan olyan képet, mely két ablak között fel van függesztve és világosságát szemben levő ablaktól kapja; a két oldalt levő ablak fénye, mint szórt fény, okozza, hogy a képet úgy látjuk, mintha ködön át néznők. Mihelyt az oldalról beeső fényt szemünktől eltartjuk, példáúl az által, hogy csövön át nézzük a képet, azonnal tisztábban, élesebben tűnik elő.
