Inimese silm (0)

Tallinna Polütehnikum
Trükitehnoloogia
Inimese silm
Referaat
Tallinn 2015
Silm on meeleelund
Meeleelunditel on spetsiaalsed väliskeskkonnast informatsiooni vastuvõtvad tunderakud ehk retseptorid . Vastuseks ärritusele tekib meeleelundites närviimpulss, mis liigub närve mööda ajusse, kus seda analüüsitakse ja tõlgendatakse. Seejärel reageerib inimene vastavalt saadud ärritusele.
Nägemine on võime tajuda valgust, värvust, esemete kuju, mõõtmeid ja asukohta. Inimesel on kaks silma ja tavaliselt vaatleme esemeid korraga mõlema silmaga. Kahe silmaga vaadates näeb inimene ruumiliselt. 
Silma ehitus
Inimese silmad asuvad luudest moodustunud silmakoobastes, mis neid külgedelt ja tagant kaitsevad. Eest kaitsevad silmamuna silmalaud ja ripsmed . Ripsmed kasvavad laugude servas mitmes reas, takistades tolmu ja teiste väikeste võõrosakeste silma sattumist. Silmade kaitsesüsteemi kuulub veel silmamuna niisutav pisaravedelik . Pisaravedelikku eritub kogu aeg ja see hoiab silmamuna niiske, vähendab hõõrdumist, takistab mikroobide arengut, uhub silma pinnalt ära väiksemad tolmuosakesed ning parandab silma optilisi omadusi.
Silmi hoiavad paigal või liigutavad välised silmalihased. Need lihased kindlustavad ka silmade kooskõlastatud ja sujuva liikumise mingi eseme vaatlemisel ning pilgu pööramisel. Väliste silmalihaste väär asend põhjustab kõõrdsilmsust. 
Eespoolt katab ja kaitseb silmamuna läbipaistev sarvkest . Valguskiired tungivad sellest läbi. Kumer sarvkest suunab valguskiired järgmistele silmaosadele. Silma sisse jõudmiseks peavad valguskiired läbima vikerkesta keskel paikneva silmaava ehk pupilli . Sõltuvalt valguse tugevusest muutub silmaava suurus, mis reguleerib silma langeva valguse hulka. Silmaava ümbritsev vikerkest ehk iiris sisaldab pigmenti, millest sõltub silmade värvus. 
Silmaava läbinud valguskiired langevad silmaava taga paiknevale silmaläätsele, mis oma kujult ja funktsioonilt sarnaneb luubiga. Läätse ümbritseb ripslihas , mis muudab läätse kuju ning hoiab seda paigal. 
Läätse kuju muutub sõltuvalt sellest, kui kaugele vaadatakse. Ripslihase kokkutõmbumine ja lõtvumine muudab läätse kas kumeramaks või lamedamaks. 
Silma sisemus on täidetud läbipaistva vedelikuga. Läätse ees on see vedelam, läätse taga aga sültjas , moodustades klaaskeha , mis katab silma tagaosa seestpoolt. Läätse läbinud valguskiired tekitavad võrkkestale vaadeldava objekti ümberpööratud ja vähendatud kujutis.
Võrkkestas on valgustundlikud rakud - kolvikesed ja kepikesed -, mis võtavad vastu valgusärritusi. Kokku on silma võrkkestal umbes 150 miljonit kepikest ning 7 miljonit kolvikest. Kepikesed eristavad musta valgest , kolvikesed võimaldavad tajuda värvusi. Kolvikesi on kõige rohkem võrkkesta keskosas, äärealadel on rohkem kepikesi . Võrkkestal pupilli vastas on koht, kus asuvad ainult kolvikesed. Seda võrkkesta osa nimetatakse kollatähniks.
Kohta, kus nägemisnärv seostub silma võrkkestaga, nimetatakse pimetähniks. Pimetähni piirkonnas võrkkestal valgustundlikke rakke ei ole.
Silmamuna tagumist osa katab kõvakest, mille eespoolne, nähtav osa on silmavalge. Kõvakesta all paikneb soonkest . Soonkest sisaldab rikkalikult veresooni. Soonkest varustab silma rakke hapniku ja toitainetega ning osaleb silma temperatuuri reguleerimises.
Kujutis tekkimine
Nägemise aluseks on valgustundlikes rakkudes toimuvad keemilised muutused, mis põhjustavad elektrilisi impulsse. Impulsid kanduvad valgustundlikest rakkudest närvikiududesse ja koonduvad nägemisnärvi. Viimane juhib impulsid edasi peaaju nägemispiirkonda.
Kõige selgemini saame näha siis, kui vaatleme otse meie ees asuvaid esemeid. Külgedel paiknevate esemete piirjooned on ähmased ja värvisus ei eristu kõige selgemalt. Esemetelt peegelduvad valguskiired läbivad sarvkesta, silmaava seejärel koondab ja suunab lääts valguskiired läbi klaaskeha võrkkestale. Läätse läbinud valguskiired tekitavad võrkkestale vaadeldava objekti ümberpööratud ja vähendatud kujutise.
Valguse mõjul tekivad silma võrkkesta rakkudes keemilised muutused, mis põhjustavad närviimpulsse. Need kanduvad mööda nägemisnärvi peaaju nägemispiirkonda, kus tekib nägemisaisting . Kuigi silma võrkkestal moodustub eseme vähendatud ja ümberpööratud kujutis, ei näe me asju ümberpööratuna. Põhjus on selles, et ajus töödeldakse infot ja kogemuste tõttu tajume asju õiget pidi. Samuti aitab aju mõista kujutisi, mida me näeme. 
Nägemisprotsessi võib jagada neljaks osaks

• kujutise formeerimine võrkkestal
  
• optilise kujutise muundamine närviprotsessiks
  
• närviimpulsside vastasmõju ja nende juhtimine ajju
  
• signaalide interpreteerimine ajus.
  

Nägemise fotokeemia
Kollatähnis asuvad kepikesed on tundlikumad kui kolvikesed, võimaldades nägemist ka nõrgas valguses. Kolvikesed vajavad ärrituse vastuvõtuks rohkem valgust, mistõttu inimene hämaras värvusi hästi ei erista.
Kepikeste valgust neelavateks elementideks on rakkudes asuvad tasapinnalised kettad . Kettad koosnevad rodopsiinist, mis laguneb valguse toimel. Rodopsiin on üks silma võrkkesta valgustundlikke aineid, nägemispurpur. Kepikeste neeldumisspektri maksimum on lainepikkusel 500 nm. Lagunemine toimub 10-8 - 10-3 s jooksul. Rodopsiini regenereerimiseks kulub sadu sekundeid.
Kolvikeste valgustundlikud elemendid on rodopsiinile lähedase koostisega. Kolvikesi on kolme liiki ja igal neist on oma neeldumisspekter maksimumidega sinises (460 nm), rohelises (530 nm) ja kollases (580 nm) spektriosas.
Värviaistingu tekkemehhanism
Kolvikesed   toimivad hea valgustatuse korral, sest neil on suhteliselt väike valgustundlikkus. Nad tagavad kontrastide eristamise ning seega ruumilise lahutusvõime . Värvuste nägemist võimaldavad kolvikesed sellepärast, et enamasti esineb inimestel vähemalt kolme tüüpi kolvikesi (L-kolvikesed, M-kolvikesed ja S-kolvikesed), mille tundlikkuse spektraalne jaotus on erinev.
Hämaras kolvikeste töö lakkab, mistõttu värvuste eristamise võime kaob. Samuti saab kolvikeste abil tajuda peenemaid üksikasju ja kiiremaid muutusi, sest kolvikeste reaktsiooniaeg on lühem kui kepikestel. 
Erineva lainepikkusega elektromagnetkiirgus tekitab erineva värvusaistingu: treenimata inimese silm võib eristada kuni 150 värvitooni, kunstniku silma korral võivat see ulatuda kuni 10 000-ni. Vastavalt traditsioonile (7 vikerkaarevärvi) võib spektri jaotada 7 osaks. Toodud värvuste piirid on väga tinglikud ja vastavalt erinevate rahvuste kultuuritraditsioonile on roheline piirkond mõne teise rahvuse jaoks kollane jne.

• Punane 770 - 620 nm
  
• Oranz 620 - 590 nm
  
• Kollane 590 - 560 nm
  
• Roheline 560 - 500 nm
  
• Helesinine 500 - 480 nm
  
• Sinine 480 - 450 nm
  
• Violetne 450 - 380 nm
  

Valgusaistingu tekkemehhanism
Sõltuvalt valguse tugevusest muutub silmaava suurus, mis reguleerib silma langeva valguse hulka. Hämaras on silmaava suurem, eredas valguses aga väiksem. Silmaava suurus ei muutu hetkega, selleks kulub kindel aeg. Seetõttu vajavad silmad kohanemisaega, kui valgustingimused järsult muutuvad, näiteks valgest hämarasse või valgesse minekul.
Esiteks on silma võrkkestale langev kiirgusvoog reguleeritav silmaava muutumisega. Silmaava diameeter on pimedas >7 mm ja päevavalguses 2 mm. Silmaava diameetri muutumisega saab kiirgust reguleerida kõigest paarkümmend korda. Edasine jaotus on tagatud kolvikeste ja kepikeste erineva tundlikkusega, mis jaotab kogu diapasooni kaheks alamdiapasooniks: nõrgemate kiirgusvoogude korral on vastuvõtjaks kepikesed, suurematel objekti heledustel aga kolvikesed. Kepikesed on tundlikumad kui kolvikesed, reageerides ka nõrgas valguses, kuid ei erista värve.
Kasutatud kirjandus:
http://www.physic.ut.ee/instituudid/efti/loengumaterjalid/opt/optika/optikalisa/ovk.html
http://www.miksike.ee/docs/referaadid2005/silm_nagemine_liisaojakoiv.ht m
http://prillidestpriiks.weebly.com/silm-ja-naumlgemine.html