眼的折光功能

眼的折光系统由三部分折光率不同的物质组成，相当于由三个折光力不同的凸透镜组合成的一套复合透镜。其特点是：
❶光线从空气进入由角膜及房水组成的单凸透镜时，因空气的折射率与角膜-房水的折射率(1.336)相差较大，光线在这里发生的折射较显著。
❷晶状体的凸度较大，若在空气内折光力是很强的(1.437)。但它是淹没在房水内，与房水的折射率相差不大，因而在眼内，光线通过时发生的折光就比在空气内小得多。
❸玻璃体的折射率与房水差不多(1.336)，因为它的曲率半径大，起的折光作用很小。因而就整个眼的折光系统来说，主要应考虑到角膜房水合成的透镜与晶状体两者的折光作用，和眼内为折光率近似房水的液体、眼外为空气这一些特点。
眼折光系统的光学 一个凸透镜若是很薄 （称薄透镜），则它的成像情况如图1,X-X′是通过镜中心、与镜垂直的主轴。F为前焦点，若在前焦点之外有AB物体，则通过透镜可在镜的对侧生成ba像(为倒立、实像)。这种情况下，从A点发出的光一部分通过镜中心不发生折射，另一部分通过前焦点在镜的前面处发生折射 (因假定镜无厚度，镜的前面、后面是一个)，两部分光线经透镜后聚焦于a点，即A点的像。AB物体可认为是由很多小光点组成，所成的物像也是由很多小像点所组成。在这种情况下，从物像各点发出的所有通过透镜的光线中，都有通过镜中心的部分，因而这一点称为节点(N)，从各部来的光线都在通过镜中心与主轴垂直的一个平面处发生折光，这共同的折光面叫主面。主面与主轴相交之处（镜中心）叫主点(H)。在无厚度的透镜主点与节点相重叠。但若透镜有一定厚度，则可有两个主面、两个节点。可以把厚透镜分解为两个薄透镜，中间夹有一块平面镜，光线通过的途径如图2所示。若凸透镜一面凸一面平，则节点的位置将移向前。因而在这种情况下，节点与主点并不在一处，两者间有一定距离。眼的折光系统是由折光率不同的物质和不同曲率半径的透镜构成的复合透镜，其节点，主面的位置就与薄透镜更不相同，于是就成为一个较复杂的透镜组，当计算眼的总折光力时，在取参数上容易发生误差。实际应用时多以Listing简约眼为依据。这种简约眼是将眼折光系统中的两个节点、两个主点加以简约，计算其在眼球内的位置 (如图3)。这种简约眼可用于眼折光系统的计算。

图1 凸透镜的成像F前焦点，N节点，H主面，X-X′主轴

图2 浸入介质内的厚透镜折射成像光路图
F₁、 F₂为焦点(F₁F₂); H₁、H₂为主点； N₁、N₂为结点

图3 简约眼
眼球长度为24.4mm，总屈光度为58.5D，假定眼的折光系统只是由角膜和液体介质组成的，介质折光系数为1.336，节点(N)在角膜后7.2mm，主面在角膜后1.5mm。Fa为前焦点，前焦距为17.2mm;Fp为后焦点（恰在视网膜上），后焦距为22.9mm

在简约眼中成像的情况如图4。

图4 简约眼的成像
距眼6m外的物体AB，可在眼的视网膜上成像ba(光线Aa通过节点N,AFa在主面上折光后与Aa聚于a)

眼折光功能的调节 眼在看远物时(6m以外)，从物体上一点发出的所有入眼的光线可认为是平行光线，这时成像在视网膜上。若看近物，则从物体上一个点发出的光线不是平行的，而是放散的，这样通过眼折光系统所成的像是在视网膜之后，于是就要求眼折光系统的折光能力加强些。眼折光系统中的晶状体是可以变动的，晶状体的凸度加大些就可以达到这一要求。看近物体时相应对眼晶状体折光力的调节，是通过神经反射机理来实现的。这一反射的效应器是睫状肌。因晶状体悬韧带是附着于睫状突及其后部的，在睫状肌舒张时（张力小时），悬韧带紧拉晶状体被膜，使其张紧，晶状体的凸度则较小。当睫状肌因副交感神经兴奋而收缩时，环行纤维的收缩使睫状突向内移，辐行纤维的收缩使睫状突向前移，其结果都使悬韧带放松，晶状体被膜也松弛，晶状体因自身的弹性及表面张力作用而变厚。凸度加大。由于晶状体前面的被膜较其他部位略薄，因而晶状体向前突就更显著些。这样不仅晶状体的凸度增加，而且位置也略向前移，这两者都有利于使物像向前移，落在视网膜上(图5)。

图5 眼进行调节时晶状体、虹
膜及睫状体的位置（虚线）眼折光调节时，晶状体前面中央部分向前突出，睫状体向内移

眼折光力调节的反射弧，现还没有完全弄清楚，感受器是视网膜，传入神经是视神经，中枢联系包括外膝状体、大脑皮质枕叶及额叶皮质，由皮质到四叠体上丘及顶盖前区，进入动眼神经核群中的Edinger Westphal核，由此发出副交感神经纤维到达睫状肌。
当人注视近物时，发生折光调节反射的同时，还出现瞳孔缩小及两眼球向内收视轴向鼻侧集拢。这种反射性的瞳孔缩小称近反射。两眼球内直肌反射性的收缩，称辐辏反射。这两种反射的反射弧一般认为与眼折光调节反射的反射弧大致相同，但辐辏反射的效应器是内直肌，近反射的效应器是瞳孔括约肌。
眼的折光异常 当人眼看6m以外的物体，物像恰好落在视网膜上，称为正视眼。若人看6m以外的物体，物像不能落在视网膜上，或生成的物像有畸变时，称为折光异常。眼的折光异常一般有三种：
❶看6m以外的物体，物像成在视网膜之前，称为近视眼。它是由于眼球前后径太长或是折光系统的折光力太强所造成的。
❷与近视眼相反，在看6m以外的物体时，物像成在视网膜之后，称为远视眼。它是由于眼球前后径太短或折光系统的折光力太弱所引起的。
❸还有一种情况是由于折光系统中（主要是角膜的折光面）不同方向的折光能力不一致。从物体一个点发出的平行光线进入眼内，通过折光系统后，不能成一个圆的点，而成为长圆形或棒形，因而出现畸变和不清楚，称为散光。近视眼可用适当屈光度的凹透镜以减弱折光系统的折光力来矫正。远视眼可用适当屈光度的凸透镜来矫正。散光可用适当的柱形镜来矫正。