الضوء وعلاقته بالعملية البصرية

طبيعة الضوء:

· نظرية الجسيمات: كان الاعتقاد السائد بشأن طبيعة الضوء حتى منتصف القرن السابع عشر مبني على أساس نظرية الجسيمات والتي كانت تتلخص في أن الضوء عبارة عن تيار من الجسيمات التي تنطلق من الصدر الضوئي سواء كان ضوء الشمس أو ضوء شمعة أو ضوء مصباح وتسير هذه الجسيمات في خطوط مستقيمة ولها القدرة على النفاذ خلال الأوساط الشفافة بينما تنعكس عن سطوح الأوساط المعتمة وعندما تصل إلى العين وتدخلها فإنها تحفز حاسة الإبصار.

· النظرية الموجية: بحلول منتصف القرن السابع عشر بدأت الشكوك تساور علماء الضوء في مدى صحة نظرية الجسيمات وبدأت تظهر في الأفق نظرية أن الضوء عبارة عن موجات من نوع ما تنتقل خلال ما يسمى بالأثير وهو وسط شفاف تماما يشغل أي فراغ كوني وينفذ خلال فراغات وثقوب الأوساط الشفافة .ولم يكن اقتناع علماء الضوء بهذه النظرية كاملا فاستمرت جهود العلماء لكشف حقيقة طبيعة الضوء حتى تمكن العالم الاسكتلندي ماكسويل من اكتشاف أن طبيعة الضوء عبارة عن موجات كهرومغناطيسية تنتقل في صورة شعاع ضوئي وأن طاقة الشعاع الضوئي تتركز في الفوتون وهذه الطاقة الحركية تسمى العزم ويلاحظ في هذه النظرية مزج بين النظرية الكهرومغناطيسية والنظرية الجسيمية ويمكن تعريف الضوء بأنه تلك الطاقة الإشعاعية التي تنبه الإحساس البصري نتيجة حفز الشبكية في العين.

· الموجة الضوئية والشعاع: إذا تصورنا مصدر ضوئي دقيق ينطلق منه الضوء في شكل موجات كهرومغناطيسية فإنها ستكون على شكل كرات تحيط بالمصدر الضوئي وكلما بعدنا عن المصدر الضوئي كلما ازداد نصف قطر الكرات التي تمثل الموجات الضوئية وبالتالي يقل تحدبها حتى تصل إلى مسافة بعيدة جدا يصبح عندها السطح الكروي للموجة الضوئية مستويا مقطعة خط مستقيم يسمى صدر ( مقدمة ) الموجة ويكون انتقال الموجة الكهرومغناطيسية ذو شكل مميز حيث تتقدم الموجات عبر محور معين تجاه الناحية اليمنى وتكون الموجات المغناطيسية محتضنة للموجات الكهربائية بينها وبين خط المحور في سلسلة ممتدة وتمثل الموجات الضوئية غالبا ما يسمى

(( الشعاع الضوئي )) ويعتبر الشعاع الضوئي في النظرية الجسيمية هو مسار جسيم ضوئي ( فوتون ) بينما طبقا للنظرية الموجية يعتبر الشعاع خط وهمي يحدد انتقال الموجة الضوئية وهو دائما خط مستقيم.

العين كجهاز بصري
*الانكسار الضوئي:

إذا اصطدم الشعاع الضوئي بجسم ما في مساره فانه يعاني من إحدى هذه الحالات :

1) يمتص الشعاع إذا كان الجسم أسود ويكون الجسم معتما.

2) ينعكس الشعاع كما يحدث في المرايا.

3) ينفذ الشعاع كما يحدث في حالة الزجاج واما أن تكون النفاذية تامة أو جزئية فإذا مر الشعاع متعامدا على سطح الزجاج المنفذ فانه لا يعاني انكسارا بينما إذا سقط الشعاع مائلا على سطح الزجاج فانه يعاني من الانكسار أي أن الشعاع الضوئي يعاني من انحناء عند اختراقه للزجاج. وسبب هذا الانحناء المسمى انكسار الضوء هو المقاومة التي يلاقيها الشعاع الضوئي عند انتقاله من الهواء إلى الزجاج.

· الانكسار الطبيعي داخل العين((استواء الإبصار)):

عندما يصل شعاع ضوئي إلى العين فانه يمر في طريقه بالأجزاء التالية:

القرنية ـ السائل المائي بالخزانة الأمامية ـ العدسة البلورية ـ الجسم الهلامي(الزجاجي).

وفي الواقع أن الشعاع الضوئي الداخل إلى العين يمكن إهمال انكساره في السائل المائي والسائل الزجاجي حيث يتشابه معامل انكسارهما مع معامل انكسار الماء حوالي (1,33 )

بينما يعاني الشعاع الضوئي أكبر نسبة انكسار على القرنية والعدسة البلورية حيث يصل إجمالي قوتيهما الانكسارية حوالي 60 ديوبتر وتكون نسبة الانكسار الأكبر من نصيب القرنية خصوصا سطحها الأمامي.

لو افترضنا للتبسيط أن العين تشبه آلة التصوير حيث يسقط الشعاع الضوئي من المرئيات على الفلم الحساس الذي يمثله في العين الشبكية. نتصور الجسم المراد رؤيته أمام العين وعلى مسافة مناسبة منها. نتخيل الأشعة الضوئية الداخلة إلى العين من الجسم يمثلها الخط

َأ أ والخط َ ب ب .

بتوصيل النقطة َأ مع النقطة َ ب يكون َأ َ ب ممثلا لصورة الجسم المرئي.ويلاحظ أن الصورة مقلوبة مصغرة على الشبكية ومنها تنتقل عبر المسار البصري إلى المراكز البصرية في المخ في القشرة المخية القذالية (القفوية) حيث يتم تلقي الصورة واعادتها إلى وضعها المعتدل وحجمها الطبيعي.

· خلل الانكسار بالعين [ العيوب الانكسارية ]:

ـ مد البصر ( طول أو بعد النظر ):

هو خلل انكساري بحيث الأشعة الضوئية المتوازية الداخلة إلى العين تلتقي في بؤرة خلف الشبكية وذلك في حالة غياب التكيف.

الأعراض: 1) إجهاد العين.2) نقص حدة الإبصار. 3) مد البصر المبكر(تصلب العدسة).

العلاج: 1) في المريض صغير السن والخلل الانكساري بسيط لا داعي للعلاج.

2) في المريض صغير السن والخلل الانكساري كبير يعطى نظارات بعدسات

كروية موجبة ذات تصحيح كامل.

3) في البالغين والكبار يعطى المريض نظارات بعدسات كروية موجبة ذات

تصحيح أقصى ما يحتمله.

ـ حسر النظر ( قصر أو قرب البصر):

هو خلل انكساري بحيث تتلاقى الأشعة المتوازية القادمة من ما لا نهاية في نقطة أمام الشبكية .

الأعراض: 1) إجهاد العين.2) العشى الليلي.3) الذبابة الطائرة لتحلل الجسم الزجاجي.

4) تغيرات بالشبكية تحدث في قصر النظر الخبيث ( إحاطة القرص البصري

بهلال ويتزايد حتى يحيط به بشكل حلقي ـ قاع العين المرقط بسبب نقص

الصبغيات ـ استحالات شبكية مشيمية تؤدي إلى تلف الشبكية ـ

نزيف البقعة الصفراء ـ بقعة فوخ بقعة سوداء تظهر فجأة بالبقعة الصفراء

دون سبب معروف تسبب نقص كبير بالإبصار ـ انفصال شبكي ـ بروز

خلفي بالعين )

5) استحالات الجسم الزجاجي حيث يصبح أكثر سيولة وبه بقع سوداء

تكون الذبابة الطائرة.

العلاج: أ} علاج بصري: 1) النظارات التصحيحية ذات العدسات الكروية السالبة

حيث يعطى المريض تصحيح أقل ما يمكن.

2) العدسات اللاصقة خصوصا في الحالات الشديدة.

ب} علاج عام: 1) الاهتمام بالصحة العامة.

2) إعطاء المريض فيتامين أ و د و الكاليسوم.

3) استعمال إضاءة جيدة خصوصا في أداء الأعمال القريبة.

ج} علاج جراحي: تشريط القرنية.



ـ اللابؤرية ( اللا استقامية أو الاستجماتيزم ):

هو نوع من عيوب البصر ناتجة عن اختلاف قوة الانفراج في مختلف محاور العين الرئيسية ويترتب عليها أن صورة الشيء المرئي لا ترى محددة أي ليس نقطة مقابل نقطة إنما تصبح مشوشة غير محددة المعالم.

العلاج: 1) في حالات اللا استقامية المنتظمة يصحح بواسطة عدسة اسطوانية .

2) في حالات اللا استقامية الغير منتظمة يصحح بواسطة عدسة لاصقة اسطوانية

لينة.

ـ تفاوت الإبصار :

حيث يكون الانكسار في إحدى العينين مختلفا تماما عنه في العين الأخرى بفرق لا يقل عن 4 ديوبتر .

الأعراض: 1) إجهاد العين.2) ازدواج الرؤية.

العلاج: تمثل العدسات اللاصقة العلاج المثالي لهذه الحالة.

ـ قرع البصر ( بعد البصر الشيخوخي):

هو التباعد الفسيولوجي للنقطة المرئية القريبة مما يجعل الرؤية القريبة غير مريحة. وهذا يحدث في الشخص السليم في عمر 40 ـ 45 سنة ويحدث مبكراً للذين عندهم بعد بصر بينما يتأخر للذين عندهم قرب بصر ، ويحدث قرع البصر بسبب تصلب العدسة نتيجة شيخوختها حيث تصبح أكثر صلابة فلا تستطيع أن تزيد قوتها الانكسارية كما كانت في السن الصغير فتتراجع النقطة القريبة بعيداً عن العين.

العلاج: بالنظارات الخاصة بالقراءة ذات العدسات الكروية الموجبة .



· حدة الإبصار:

كيفية التوصل لتحديد مدى حدة إبصار العين السليمة وكيف تم وضع طريقة لقياس حدة الإبصار للأشياء البعيدة والقريبة وعمل لوحات فحص حدة الإبصار:

[ 1 ] آلية تحديد حدة إبصار العين السليمة:

( أ ) * لابد من وقوع الصورة على مخاريط الشبكية.

· لكي تميز العين نقطتين متقاربتين لابد أن تسقط كل نقطة على مخروط مستقل.

· وجد أن أصغر مساحة تتمكن الشبكية من تكوين صورة فيها هي المسافة بين مخروط ومخروط وتساوي 0,004 ملم .

· وأن تكون الصورة زاوية سقوط ضوئي بمقدار واحد دقيقة ( َ1 ) .



( ب ) * في عام 1868م وضع العالم سنلن تصميم أحرف بحيث تكون أذرعه وفراغا ته تصنع زاوية بمقدار ( َ1 ) من القوس المنعكس على زاوية معينة وتكون الزاوية المحصورة على الحرف ( َ5 ) .

· وبطريقة حسابية لتحديد المسافة لجسم موضوع على مسافة معينة بحيث يعطينا صورة تكونت على الشبكية تماما مثل صورة تكونت من جسم موضوع في ألما لانهاية وبشكل واضح وجد أنها مسافة تعادل 6 متر تقريبا.

· وكلما ابتعد الجسم المراد رؤيته عن العين صغر حجم صورته المرئية،ولكي ترى العين صورة الجسم برغم بعده عنها بنفس الحجم ،يجب أن يزيد حجم الجسم كلما زاد بعده عن العين حتى تبقى الزاوية البصرية ثابتة المقدار.

[ 2 ] طريقة عمل لوحات فحص حدة الإبصار:

( أ ) لوحات الرؤية البعيدة:

· لوحة علامات سنلن(SENELLEN`S CHART ) : العلامات المرسومة على لوحة سنلن على شكل حرف (E) باللغة الإنجليزية ،وكل سطر يقل حجمه عن الحجم الذي يسبقه وهكذا. وتتدرج اللوحة بالصغر من أعلى 60/6 بالمتر إلى أسفل 6/6 للإبصار الطبيعي فإذا استطاع المريض رؤية العلامات وفتحاتها في الصف الأخير فان قوة إبصاره 6/6 أما إذا كان نظره أقل من ذلك فسوف يتمكن من قراءة السطر الذي قبله وهكذا وتكون قوة إبصاره 9/6 وذلك أن زاوية الفتحات في هذا الصف يستطيع الإنسان السليم أن يراها على بعد مسافة 9متر لأنه يكون حجم هذه الأحرف على هذه المسافة بزاوية بصرية قدرها واحد دقيقة ( َ1 ) .

· لوحة علامات لاندولت ( LANDOLT`S CHART ): في هذه اللوحة الاعتماد على نفس مبدأ سنلن ولكن استعمل هنا حرف ) (C باللغة الإنجليزية أو حلقات ناقصة من بعض الأماكن.

· لوحة فووكس : في هذه اللوحة استخدمت رسوم وصور مختلفة لحيوانات معينة بدلا من الأحرف وهي تستعمل للأطفال والغير متعلمين .

· لوحة سنلن المطورة : في هذه اللوحة استخدمت الأحرف الهجائية والأرقام الإنجليزية.



· تختلف طريقة تسجيل حدة الإبصار للبعيد باختلاف وحدة القياس الحسابية فقد تستخدم وحدة القدم بدلا من المتر أو وحدة النسبة:

وحدة القياس البريطانية المتر
وحدة القياس الأمريكيةالقدم
وحدة القياس الأروبيةالنسبة

6/6
20/20
1 100%

9/6
30/20
7و0 90%

12/6
40/20
5و0 85%

18/6
60/20
3و0 70%

60/6
200/20
1و0 20%




( ب ) لوحات رؤية القريب:

· علامات سنلن المعادلة: تم تصغير علامات لوحة سنلن للبعيد بشكل حسابي بنسبة 1/17 من حجمها العادي وهذا الحجم الجديد يكون زاوية بصرية مقدارها 5 دقائق على مسافة القراءة العادية ( حوالي من 35 إلى 40 سم ) وتسجيلها على نفس نمط لوحة سنلن للبعيد .

· حروف جايجر JAEGER`S LETTERS : تعتمد على حروف الطباعة العادية وتدرج بالصغر من J10 إلى J+1 .

· الحروف القياسية ((STANDARD LETTERS )) :

[ أ ] الأحرف المستقلة:تستخدم لوحات عليها حروف مستقلة ذات أحجام مختلفة وترقم كالآتي N والمقصود بالحرف NEAR VISION (( الرؤية القريبة )) ثم يسجل بجوارها الرقم المشير إلى حجم الحرف N5 ,N6 .

[ب] الأسطر الكاملة:تستخدم لوحات مسجل عليها أجزاء من مقالات بأحجام مختلفة متدرجة ويسجل رقم حجم الحرف في الطباعة مثل 6PT ,8PT .

تعتبر حدة الإبصار للقريب هي أصغر صف يمكن قراءته بسهولة حيث يعتبر الحجم J1 أصغر حجم للطباعة.وتستخدم وحدات القياس المختلفة في قياس البعيد أيضا في القريب للمقارنة بين حدتي الإبصار.