Zgodnie z równaniem soczewki cienkiej:

                            
          1           1           1
         ---    =    ---    +    ---  [ 1 ]
          f           x           y
         

         Ostry obraz będzie powstawał tylko wtedy na siatkówce, jeśli będzie ona w odpowiedniej odległości... Trudno sobie wyobrazić oko, w którym dowolnie można by zmieniać odległość od soczewki do siatkówki, ta wielkość zależy od budowy oka i tylko w bardzo małym zakresie może się zmieniać. Co wobec tego możemy zrobić, by "dobrze" widzieć? A co to jest "dobre" widzenie? Otóż jeśli powstaje ostry obraz na siatkówce, czyli tam się przecianają promienie biegnące od przedmiotu po załamaniu w materiale soczewki. Wówczas mamy do czynienia z "dobrym" widzeniem. Jeśli zmienimy odległość przedmiotu od soczewki (czyli x) to żeby nie uległa zmianie odległość obrazu od soczewki (czyli y) to musi zmienić się ogniskowa soczewki (czyli f). Otóż ogniskowa soczewki , związana ze zdolnością skupiająca soczewki Z (gdzie Z = 1/f), zależy bardzo prosto od „geometrii" samej soczewki. Jeśli soczewka jest bryłą ograniczona dwoma powierzchniami kulistymi o promieniach krzywizn odpowiednio r1 i r2, zaś materiał, z którego została zrobiona ma współczynnik załamania równy n , to ogniskową soczewki cienkiej możemy obliczyć z zależności :

               1                   1            1
              ---    =  (n-1)  [  ----    +    ----  ]  [ 2 ]
               f                   r1           r2
  

         Zdolność skupiającą soczewki wyrażamy w dioptriach [D]. czyli odwrotnościach metra. Soczewka ma zdolność skupiającą równą 1 D, to znaczy, ze ogniskowa tej soczewki jest równa 1 metr. Innymi słowy wiązka promieni równoległych biegnąca prostopadle na soczewkę po załamaniu w niej skupi się w odległości 1 metra po drugiej stronie soczewki. Tam będzie ognisko soczewki.

         Jak widać z powyższego wzoru, ogniskowa soczewki zależy w istotny sposób od krzywizn soczewki. I właśnie to przyroda wykorzystała, byśmy mogli oglądać zarówno przedmioty leżące bardzo blisko, jak i bardzo odlegle. Po prostu to soczewka naszego oka akomoduje, czyli automatycznie zmieniając promienie krzywizn "dostosowuje się" do odległości oglądanego przedmiotu od oka, tak, by na siatkówce powstał zawsze ostry obraz.

         Ciekawostka jest z pewnością to, że tak na prawdę w naszym oku (a więc na siatkówce) powstaje obraz odwrócony (patrz rysunek). A więc "widzimy" wszystko "do góry nogami". Na szczęście nasz mózg potrafi sobie z tym poradzić i odwraca nam obrazy. Ale tak dzieje się dopiero po jakimś czasie. Nasze pierwsze, niewprawne ruchy, próby chwycenia grzechotki "nie z tej strony" związane są z uczeniem się, jak interpretować obraz docierający do mózgu. Po paru miesiącach tej mozolnej nauki zapamiętujemy już na całe życie, że to "u góry" jest na dole i na odwrót. Czas tej nauki może się wydłużyć, jeśli starsze rodzeństwo i rożne ciocie będą stale stawały z tyłu wózeczka zmuszając niemowlę do patrzenia "do góry nogami". Trudno się wtedy "połapać", który to obraz jest "prawidłowy", a który nie.

Bieg promieni w oku normalnym Nastawienie na przedmiot daleki	Bieg promieni w oku normalnym Nastawienie na przedmiot bliski

         Kłopoty pojawiają się dopiero wtedy, gdy nasza soczewka straci zdolność "uwypuklania się", lub "spłaszczania" czyli zdolność akomodacji. Mamy wówczas do czynienia z wadami wzroku - może to być krótkowzroczność, lub dalekowzroczność (nadwzroczność).

         Zdolność skupiająca oka ludzkiego przy ustawieniu wzroku "w dal" (patrzenie na bardzo odległe przedmioty) wynosi około 60 dioptrii. Wskutek regulującego działania mięśni znajdujących się w ciele rzęskowym, krzywizny soczewki mogą być znacznie powiększone. I tak u dzieci do ok. 10 roku życia zakres akomodacji może wynosić nawet 14 dioptrii, czyli zdolność zbierająca soczewki może dojść do 74 dioptrii! Oznacza to możliwość równie ostrego widzenia przedmiotów bardzo odległych, jak i bardzo bliskich. Niestety w wieku około 25 lat ta zdolność spada do 10 dioptrii, 40 lat - do około 6 dioptrii, by w wieku 50 - 60 lat - spaść do 2 dioptrii, a czasami nawet do 0 - 1 dioptrii (czyli praktycznie brak akomodacji).

KRÓTKOWZROCZNOŚĆ

Wady wzroku najlepiej wyjaśnić na rysunkach.

KRÓTKOWZROCZNOŚĆ PRZED	KRÓTKOWZROCZNOŚĆ PO ZASTOSOWANIU OKULARÓW

         Zbyt duża gałka oczna, a więc zbyt daleko położona siatkówka względem normalnej soczewki prowadzi do powstawania ostrego obrazu przed siatkówką, tam, gdzie nie ma nerwów wzrokowych i bodziec nie może zostać przekazany do mózgu. Wada krótkowzroczności jest wadą wrodzoną, ale wzmaga się przez częste patrzenie na bliskie przedmioty. Zlikwidować negatywne skutki krótkowzroczności możemy stosując okulary (soczewki rozpraszające).

         Czy można samemu sobie policzyć, jakie to soczewki powinniśmy założyć, by pomóc naszemu biednemu oku? Otóż nic prostszego. Głębia oka pozostaje cały czas stała, a wiec odległość Y (patrz wzór 1) nie zmienia się. Jeśli dobrze widzimy trzymając książkę "tuż przy oczach" - np. w odległości 16 cm (bo tak widzimy dobrze), to żeby patrzeć na słowo pisane z "odległości dobrego widzenia", która dla normalnych ludzi została przyjęta jako 24 - 25 cm, musimy włożyć okulary. I tu do obliczeń znów skorzystamy z prostego prawa dotyczącego układów cienkich soczewek blisko położonych. Otóż ich zdolności skupiające sumują się. Oznaczmy zatem:
Z1 - zdolność skupiająca oka
Z2 - zdolność skupiająca okularów
X1 - odległość przedmiotu od oczu bez okularów (tu: 16 cm)
X2 - odległość przedmiotu od oczu w okularach (tu: 24 cm)
Y - jak poprzednio, "głębia" oka

i nasze zależności możemy zapisać w postaci dwóch wzorów :

      Z1 = 1/X1 + 1/Y
  

       Z1 + Z2 = 1/X2 + 1/Y    [ 3 ]
  

       Z2 =  1/X2 - 1/X1       [ 4 ]
  

       Z2 = 1/0.24 - 1/0.16 [D] = - 2.08 D =~   - 2D
  

DALEKOWZROCZNOŚĆ

DALEKOWZROCZNOŚĆ PRZED	DALEKOWZROCZNOŚĆ PO ZATOSOWANIU OKULARÓW

         Tu mamy do czynienia ze zbyt krótką gałką oczną. Siatkówka położona jest zbyt blisko i ostry obraz powstaje za nią. Obserwując przedmioty blisko położone soczewka oka nie jest w stanie dostosować się i obrazy tych przedmiotów są nieostre, natomiast przy patrzeniu na przedmioty odległe oko akomoduje i „nastawia się" na ostrość. Ta wada jest wadą wrodzoną, jeśli występuje w młodym wieku to możemy ją korygować używając okularów o soczewkach skupiających.

         Odrębnym zagadnieniem jest starcza dalekowzroczność. W tym wypadku gałka oczna jest normalna, a soczewka strąciła elastyczność, stała się z biegiem lat zbyt płaska. Na siatkówce powstają nieostre obrazy bliskich przedmiotów. I tu jedyna rada jest używanie okularów o soczewkach skupiających. I w tym przypadku również w prosty sposób, korzystając ze wzoru [ 4 ] możemy sami obliczyć zdolność skupiającą niezbędnych soczewek.

WRAŻLIWOŚĆ OKA NA ŚWIATŁO

         Oko ludzkie odbiera fale świetlne wyłącznie o długościach od 360 do 780 mikrometrów. Barwa fioletowa ma długość około 400 um, niebieska - to ok. 470 um, zielona - 520 um, żółta - 585 um, pomarańczowa - 600 um, czerwona - 680 um. Fale dłuższe - to podczerwień, zaś krótsze - to ultrafiolet. Choć człowiek nie odbiera ich wzrokiem, to jednak oddzialywują na niego. Niektóre zwierzęta "widzą" również te bardzo krótkie, lub długie fale. Progiem pobudliwości oka nazywamy najsłabszy bodziec, na który jeszcze reaguje nasze oko. Otóż jesteśmy w stanie zauważyć błysk światła odpowiadający świeceniu 1.6 świecy z odległości 3 km, jeśli tylko trwa on aż......0.05 sekundy! Stale źródło światła normalne oko dostrzeże nawet, jeśli jest jeszcze słabsze. Nie wszystkie jednak barwy odbiera nasze oko jednakowo. Odróżniamy około 130 - 250 czystych barw, które występują w widmie słonecznym. Każdej barwie odpowiada ściśle określona długość fali. Odcieni rożnych barw rozróżnianych przez nasze oko można doliczyć się nawet 17 tysięcy, a uwzględniając jeszcze rozróżnianie rożnych nasileń świecenia można powiedzieć, że nasze oko rozróżnia około 5 milionów odcieni! Imponująca liczba!

DALTONIZM i ACHLOROPSJA

         Jednak u niektórych ludzi występuje zaburzenie w barwnym widzeniu naszego świata. Najczęściej występującym tu zaburzeniem jest daltonizm. Częściowe ograniczenie wrażliwości na barwy najczęściej występuje dla światła czerwonego., któremu towarzyszy całkowita niewrażliwość na barwy z okolicy koloru niebiesko-zielonego. Daltonista odbiera tylko barwę niebieska i żółtą. Kolory czerwony, zielony i szary odbierane są przez niego identycznie, nie odróżnia ich. Znacznie rzadziej spotykana jest inna wada - achloropsja. Osoby dotknięte tą dolegliwością są niewrażliwe na środkową część widma i wówczas dla nich niewidoczne są przedmioty barwy zielonej. Jeszcze rzadziej występuje osłabienie wrażliwości na barwę fioletową, czy niebieską.

ASTYGMATYZM

         Astygmatyzm jest wadą ustawienia soczewki oka. Jeśli jest ona ustawiona pod pewnym kątem względem normalnego ustawienia tej soczewki, to ostry obraz znów nie może powstać na siatkówce. Przechylając głowę w charakterystyczny sposób próbujemy ustawić głowę, a więc i soczewkę do pożądanej pozycji. I tutaj również z pomocą przychodzą nam okulary, ale ich celem jest skorygowanie ustawienia osi soczewki.