☞ 강의 Tip.

“실험뚝딱” 교사용 지도서- 눈의 구조와 기능

이번 단원에서는 우리 눈의 구조와 그 기능에 대해 알아봅니다. 눈의 구조를 나타낸 그림을 통해 각각의 위치와 상호관계를 설명하는 것이 좋습니다. 또한 시력의 이상이 생겼을 때 어떤 렌즈로 교정하는지를 통해 렌즈의 특징도 함께 학습하는 시간을 갖도록 합니다. 더불어 우리 눈과 카메라를 비교하면서 카메라에서 물체의 상이 보이는 원리에 대해 자세하게 설명해주세요.

▩ 눈의 구조

사람의 눈은 머리 앞쪽에 좌우로 2개가 있으며, 눈은 위아래 눈꺼풀과 안구로 구성되어 있습니다. 눈꺼풀은 눈의 보호 작용의 주된 역할을 담당합니다. 안구는 19세 쯤 되어야 성인의 크기로 성장하게 되는데, 무게는 약 72g이고 직경은 24mm 가량으로서 거의 구형을 이루고 있습니다.

(1) 바깥층 : 눈의 흰자위에 해당하는 공막과 검은자위에 해당하는 각막, 이 두 기관을 덮고 있는 결막으로 이루어져 있습니다.

(2) 중간층 : 빛의 양을 조절하는 홍채, 카메라의 렌즈에 해당하는 수정체의 두께를 변화시켜 망막에 상이 정확히 맺히도록 하는 모양체, 혈관이 지나고 있는 층으로 영양분을 공급해 주고 카메라의 어둠상자의 역할을 하는 맥락막 등이 있습니다.

(3) 안쪽 : 망막은 카메라의 필름에 해당하는 곳으로, 외부에서 들어온 물체의 상이 맺히게 되는데, 여기에는 시세포가 있어 물체의 상을 시각 신경을 통해 뇌로 전달하게 됩니다. 또한 안구의 중앙에는 99%의 물이 함유되어 있는 겔 상태로 된 유리체라는 것이 있는데, 이 유리체는 눈의 내부에 영양을 공급하기도 하며, 한편으로는 눈의 형태를 유지시켜 줍니다.

(4) 부속 기관 : 눈물을 만들어 내 는 눈물샘과 눈물이 콧속으로 흘러 들어가는 통로인 가느다란 관과 안구를 움직이게 하는 외안근 등이 있습니다.

! 망막의 시세포

망막은 시각 신경을 통해 영상을 전기적 신호로 바꾸어 뇌로 전달해 주는 역할을 하고 있으며, 망막의 가운데 부분에 있는 황반(중심와)은 시세포가 많이 분포되어 있어 색깔과 사물을 구별하고 시력을 나타내는 중심 부분 역할을 합니다. 또한 시각 신경이 모 여 나가는 곳으로, 시세포가 없어 상이 맺혀도 보이지 않는 맹점이 있습니다. 한 번 필름이 망가지면 다시 사용할 수 없듯이, 카메라에서 필름과 같은 역할을 하는 망막 또한 망가지면 다시는 회복하기 어려운 경우가 많으니 아주 주의해야 합니다.

▩ 눈의 명암조절

홍채의 중심 부위에 보이는 검은 동자를 동공이라고 하는데, 홍채에 의해 동공의 크기가 조절되어 눈으로 들어오는 빛의 양을 조절합니다. 밝을 때는 홍채가 늘어나 동공을 작게 함으로써 빛이 조금 들어오게 조절하고, 어두울 때는 홍채가 수축해서 동공이 커져 많은 양의 빛이 들어오도록 조절합니다.

▩ 눈의 원근조절

모양체의 수축과 이완 작용에 의하여 수정체의 두께를 변화시킴으로써 원근을 조절합니다.

· 가까운 곳을 볼 때 : 모양체가 수축하여 수정체가 두꺼워집니다.

· 먼 곳을 볼 때 : 모양체가 이완하여 수정체가 얇아집니다.

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▩ 카메라와 눈의 비교

사람의 눈은 그림과 같이 수정체가 볼록렌즈 역할을 하여 망막에 상을 맺음으로써 물체를 볼 수 있습니다. 이 때 모양체가 이완작용에 의하여 수정체의 곡률이 변하면서 물체의 원근에 관계없이 항상 선명한 상이 망막에 생깁니다. 또 눈의 피로를 느끼지 않고 물체를 똑똑하게 볼 수 있는 거리를 명시거리라고 하는데, 건강한 눈의 명시거리는 약 25cm입니다.

카메라는 눈과 비슷한 점이 매우 많습니다. 볼록렌즈를 사용하여 물체의 상이 필름에 맺히도록 하고, 눈의 수정체와 같이 두께 조절이 불가능하므로 렌즈와 필름 사이의 거리를 조절함으로써 선명한 상이 맻히도록 합니다. 멀리 있는 물체를 찍으려고 할 때에는 상거리가 짧아지므로 렌즈가 필름에 가까워지도록 해야 합니다.

한천석 시력표

☺ 재미있는 이야기

스마트폰 시대! 눈은 괴롭다!!

스마트폰은 걸어 다니거나 움직이는 지하철, 버스 안에서 보는 경우가 많습니다. 이에 따라 눈은 흔들리는 상황을 극복하고 더 잘 보기 위해 극도로 긴장합니다. 또 일상생활에서 보통 1분에 12~15회 정도 눈을 깜빡거리는데 스마트폰 화면을 볼 때는 횟수가 3~4 회 정도로 줄어듭니다. 눈이 긴장하거나 눈 깜빡임이 줄어들어 눈물 분비가 줄어들면 노안을 재촉하는 활성산소가 생성됩니다. 눈 깜빡임이 줄어들 면 눈에 모래알이 들어간 듯한 안구건조증이 나타나기도 합니다. 스마트폰으로부터 눈을 보호하기 위해선 의식적으로 눈을 자주 깜빡여 주는 것이 좋습니다. 4~5초에 한 번씩은 깜빡여서 눈의 수분 증발을 줄여야 합니다. 어두운 곳이나 흔들리는 차 안에서의 스마트폰 사용을 최소화해야 하며, 1시간 사용 후 10분간 휴식을 취하는 것이 바람직합니다. 먼 곳을 바라보면서 눈의 피로를 풀어주는 것도 좋습니다. 단 먼 곳을 볼 때는 타깃을 정해야 합니다.

눈이 좋아하는 음식

눈이 나쁜 것은 유전의 영향을 많이 받는다고 합니다. 하지만 요즘 눈이 나쁜 사람들이 많아지는 것은 환경 탓이 더 큽니다. 책이나 텔레비전, 컴퓨터 등을 보는 시간이 많아지면서 눈이 혹사당하기 때문이지요. 그런데 한번 나빠진 눈은 절대 저절로 좋아지지 않습니다. 하지만 다음과 같은 방법을 실천한다면 눈이 나빠지는 것을 막을 수는 있습니다. 우선 책을 읽거나 텔레비전을 보고 컴퓨터를 할 때는 40분에서 1시간 정도 보면 10분 정도 쉬는 게 좋습니다. 또한 먼 곳과 가까운 곳을 번갈아 보거나 눈을 위아래, 좌우로 움직이는 운동을 하고 눈을 지압하거나 손을 비벼서 눈에 기를 불어 넣어주면 눈의 피로를 줄 일수 있습니다. 또한 달걀, 콘, 당근 같이 눈에 좋은 음식을 많이 먹는 것도 도움이 됩니다.

시력검사표

현재의 시력검사법이 결정된 것은 1909년입니다. 이탈리아의 나폴리에서 개최된 국제안과 학회에서 란돌트(Landolt)고리에 의한 검사법이 국제기준으로 결정되었습니다.

진용한 시력표

우리나라에서 사용되는 시력표는 대개 한천석 시력표입니다. 그러나 1994년 국제표준화기구(ISO)에서 시력표의 기준이 바뀐 뒤에는 진용한 시력표가 많이 쓰입니다. 이 시력표는 검사거리를 기존 5m에서 4m로 바꾸었으며, 시표 간의 간격도 정확히 하였습니다. 0.1에 서 2.0까지 시력단위가 있는데, 사실 인간의 시력은 2.0 이상인 경우도 많습니다. 그런데도 시력단 위에 최고 2.0까지만 둔 것은 본래 시력검사가 눈이 나쁜 사람을 위해 만든 것이어서 좋은 사람의 시력은 검사할 필요가 없기 때문입니다.