Диафрагма — мышца и оптическая деталь¶

Диафрагма — термин, обозначающий либо главную дыхательную мышцу человека и млекопитающих, либо регулирующее отверстие в оптических приборах и звуковоспроизводящих устройствах. В анатомии диафрагмой называют куполообразную мышцу, разделяющую грудную и брюшную полости; в фотографии и оптике — механическое устройство, изменяющее диаметр светового потока; в акустике — тонкую мембрану, преобразующую электрические колебания в звук.

¶Анатомическая диафрагма

¶Строение

Диафрагма человека — тонкая мышечно-сухожильная перегородка, которая при сокращении уплощается и опускается вниз, увеличивая объём грудной полости. Она состоит из трёх частей:

• Мышечной части — прикрепляется к поясничным позвонкам, рёбрам и грудине.
• Сухожильного центра — центральной сухожильной пластинки, к которой сходятся мышечные волокна.
• Сухожильных ножек — фиксирующих связок, соединяющих мышцу с позвоночником.

В диафрагме имеются три естественных отверстия: пищеводное (уровень X грудного позвонка), аортальное (XII грудной позвонок) и верхнеполое (VIII грудной позвонок), через которые проходят пищевод, аорта и нижняя полая вена соответственно.

¶Функции

Основная роль диафрагмы — обеспечение вдоха. При сокращении она опускается на 10—15 мм, что увеличивает вертикальный размер грудной полости и создаёт отрицательное давление, воздух поступает в лёгкие. На вдохе диафрагма участвует в акте дыхания на 60—75 % объёма у здорового человека в покое. Дополнительно она выполняет роль барьера между грудной и брюшной полостями и участвует в актах кашля, чихания, рвоты, дефекации и родах, повышая внутрибрюшное давление.

¶Патология

Наиболее известное заболевание диафрагмы — диафрагмальная грыжа — состояние, при котором органы брюшной полости проникают в грудную через отверстия диафрагмы. Различают врождённую (грыжа Морганьи, грыжа Ларрея, грыжа Бокдалека) и приобретённую формы. Травматические повреждения диафрагмы возникают при проникающих ранениях грудной клетки и тупой травме. Диафрагма иннервируется диафрагмальным нервом (C3—C5), повреждение которого приводит к параличу соответствующей половины мышцы.

¶Диафрагма в оптике и фотографии

¶Устройство

В объективах фото- и кинокамер диафрагма — это механизм из тонких перекрывающихся лепестков (обычно 6—12), формирующих круглое отверстие переменного диаметра. Количество лепестков и их форма определяют геометрию бликов на снимке. Диафрагма регулирует количество света, попадающего на матрицу или плёнку, и одновременно управляет глубиной резко изображаемого пространства (ГРИП): чем меньше отверстие, тем больше зона резкости.

¶Шкала значений

Диафрагменное число (f-число) обозначается как f/N, где N — отношение фокусного расстояния объектива к диаметру отверстия. Стандартный ряд значений: f/1.4, f/2, f/2.8, f/4, f/5.6, f/8, f/11, f/16, f/22. Каждый следующий шаг уменьшает световой поток вдвое. Объективы с малым минимальным значением (f/1.2—f/1.8) называют светосильными; они позволяют снимать при слабом освещении и создают выраженный размытый фон (боке).

¶Диафрагмы в других приборах

В микроскопах диафрагма (конденсорная и апертурная) регулирует освещение образца и контрастность изображения. В зеркальных телескопах диафрагмой иногда называют центральную экранировку главного зеркала, улучшающую контраст. В зрительной системе человека диафрагмой является зрачок — отверстие в радужной оболочке, автоматически меняющее диаметр в зависимости от освещённости.

¶Диафрагма в акустике

В громкоговорителях и микрофонах диафрагма — тонкая мембрана (из бумаги, полимера, металла или ткани), которая колеблется под действием звуковой волны или электромагнитной системы, преобразуя механические колебания в электрический сигнал или обратно. От массы, жёсткости и формы диафрагмы зависит частотный диапазон и качество воспроизведения. В динамиках низких частот применяют конусные диафрагмы, в твитерах — купольные.

¶Этимология

Слово «диафрагма» происходит от греческого διάφραγμα (diáphragma) — «перегородка», что отражает главную анатомическую функцию мышцы. В русский язык термин вошёл в XVIII веке вместе с формированием анатомической номенклатуры.

Источники:

• Гай Е. Г. Анатомия человека: учебник.
• Привес М. Г., Лысенков Н. К., Бушкович В. И. Анатомия человека.
• Светозаров Д. Б. Анатомия человека: атлас.
• Налетов В. П. Фотография: оптика и техника съёмки.
• Френкель Р. Е. Основы фотографии.