Дни рождения Непознаное Уход за ногтями Фитнес Интернет Мода Красота и Здоровье
Лучшие статьи
загрузка...
06.04.16

Как видит человек?

Смотрите видео

То, насколько далеко может видеть человеческий глаз, зависит от того, насколько много частичек света, или как их еще называют фотонов, испускает удаленный объект. Самым удаленным от Земли объектом, который мы можем видеть невооруженным глазом является галактика Андромеда, расположенная на невообразимом расстоянии в 2,6 миллиона световых лет от Земли. Вместе, 1 триллион звезд данной галактики испускают столько света, что его достаточно для того чтобы покрыть каждый квадратный сантиметр нашей планеты несколькими тысячами фотонов в секунду. Темной ночью, столь яркое свечение особенно отчетливо видно нашему взгляду, устремленному в бесконечное небо.

В 1941 году, ученый-оптик Селиг Хехт и его коллеги из Колумбийского университета сделали открытие, которое до сих пор считается наиболее надежным способом измерения «абсолютного порога» человеческого зрения — минимальное количество фотонов, требуемых нашей сетчатке для уверенного визуального восприятия. Эксперимент, испытывающий границы нашего зрения, проводился в идеальных условиях: глазам добровольцев дали достаточное количество времени для того, чтобы адаптироваться к кромешной темноте, длина пучка сине-зеленой световой волны (к которой наши глаза наиболее чувствительны) составляла 510 нанометров, свет был направлен на периферию нашей сетчатки, области глаза, который наиболее насыщен светочувствительными клетками.

Слепое пятно и его антипод

Так же, как и у фотоаппарата, у глаза есть объектив: это зрачок, через который световой образ поступает внутрь аппарата зрения. Световые лучи фокусируются глазной линзой — хрусталиком, с помощью которого мы рефлекторно наводим изображение на резкость.

Однако на этом аналогия глаза с фотоаппаратом кончается. Дальше начинается специфика органики, до которой технике ещё далеко. Нервные волокна ретины подчиняются уже своей, биологической, морфологии.

Схема работы человеческого глаза
Схема работы человеческого глаза

Как ветви дерева, чувствительные нейроны образуют отростки, которые называются аксонами. Анатомически, это осевоцилиндрический отросток нервной клетки, дающий начало нерв-ному волокну. Аксоны упорно тянутся друг к другу, сближаются. В определённой точке в глубине глаза отдельные аксоны наконец объединяются, образуя толстый шнур оптического нерва, который пересекает окулярную сферу и уходит из глаза. Вот по этой магистрали и идёт к мозгу единственный и неповторимый поток световой и цветовой информации.

В месте прохождения оптического нерва на сетчатке нет ни палочек, ни колбочек. Этот участок глаза невелик — маленький кружочек диаметром в 1,88 мм, но и его значение огромно. Это так называемое «слепое пятно». Ведь им мы видеть не можем. Глаз в данном месте как бы ослеплён. Каждый из нас сам может это проверить: взять лист бумаги, поставить на нём чёрную точку, и при некотором положении линии зрения точка действительно исчезнет.

Мы намеренно выбрали в качестве объекта зрения точку. С ней фокус проходит, а вот с более крупными объектами, естественно, обнаружить наличие слепого пятна не удастся. Избыточность клеток сетчатки так велика, что она с лихвой компенсирует слепоту своего маленького участка.

Как бы предугадывая возможные сетования человека на не совершенства своего органа зрения, природа приготовила «подарок», компенсирующий указанный дефект глаза.

Хотя зрение большинства из нас ограничено видимым спектром, люди с афакией — отсутствием в глазу хрусталика (в результате хирургической операции при катаракте или, реже, вследствие врожденного дефекта) - способны видеть ультрафиолетовые волны.

В здоровом глазе хрусталик блокирует волны ультрафиолетового диапазона, но при его отсутствии человек способен воспринимать волны длиной примерно до 300 нанометров как бело-голубой цвет.

В исследовании 2014 г. отмечается, что в каком-то смысле мы все можем видеть и инфракрасные фотоны. Если два таких фотона практически одновременно попадут на одну и ту же клетку сетчатки, их энергия может суммироваться, превратив невидимые волны длиной, скажем, в 1000 нанометров в видимую волну длиной в 500 нанометров (большинство из нас воспринимает волны этой длины как холодный зеленый цвет).

Сколько цветов мы видим?

В глазе здорового человека три типа колбочек, каждый из которых способен различать около 100 различных цветовых оттенков. По этой причине большинство исследователей оценивает количество различаемых нами цветов примерно в миллион. Однако восприятие цвета очень субъективно и индивидуально.

По данным ученых, для того, чтоб участники эксперимента смогли распознать такую вспышку света более чем в половине случаев, в глазные яблоки должно было попасть от 54 до 148 фотонов. На основании измерений ретинальной абсорбции ученые подсчитали, что в среднем 10 фотонов в действительности впитываются палочками сетчатки человека. Таким образом, абсорбция 5-14 фотонов или, соответственно, активация 5-14 палочек указывает мозгу, что вы что-то видите.

Равномерное раздражение всех трёх элементов, соответствующее средневзвешенному дневному свету, также вызывает ощущение белого цвета.

За цветовое зрение человека отвечают гены, кодирующие светочувствительные белки опсины. По мнению сторонников трёхкомпонентной теории, наличие трёх разных белков, реагирующих на разные длины волн, является достаточным для цветового восприятия. У большинства млекопитающих таких генов только два, поэтому они имеют черно-белое зрение.

Чувствительный к красному свету опсин кодируется у человека геном OPN1LW.

Другие опсины человека кодируют гены OPN1MW, OPN1MW2 и OPN1SW, первые два из них кодируют белки, чувствительные к свету со средними длинами волны, а третий отвечает за опсин, чувствительный к коротковолновой части спектра.

Бинокулярное и Стереоскопическое зрение

На рис. 2.10 показана кривая относительной видимости нормального человеческого глаза.

Объекты величиной с человека различимы как протяженные на расстоянии лишь около 3 километров. В сравнении на таком расстоянии мы смогли бы четко различить две фары автомобиля.

Острота зрения

Привычные человеческому восприятию объекты видны на расстоянии около 3 км. Например, на этой дистанции, мы едва сможем различить свет фар автомобиля.

(голосов:0)
Похожие статьи:

Возможно ли вылечить зрение

Содержание:

Многие убеждены, что глаза не что иное, как выпяченный вперед головной мозг. И это утверждение отчасти верно: зрение человека позволяет получать до 90% информации об окружающем мире. Зная способы, как улучшить зрение, можно использовать их не только для лечения близорукости или дальнозоркости, а для дополнительного увеличения остроты видения.


Возможно ли вылечить зрение

Содержание:

Многие убеждены, что глаза не что иное, как выпяченный вперед головной мозг. И это утверждение отчасти верно: зрение человека позволяет получать до 90% информации об окружающем мире. Зная способы, как улучшить зрение, можно использовать их не только для лечения близорукости или дальнозоркости, а для дополнительного увеличения остроты видения.


Зрачок отвечает за регулирование лучей света, поступающих к сетчатке глаза. Поэтому при разном освещения изменяется и диаметр зрачка. Но не только лучи света могут влиять на его размер, существует множество внутренних и внешних факторов, способствующих таким изменениям. К внутренним относится реакция на различные процессы в организме. А вешние включают раздражители, происходящие в окружающей человека среде.


Комментарии к статье Как далеко видит человеческий глаз:


2015