Χάρη στην οπτική συσκευή (μάτι) και τον εγκέφαλο, ένα άτομο είναι σε θέση να διακρίνει και να αντιληφθεί τα χρώματα του κόσμου γύρω του. Είναι μάλλον δύσκολο να κάνουμε μια ανάλυση της συναισθηματικής επίδρασης του χρώματος, σε σύγκριση με τις φυσιολογικές διεργασίες που εμφανίζονται ως αποτέλεσμα της αντίληψης του φωτός. Ωστόσο, ένας μεγάλος αριθμός ανθρώπων προτιμά ορισμένα χρώματα και πιστεύει ότι το χρώμα έχει άμεση επίδραση στη διάθεση. Είναι δύσκολο να εξηγηθεί γιατί τόσοι πολλοί άνθρωποι δυσκολεύονται να ζήσουν και να εργαστούν σε χώρους όπου ο συνδυασμός χρωμάτων φαίνεται να υπολείπεται. Όπως γνωρίζετε, όλα τα χρώματα χωρίζονται σε βαριά και ελαφριά, δυνατά και αδύναμα, καταπραϋντικά και συναρπαστικά.
Η δομή του ανθρώπινου ματιού
Τα πειράματα των επιστημόνων σήμερα απέδειξαν ότι πολλοί άνθρωποι έχουν παρόμοια άποψη σχετικά με το υπό όρους βάρος των λουλουδιών. Για παράδειγμα, κατά τη γνώμη τους, το κόκκινο είναι το πιο βαρύ, ακολουθούμενο από το πορτοκαλί, μετά το μπλε και το πράσινο, μετά το κίτρινο και το λευκό.
Η δομή του ανθρώπινου ματιού είναι αρκετά περίπλοκη:
σκληρός χιτώνας;
χοριοειδής?
οπτικό νεύρο;
αμφιβληστροειδής χιτώνας;
υαλοειδές σώμα?
ζώνη βλεφαρίδων?
φακός;
πρόσθιος θάλαμος του ματιού, γεμάτος με υγρό.
μαθητής;
Ιρις;
κερατοειδής χιτών.
Όταν ένα άτομο παρατηρεί ένα αντικείμενο, το ανακλώμενο φως χτυπά πρώτα τον κερατοειδή του χιτώνα, μετά περνά μέσα από τον πρόσθιο θάλαμο και μετά από την τρύπα στην ίριδα (κόρη). Το φως εισέρχεται στον αμφιβληστροειδή, αλλά πρώτα περνά από τον φακό, ο οποίος μπορεί να αλλάξει την καμπυλότητά του, και το υαλοειδές σώμα, όπου εμφανίζεται μια μειωμένη κατοπτρική-σφαιρική εικόνα του ορατού αντικειμένου.
Για να εμφανίζονται οι ρίγες στη γαλλική σημαία το ίδιο πλάτος στα πλοία, γίνονται σε αναλογία 33:30:37
Υπάρχουν δύο τύποι φωτοευαίσθητων κυττάρων (φωτοϋποδοχείς) στον αμφιβληστροειδή του ματιού, τα οποία, όταν φωτίζονται, αλλάζουν όλα τα φωτεινά σήματα. Ονομάζονται επίσης κώνοι και ράβδοι.
Υπάρχουν περίπου 7 εκατομμύρια από αυτά, και κατανέμονται σε ολόκληρη την επιφάνεια του αμφιβληστροειδούς, με εξαίρεση το τυφλό σημείο και έχουν χαμηλή φωτοευαισθησία. Επιπλέον, οι κώνοι χωρίζονται σε τρεις τύπους, αυτοί είναι ευαίσθητοι στο κόκκινο φως, το πράσινο και το μπλε, αντίστοιχα, αντιδρώντας μόνο στα μπλε, πράσινα και κόκκινα μέρη των ορατών αποχρώσεων. Εάν μεταδίδονται άλλα χρώματα, για παράδειγμα κίτρινο, τότε διεγείρονται δύο υποδοχείς (κόκκινο και πράσινο ευαίσθητο). Με μια τόσο σημαντική διέγερση και των τριών υποδοχέων, εμφανίζεται μια αίσθηση λευκού και με ασθενή διέγερση, αντίθετα, εμφανίζεται ένα γκρι χρώμα. Εάν δεν υπάρχουν διεγέρσεις τριών υποδοχέων, τότε υπάρχει μια αίσθηση μαύρου χρώματος.
Μπορείτε επίσης να δώσετε το ακόλουθο παράδειγμα. Η επιφάνεια ενός αντικειμένου που έχει κόκκινο χρώμα, όταν φωτίζεται με έντονο λευκό φως, απορροφά τις μπλε και πράσινες ακτίνες και αντανακλά το κόκκινο καθώς και το πράσινο. Χάρη στην ποικιλία των δυνατοτήτων ανάμειξης ακτίνων φωτός διαφορετικού φασματικού μήκους εμφανίζεται μια τέτοια ποικιλία χρωματικών τόνων, από τους οποίους το μάτι διακρίνει περίπου 2 εκατομμύρια. Έτσι οι κώνοι παρέχουν στο ανθρώπινο μάτι την αντίληψη των χρωμάτων.
Τα χρώματα εμφανίζονται πιο έντονα σε μαύρο φόντο παρά σε ανοιχτό φόντο.
Οι ράβδοι, αντίθετα, είναι πολύ πιο ευαίσθητες από τους κώνους και είναι επίσης ευαίσθητες στο μπλε-πράσινο τμήμα του ορατού φάσματος. Υπάρχουν περίπου 130 εκατομμύρια ράβδοι στον αμφιβληστροειδή του ματιού, οι οποίες βασικά δεν μεταδίδουν χρώματα, αλλά λειτουργούν σε χαμηλό φωτισμό, λειτουργώντας ως συσκευή όρασης στο λυκόφως.
Το χρώμα μπορεί να αλλάξει την ιδέα ενός ατόμου για τις πραγματικές διαστάσεις των αντικειμένων και αυτά τα χρώματα που φαίνονται βαριά μειώνουν σημαντικά τέτοιες διαστάσεις. Για παράδειγμα, η γαλλική σημαία, που αποτελείται από τρία χρώματα, περιλαμβάνει μπλε, κόκκινες, λευκές κάθετες ρίγες του ίδιου πλάτους. Με τη σειρά τους, στα θαλάσσια σκάφη, η αναλογία τέτοιων ζωνών αλλάζει σε αναλογία 33:30:37, έτσι ώστε σε μεγάλη απόσταση να φαίνονται ισοδύναμες.
Μεγάλη σημασία για την ενίσχυση ή την αποδυνάμωση της αντίληψης των αντίθετων χρωμάτων από το μάτι είναι παράμετροι όπως η απόσταση και ο φωτισμός. Έτσι, όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ του ανθρώπινου ματιού και του αντιθετικού ζεύγους χρωμάτων, τόσο λιγότερο ενεργά μας φαίνονται. Το φόντο στο οποίο βρίσκεται ένα αντικείμενο συγκεκριμένου χρώματος επηρεάζει επίσης την ενίσχυση και την αποδυνάμωση των αντιθέσεων. Δηλαδή σε μαύρο φόντο φαίνονται πιο έντονα από οποιοδήποτε ανοιχτό φόντο.
Συνήθως δεν σκεφτόμαστε τι είναι το φως. Εν τω μεταξύ, αυτά τα κύματα είναι που μεταφέρουν μεγάλη ποσότητα ενέργειας που χρησιμοποιείται από το σώμα μας. Η έλλειψη φωτός στη ζωή μας δεν μπορεί παρά να έχει αρνητικό αντίκτυπο στο σώμα μας. Δεν είναι καθόλου τυχαίο ότι η θεραπεία που βασίζεται στην επίδραση αυτών των ηλεκτρομαγνητικών ακτινοβολιών (χρωματοθεραπεία, χρωματοθεραπεία, αυροσώμα, έγχρωμη δίαιτα, γραφοχρωματοθεραπεία και πολλά άλλα) γίνεται όλο και πιο δημοφιλής.
Τι είναι το φως και το χρώμα;
Το φως είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με μήκος κύματος από 440 έως 700 nm. Το ανθρώπινο μάτι αντιλαμβάνεται μέρος του ηλιακού φωτός και καλύπτει την ακτινοβολία με μήκος κύματος από 0,38 έως 0,78 μικρά.
Το φάσμα φωτός αποτελείται από δέσμες πολύ κορεσμένου χρώματος. Το φως ταξιδεύει με 186.000 μίλια το δευτερόλεπτο (300 εκατομμύρια χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο).
Το χρώμα είναι το κύριο χαρακτηριστικό με το οποίο διαφέρουν οι ακτίνες του φωτός, δηλαδή, αυτά είναι ξεχωριστά τμήματα της κλίμακας φωτός. Η αντίληψη του χρώματος σχηματίζεται ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι το μάτι, έχοντας δεχτεί ερεθισμό από ηλεκτρομαγνητικές δονήσεις, το μεταδίδει στα ανώτερα μέρη του ανθρώπινου εγκεφάλου. Οι χρωματικές αισθήσεις έχουν διπλή φύση: αντανακλούν τις ιδιότητες, αφενός, του εξωτερικού κόσμου και, αφετέρου, του νευρικού μας συστήματος.
Οι ελάχιστες τιμές αντιστοιχούν στο μπλε μέρος του φάσματος και οι μέγιστες τιμές αντιστοιχούν στο κόκκινο μέρος του φάσματος. Πράσινο χρώμα - βρίσκεται στη μέση αυτής της κλίμακας. Με αριθμητικούς όρους, τα χρώματα μπορούν να οριστούν ως εξής:
κόκκινο - 0,78-9,63 μικρά.
πορτοκαλί - 0,63-0,6 μικρά.
κίτρινο - 0,6-0,57 μικρά.
πράσινο - 0,57-0,49; μικρόν
μπλε - 0,49-0,46 μικρά.
μπλε - 0,46-0,43 μικρά.
μωβ - 0,43-0,38 μικρά.
Το λευκό φως είναι το άθροισμα όλων των μηκών κύματος στο ορατό φάσμα.
Πέρα από αυτό το εύρος είναι τα υπεριώδη (UV) και τα υπέρυθρα (IR) κύματα φωτός, ένα άτομο δεν τα αντιλαμβάνεται πλέον οπτικά, αν και έχουν πολύ ισχυρή επίδραση στο σώμα.
Προδιαγραφές χρώματος
Ο κορεσμός είναι η ένταση ενός χρώματος.
Η φωτεινότητα είναι η ποσότητα των ακτίνων φωτός που ανακλάται από μια επιφάνεια ενός δεδομένου χρώματος.
Η φωτεινότητα καθορίζεται από τον φωτισμό, δηλαδή την ποσότητα της ανακλώμενης ροής φωτός.
Τα χρώματα χαρακτηρίζονται από την ιδιότητα να αναμειγνύονται μεταξύ τους και να δίνουν έτσι νέες αποχρώσεις.
Η ενίσχυση ή η αποδυνάμωση της αντίληψης ενός ατόμου για τα χρώματα που κάνουν αντίθεση επηρεάζεται από την απόσταση και τον φωτισμό. Όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ ενός ζευγαριού χρωμάτων με αντίθεση και του ματιού, τόσο λιγότερο ενεργά φαίνονται και το αντίστροφο. Το περιβάλλον φόντο επηρεάζει επίσης την ενίσχυση ή την αποδυνάμωση των αντιθέσεων: είναι ισχυρότερες σε μαύρο φόντο παρά σε οποιοδήποτε ανοιχτό φόντο.
Όλα τα χρώματα χωρίζονται στις ακόλουθες ομάδες
Βασικά χρώματα: κόκκινο, κίτρινο και μπλε.
Δευτερεύοντα χρώματα που σχηματίζονται με συνδυασμό βασικών χρωμάτων: κόκκινο + κίτρινο = πορτοκαλί, κίτρινο + μπλε = πράσινο. Κόκκινο + μπλε = μωβ. Κόκκινο + κίτρινο + μπλε = καφέ.
Τριτογενή χρώματα είναι εκείνα τα χρώματα που έχουν ληφθεί με την ανάμειξη δευτερευόντων χρωμάτων: πορτοκαλί + πράσινο = μαύρισμα. Πορτοκαλί + μωβ = κοκκινοκαφέ. Πράσινο + μωβ = μπλε-καφέ.
Τα οφέλη του χρώματος και του φωτός
Για να αποκαταστήσετε την υγεία, πρέπει να μεταφέρετε τις σχετικές πληροφορίες στον οργανισμό. Αυτές οι πληροφορίες κωδικοποιούνται σε χρωματικά κύματα. Μία από τις κύριες αιτίες ενός μεγάλου αριθμού λεγόμενων ασθενειών του πολιτισμού - υπέρταση, υψηλή χοληστερόλη, κατάθλιψη, οστεοπόρωση, διαβήτης κ.λπ. μπορεί να ονομαστεί η έλλειψη φυσικού φωτός.
Αλλάζοντας το μήκος των κυμάτων φωτός, είναι δυνατό να μεταδοθούν στα κύτταρα ακριβώς οι πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την αποκατάσταση της ζωτικής τους δραστηριότητας. Η χρωματοθεραπεία στοχεύει στο να διασφαλίσει ότι το σώμα λαμβάνει τη χρωματική ενέργεια που δεν του είναι αρκετή.
Οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη καταλήξει σε συναίνεση για το πώς το φως εισέρχεται στο ανθρώπινο σώμα και το επηρεάζει.
Δρώντας στην ίριδα του ματιού, το χρώμα διεγείρει ορισμένους υποδοχείς. Όσοι έχουν ποτέ διαγνωστεί με την ίριδα του ματιού γνωρίζουν ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να «διαβάσει» την ασθένεια οποιουδήποτε από τα όργανα. Είναι κατανοητό, γιατί η «ίριδα» συνδέεται αντανακλαστικά με όλα τα εσωτερικά όργανα και, φυσικά, με τον εγκέφαλο. Από εδώ δεν είναι δύσκολο να μαντέψει κανείς ότι αυτό ή εκείνο το χρώμα, που ενεργεί στην ίριδα του ματιού, επηρεάζει έτσι αντανακλαστικά τη ζωτική δραστηριότητα των οργάνων του σώματός μας.
Ίσως το φως διεισδύει στον αμφιβληστροειδή του ματιού και διεγείρει την υπόφυση, η οποία με τη σειρά της διεγείρει το ένα ή το άλλο όργανο. Αλλά τότε δεν είναι σαφές γιατί μια τέτοια μέθοδος όπως η διάτρηση χρώματος μεμονωμένων τομέων του ανθρώπινου σώματος είναι χρήσιμη.
Πιθανώς, το σώμα μας είναι σε θέση να αισθάνεται αυτές τις ακτινοβολίες με τη βοήθεια υποδοχέων του δέρματος. Αυτό επιβεβαιώνεται από την επιστήμη της ραδιονικής - σύμφωνα με αυτή τη διδασκαλία, οι δονήσεις του φωτός προκαλούν δονήσεις στο σώμα μας. Το φως δονείται κατά την κίνηση, το σώμα μας αρχίζει να δονείται κατά την ενεργειακή ακτινοβολία. Αυτή η κίνηση φαίνεται στις φωτογραφίες Kirlian, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να συλλάβουν την αύρα.
Ίσως αυτές οι δονήσεις αρχίζουν να επηρεάζουν τον εγκέφαλο, διεγείροντάς τον και αναγκάζοντάς τον να παράγει ορμόνες. Στη συνέχεια, αυτές οι ορμόνες εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος και αρχίζουν να επηρεάζουν τα εσωτερικά όργανα ενός ατόμου.
Δεδομένου ότι όλα τα χρώματα είναι διαφορετικά στη δομή τους, δεν είναι δύσκολο να μαντέψει κανείς ότι το αποτέλεσμα κάθε μεμονωμένου χρώματος θα είναι διαφορετικό. Τα χρώματα χωρίζονται σε δυνατά και αδύναμα, καταπραϋντικά και συναρπαστικά, ακόμη και βαριά και ελαφριά. Το κόκκινο θεωρούνταν το πιο βαρύ, ακολουθούμενο από χρώματα ίσου βάρους: πορτοκαλί, μπλε και πράσινο, μετά το κίτρινο και τέλος το λευκό.
Η γενική επίδραση του χρώματος στη σωματική και ψυχική κατάσταση ενός ατόμου
Για πολλούς αιώνες, οι άνθρωποι σε όλο τον κόσμο έχουν αναπτύξει μια συγκεκριμένη σχέση με ένα συγκεκριμένο χρώμα. Για παράδειγμα, οι Ρωμαίοι και οι Αιγύπτιοι συσχέτισαν το μαύρο με τη θλίψη και τη λύπη, το λευκό με την αγνότητα, ωστόσο, στην Κίνα και την Ιαπωνία, το λευκό είναι σύμβολο λύπης, αλλά μεταξύ του πληθυσμού της Νότιας Αφρικής, το χρώμα της θλίψης ήταν κόκκινο, στη Βιρμανία, Αντίθετα, η θλίψη συνδέθηκε με το κίτρινο και στο Ιράν - με το μπλε.
Η επίδραση του χρώματος σε ένα άτομο είναι αρκετά ατομική και εξαρτάται επίσης από ορισμένες εμπειρίες, για παράδειγμα, από τη μέθοδο επιλογής του χρώματος ορισμένων εορτασμών ή καθημερινής εργασίας.
Ανάλογα με το χρόνο έκθεσης σε ένα άτομο ή την έκταση που καταλαμβάνει ένα χρώμα, προκαλεί θετικά ή αρνητικά συναισθήματα και επηρεάζει τον ψυχισμό του. Το ανθρώπινο μάτι είναι ικανό να αναγνωρίσει 1,5 εκατομμύρια χρώματα και αποχρώσεις και τα χρώματα γίνονται αντιληπτά ακόμη και από το δέρμα και επηρεάζουν επίσης τους τυφλούς. Στη διαδικασία έρευνας που διεξήχθη από επιστήμονες στη Βιέννη, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές με δεμένα μάτια. Οι άνθρωποι μεταφέρθηκαν σε ένα δωμάτιο με κόκκινους τοίχους, μετά από το οποίο ο σφυγμός τους αυξήθηκε, στη συνέχεια τοποθετήθηκαν σε ένα δωμάτιο με κίτρινους τοίχους και ο παλμός επέστρεψε απότομα στο φυσιολογικό και σε ένα δωμάτιο με μπλε τοίχους μειώθηκε αισθητά. Επιπλέον, η ηλικία και το φύλο ενός ατόμου έχει αξιοσημείωτη επίδραση στην αντίληψη των χρωμάτων και στη μείωση της χρωματικής ευαισθησίας. Μέχρι 20-25 αυξάνεται η αντίληψη και μετά τα 25 μειώνεται σε σχέση με ορισμένες αποχρώσεις.
Μελέτες που έγιναν σε αμερικανικά πανεπιστήμια έδειξαν ότι τα βασικά χρώματα που επικρατούν στο παιδικό δωμάτιο μπορούν να επηρεάσουν την αλλαγή της πίεσης στα παιδιά, να μειώσουν ή να αυξήσουν την επιθετικότητά τους, τόσο στους βλέποντες όσο και στους τυφλούς. Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι τα χρώματα μπορούν να έχουν αρνητική και θετική επίδραση σε ένα άτομο.
Η αντίληψη των χρωμάτων και των αποχρώσεων μπορεί να συγκριθεί με έναν μουσικό που κουρδίζει το όργανό του. Όλες οι αποχρώσεις είναι ικανές να προκαλέσουν άπιαστες αποκρίσεις και διαθέσεις στην ψυχή ενός ατόμου, γι' αυτό και αναζητά τον συντονισμό των δονήσεων των χρωματικών κυμάτων με τις εσωτερικές ηχώ της ψυχής του.
Επιστήμονες από όλο τον κόσμο ισχυρίζονται ότι το κόκκινο χρώμα βοηθά στην παραγωγή ερυθρών αιμοσφαιρίων στο συκώτι και επίσης βοηθά στην γρήγορη απομάκρυνση των δηλητηρίων από το ανθρώπινο σώμα. Πιστεύεται ότι το κόκκινο χρώμα είναι ικανό να καταστρέψει διάφορους ιούς και μειώνει σημαντικά τη φλεγμονή στο σώμα. Συχνά στην εξειδικευμένη βιβλιογραφία υπάρχει η ιδέα ότι οι δονήσεις ορισμένων χρωμάτων είναι εγγενείς σε οποιοδήποτε ανθρώπινο όργανο. Ο πολύχρωμος χρωματισμός του εσωτερικού ενός ατόμου μπορεί να βρεθεί σε αρχαία κινεζικά σχέδια που απεικονίζουν τις μεθόδους της ανατολικής ιατρικής.
Επιπλέον, τα χρώματα δεν επηρεάζουν μόνο τη διάθεση και την ψυχική κατάσταση ενός ατόμου, αλλά επίσης οδηγούν σε ορισμένες φυσιολογικές ανωμαλίες στο σώμα. Για παράδειγμα, σε ένα δωμάτιο με κόκκινη ή πορτοκαλί ταπετσαρία, ο καρδιακός ρυθμός επιταχύνεται αισθητά και η θερμοκρασία αυξάνεται. Στη διαδικασία της βαφής δωματίων, η επιλογή του χρώματος συνήθως περιλαμβάνει ένα πολύ απροσδόκητο αποτέλεσμα. Γνωρίζουμε μια τέτοια περίπτωση όταν ο ιδιοκτήτης ενός εστιατορίου, που ήθελε να βελτιώσει την όρεξη των επισκεπτών, διέταξε να βάψουν τους τοίχους κόκκινους. Μετά από αυτό, η όρεξη των φιλοξενούμενων βελτιώθηκε, αλλά ο αριθμός των σπασμένων πιάτων και ο αριθμός των τσακωμών και των επεισοδίων αυξήθηκε τρομερά.
Είναι επίσης γνωστό ότι ακόμη και πολλές σοβαρές ασθένειες μπορούν να θεραπευτούν με το χρώμα. Για παράδειγμα, σε πολλά λουτρά και σάουνες, χάρη σε συγκεκριμένο εξοπλισμό, είναι δυνατό να κάνετε λουτρά θεραπευτικού χρώματος.
Σας προσκαλούμε να μάθετε για τις εκπληκτικές ιδιότητες του οράματός μας - από την ικανότητα να βλέπουμε μακρινούς γαλαξίες έως την ικανότητα να συλλαμβάνουμε φαινομενικά αόρατα κύματα φωτός.Ρίξτε μια ματιά στο δωμάτιο στο οποίο βρίσκεστε - τι βλέπετε; Τοίχοι, παράθυρα, πολύχρωμα αντικείμενα - όλα φαίνονται τόσο οικεία και αυτονόητα. Είναι εύκολο να ξεχάσουμε ότι βλέπουμε τον κόσμο γύρω μας μόνο χάρη στα φωτόνια - σωματίδια φωτός που αντανακλώνται από αντικείμενα και πέφτουν στον αμφιβληστροειδή του ματιού.
Υπάρχουν περίπου 126 εκατομμύρια φωτοευαίσθητα κύτταρα στον αμφιβληστροειδή χιτώνα καθενός από τα μάτια μας. Ο εγκέφαλος αποκρυπτογραφεί τις πληροφορίες που λαμβάνει από αυτά τα κύτταρα σχετικά με την κατεύθυνση και την ενέργεια των φωτονίων που πέφτουν πάνω τους και τις μετατρέπει σε μια ποικιλία σχημάτων, χρωμάτων και έντασης φωτισμού των γύρω αντικειμένων.
Η ανθρώπινη όραση έχει τα όριά της. Έτσι, δεν είμαστε σε θέση να δούμε τα ραδιοκύματα που εκπέμπονται από ηλεκτρονικές συσκευές, ούτε να δούμε τα μικρότερα βακτήρια με γυμνό μάτι.
Χάρη στην πρόοδο της φυσικής και της βιολογίας, είναι δυνατό να καθοριστούν τα όρια της φυσικής όρασης. «Οποιοδήποτε αντικείμενο βλέπουμε έχει ένα συγκεκριμένο «κατώφλι» κάτω από το οποίο σταματάμε να το διακρίνουμε», λέει ο Michael Landy, καθηγητής ψυχολογίας και νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης.
Ας εξετάσουμε πρώτα αυτό το όριο όσον αφορά την ικανότητά μας να διακρίνουμε τα χρώματα - ίσως την πρώτη ικανότητα που μας έρχεται στο μυαλό σε σχέση με την όραση.
Η ικανότητά μας να διακρίνουμε, για παράδειγμα, το βιολετί από το ματζέντα σχετίζεται με το μήκος κύματος των φωτονίων που χτυπούν τον αμφιβληστροειδή του ματιού. Υπάρχουν δύο τύποι φωτοευαίσθητων κυττάρων στον αμφιβληστροειδή - οι ράβδοι και οι κώνοι. Οι κώνοι είναι υπεύθυνοι για την αντίληψη των χρωμάτων (τη λεγόμενη ημερήσια όραση), ενώ οι ράβδοι μας επιτρέπουν να βλέπουμε αποχρώσεις του γκρι σε χαμηλό φωτισμό - για παράδειγμα, τη νύχτα (νυχτερινή όραση).
Στο ανθρώπινο μάτι υπάρχουν τρεις τύποι κώνων και αντίστοιχος αριθμός τύπων οψινών, καθένας από τους οποίους έχει ιδιαίτερη ευαισθησία στα φωτόνια με ένα ορισμένο εύρος μηκών κύματος φωτός.
Οι κώνοι τύπου S είναι ευαίσθητοι στο ιώδες-μπλε τμήμα μικρού μήκους κύματος του ορατού φάσματος. Οι κώνοι τύπου M είναι υπεύθυνοι για το πράσινο-κίτρινο (μεσαίο μήκος κύματος) και οι κώνοι τύπου L είναι υπεύθυνοι για το κίτρινο-κόκκινο (μεγάλο μήκος κύματος).
Όλα αυτά τα κύματα, καθώς και οι συνδυασμοί τους, μας επιτρέπουν να δούμε όλο το φάσμα των χρωμάτων στο ουράνιο τόξο. «Όλες οι πηγές ορατού από τον άνθρωπο φωτός, με εξαίρεση μια σειρά από τεχνητές (όπως ένα διαθλαστικό πρίσμα ή ένα λέιζερ), εκπέμπουν ένα μείγμα μηκών κύματος», λέει ο Landy.
Από όλα τα φωτόνια που υπάρχουν στη φύση, οι κώνοι μας μπορούν να συλλάβουν μόνο εκείνους που χαρακτηρίζονται από ένα μήκος κύματος σε πολύ στενό εύρος (συνήθως από 380 έως 720 νανόμετρα) - αυτό ονομάζεται φάσμα ορατής ακτινοβολίας. Κάτω από αυτό το εύρος βρίσκονται υπέρυθρα και ραδιοφάσματα - το μήκος κύματος των φωτονίων χαμηλής ενέργειας του τελευταίου ποικίλλει από χιλιοστά έως αρκετά χιλιόμετρα.
Στην άλλη πλευρά του ορατού μήκους κύματος είναι το φάσμα υπεριώδους, ακολουθούμενο από το φάσμα των ακτίνων Χ και μετά το φάσμα των ακτίνων γάμμα με φωτόνια των οποίων το μήκος κύματος δεν υπερβαίνει τα τρισεκατομμύρια του μέτρου.
Αν και η όραση των περισσότερων από εμάς περιορίζεται στο ορατό φάσμα, τα άτομα με αφακία - την απουσία φακού στο μάτι (ως αποτέλεσμα χειρουργικής επέμβασης καταρράκτη ή, σπανιότερα, εκ γενετής ελάττωμα) - μπορούν να δουν υπεριώδη κύματα.
Σε ένα υγιές μάτι, ο φακός μπλοκάρει τα υπεριώδη μήκη κύματος, αλλά ελλείψει αυτού, ένα άτομο μπορεί να αντιληφθεί μήκη κύματος έως περίπου 300 νανόμετρα ως μπλε-λευκό χρώμα.
Μια μελέτη του 2014 σημειώνει ότι, κατά μία έννοια, όλοι μπορούμε να δούμε και υπέρυθρα φωτόνια. Εάν δύο τέτοια φωτόνια προσκρούσουν στο ίδιο κύτταρο του αμφιβληστροειδούς σχεδόν ταυτόχρονα, η ενέργειά τους μπορεί να αθροιστεί, μετατρέποντας αόρατα μήκη κύματος, ας πούμε, 1000 νανόμετρα σε ορατό μήκος κύματος 500 νανόμετρων (οι περισσότεροι από εμάς αντιλαμβανόμαστε τα μήκη κύματος αυτού του μήκους κύματος ως ψυχρό πράσινο χρώμα).
Πόσα χρώματα βλέπουμε;
Σε ένα υγιές ανθρώπινο μάτι, υπάρχουν τρεις τύποι κώνων, καθένας από τους οποίους είναι ικανός να διακρίνει περίπου 100 διαφορετικές χρωματικές αποχρώσεις. Για το λόγο αυτό, οι περισσότεροι ερευνητές υπολογίζουν τον αριθμό των χρωμάτων που μπορούμε να διακρίνουμε σε περίπου ένα εκατομμύριο. Ωστόσο, η αντίληψη του χρώματος είναι πολύ υποκειμενική και ατομική.
Ο Τζέιμσον ξέρει τι λέει. Μελετά το όραμα των τετραχρωμάτων - ανθρώπων με πραγματικά υπεράνθρωπες ικανότητες να διακρίνουν τα χρώματα. Η τετραχρωμία είναι σπάνια, κυρίως στις γυναίκες. Ως αποτέλεσμα μιας γενετικής μετάλλαξης, έχουν έναν επιπλέον, τέταρτο τύπο κώνων, που τους επιτρέπει, σύμφωνα με πρόχειρες εκτιμήσεις, να δουν έως και 100 εκατομμύρια χρώματα. (Τα αχρωματοψία, ή τα διχρωματικά, έχουν μόνο δύο τύπους κώνων — δεν μπορούν να δουν περισσότερα από 10.000 χρώματα.)
Πόσα φωτόνια χρειαζόμαστε για να δούμε μια πηγή φωτός;
Γενικά, οι κώνοι απαιτούν πολύ περισσότερο φως για να λειτουργήσουν βέλτιστα από τις ράβδους. Για το λόγο αυτό, σε χαμηλό φωτισμό, η ικανότητά μας να διακρίνουμε τα χρώματα πέφτει και τα ραβδιά λειτουργούν, παρέχοντας ασπρόμαυρη όραση.
Σε ιδανικές εργαστηριακές συνθήκες, σε περιοχές του αμφιβληστροειδούς όπου οι ράβδοι απουσιάζουν σε μεγάλο βαθμό, οι κώνοι μπορούν να πυροδοτηθούν όταν χτυπηθούν από λίγα μόνο φωτόνια. Ωστόσο, τα sticks κάνουν ακόμα καλύτερη δουλειά στο να συλλαμβάνουν ακόμα και το πιο αμυδρό φως.
Όπως δείχνουν τα πειράματα που έγιναν για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1940, ένα κβάντο φωτός είναι αρκετό για να το δει το μάτι μας. «Ένα άτομο μπορεί να δει μόνο ένα φωτόνιο», λέει ο Brian Wandell, καθηγητής ψυχολογίας και ηλεκτρολογίας στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ. «Περισσότερη ευαισθησία στον αμφιβληστροειδή απλά δεν έχει νόημα».
Το 1941, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Κολούμπια διεξήγαγαν ένα πείραμα - τα άτομα μεταφέρθηκαν σε ένα σκοτεινό δωμάτιο και δόθηκε στα μάτια τους συγκεκριμένος χρόνος για να προσαρμοστούν. Τα ραβδιά χρειάζονται αρκετά λεπτά για να φτάσουν σε πλήρη ευαισθησία. γι' αυτό, όταν σβήνουμε το φως στο δωμάτιο, χάνουμε για λίγο την ικανότητα να βλέπουμε οτιδήποτε.
Στη συνέχεια, ένα μπλε-πράσινο φως που αναβοσβήνει κατευθύνθηκε στα πρόσωπα των υποκειμένων. Με πιθανότητα μεγαλύτερη από την κανονική πιθανότητα, οι συμμετέχοντες στο πείραμα κατέγραψαν μια λάμψη φωτός όταν μόνο 54 φωτόνια χτύπησαν τον αμφιβληστροειδή.
Δεν καταγράφονται όλα τα φωτόνια που φτάνουν στον αμφιβληστροειδή από φωτοευαίσθητα κύτταρα. Δεδομένης αυτής της περίστασης, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μόνο πέντε φωτόνια που ενεργοποιούν πέντε διαφορετικές ράβδους στον αμφιβληστροειδή είναι αρκετά για να δει ένα άτομο μια λάμψη.
Τα μικρότερα και πιο μακρινά ορατά αντικείμενα
Το ακόλουθο γεγονός μπορεί να σας εκπλήξει: η ικανότητά μας να βλέπουμε ένα αντικείμενο δεν εξαρτάται καθόλου από το φυσικό του μέγεθος ή την απόστασή του, αλλά από το εάν τουλάχιστον μερικά φωτόνια που εκπέμπονται από αυτό χτυπούν στον αμφιβληστροειδή μας.
«Το μόνο πράγμα που χρειάζεται το μάτι για να δει οτιδήποτε είναι μια ορισμένη ποσότητα φωτός που εκπέμπεται ή ανακλάται πίσω σε αυτό από ένα αντικείμενο», λέει ο Landy. «Όλα καταλήγουν στον αριθμό των φωτονίων που φτάνουν στον αμφιβληστροειδή. υπάρχει για ένα κλάσμα του δεύτερον, μπορούμε ακόμα να το δούμε αν εκπέμπει αρκετά φωτόνια».
Τα εγχειρίδια ψυχολογίας συχνά αναφέρουν ότι σε μια σκοτεινή νύχτα χωρίς σύννεφα, η φλόγα ενός κεριού μπορεί να φανεί από απόσταση έως και 48 χιλιομέτρων. Στην πραγματικότητα, ο αμφιβληστροειδής μας βομβαρδίζεται συνεχώς με φωτόνια, έτσι ώστε ένα μόνο κβάντο φωτός που εκπέμπεται από μεγάλη απόσταση απλώς θα χαθεί στο φόντο τους.
Για να φανταστούμε πόσο μακριά μπορούμε να δούμε, ας ρίξουμε μια ματιά στον νυχτερινό ουρανό, γεμάτο αστέρια. Τα μεγέθη των αστεριών είναι τεράστια. πολλά από αυτά που βλέπουμε με γυμνό μάτι έχουν διάμετρο εκατομμυρίων χιλιομέτρων.
Ωστόσο, ακόμη και τα πιο κοντινά σε εμάς αστέρια βρίσκονται σε απόσταση μεγαλύτερη από 38 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη, επομένως τα φαινομενικά μεγέθη τους είναι τόσο μικρά που το μάτι μας δεν μπορεί να τα διακρίνει.
Από την άλλη πλευρά, εξακολουθούμε να παρατηρούμε τα αστέρια ως φωτεινές σημειακές πηγές φωτός, επειδή τα φωτόνια που εκπέμπονται από αυτά ξεπερνούν τις γιγάντιες αποστάσεις που μας χωρίζουν και χτυπούν τον αμφιβληστροειδή μας.
Όλα τα μεμονωμένα ορατά αστέρια στον νυχτερινό ουρανό βρίσκονται στον γαλαξία μας - τον Γαλαξία μας. Το πιο απομακρυσμένο αντικείμενο από εμάς που μπορεί να δει ένας άνθρωπος με γυμνό μάτι βρίσκεται έξω από τον Γαλαξία και είναι το ίδιο ένα αστρικό σμήνος - αυτό είναι το νεφέλωμα της Ανδρομέδας, που βρίσκεται σε απόσταση 2,5 εκατομμυρίων ετών φωτός, ή 37 εκατομμυρίων χιλιομέτρων, από το Ήλιος. (Μερικοί άνθρωποι ισχυρίζονται ότι τις ιδιαίτερα σκοτεινές νύχτες, η αιχμηρή όραση τους επιτρέπει να δουν τον Γαλαξία του Τριγωνίου, που βρίσκεται σε απόσταση περίπου 3 εκατομμυρίων ετών φωτός, αλλά αφήστε αυτή τη δήλωση να παραμείνει στη συνείδησή τους.)
Το νεφέλωμα της Ανδρομέδας περιέχει ένα τρισεκατομμύριο αστέρια. Λόγω της μεγάλης απόστασης, όλα αυτά τα φωτιστικά συγχωνεύονται για εμάς σε μια ελάχιστα διακριτή κηλίδα φωτός. Ταυτόχρονα, το μέγεθος του νεφελώματος της Ανδρομέδας είναι κολοσσιαίο. Ακόμη και σε μια τόσο γιγάντια απόσταση, το γωνιακό του μέγεθος είναι έξι φορές μεγαλύτερη από τη διάμετρο της πανσελήνου. Ωστόσο, τόσο λίγα φωτόνια φτάνουν σε εμάς από αυτόν τον γαλαξία που είναι μόλις ορατός στον νυχτερινό ουρανό.
Όριο οπτικής οξύτητας
Γιατί δεν μπορούμε να δούμε μεμονωμένα αστέρια στο νεφέλωμα της Ανδρομέδας; Γεγονός είναι ότι η ανάλυση ή η οξύτητα της όρασης έχει τους περιορισμούς της. (Η οπτική οξύτητα αναφέρεται στην ικανότητα διάκρισης στοιχείων όπως ένα σημείο ή μια γραμμή ως ξεχωριστά αντικείμενα που δεν συγχωνεύονται με γειτονικά αντικείμενα ή με το φόντο.)
Στην πραγματικότητα, η οπτική οξύτητα μπορεί να περιγραφεί με τον ίδιο τρόπο όπως η ανάλυση μιας οθόνης υπολογιστή - ως προς το ελάχιστο μέγεθος των pixel που μπορούμε ακόμα να διακρίνουμε ως μεμονωμένα σημεία.
Τα όρια οπτικής οξύτητας εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες - όπως η απόσταση μεταξύ μεμονωμένων κώνων και ράβδων στον αμφιβληστροειδή. Εξίσου σημαντικό ρόλο παίζουν τα οπτικά χαρακτηριστικά του ίδιου του βολβού του ματιού, λόγω των οποίων δεν χτυπά κάθε φωτόνιο σε ένα φωτοευαίσθητο κύτταρο.
Θεωρητικά, οι μελέτες δείχνουν ότι η οπτική μας οξύτητα περιορίζεται από την ικανότητά μας να βλέπουμε περίπου 120 pixel ανά γωνιακή μοίρα (μονάδα γωνιακής μέτρησης).
Μια πρακτική απεικόνιση των ορίων της ανθρώπινης οπτικής οξύτητας μπορεί να είναι ένα αντικείμενο στο μέγεθος ενός νυχιού που βρίσκεται στο μήκος του χεριού, με 60 οριζόντιες και 60 κάθετες γραμμές εναλλασσόμενων λευκών και μαύρων χρωμάτων πάνω του, σχηματίζοντας ένα είδος σκακιέρας. «Είναι ίσως το μικρότερο σχέδιο που μπορεί να διακρίνει ακόμα το ανθρώπινο μάτι», λέει ο Landy.
Οι πίνακες που χρησιμοποιούν οι οφθαλμίατροι για τον έλεγχο της οπτικής οξύτητας βασίζονται σε αυτήν την αρχή. Ο πιο διάσημος πίνακας Sivtsev στη Ρωσία αποτελείται από σειρές μαύρων κεφαλαίων γραμμάτων σε λευκό φόντο, το μέγεθος της γραμματοσειράς των οποίων γίνεται μικρότερο με κάθε σειρά.
Η οπτική οξύτητα ενός ατόμου καθορίζεται από το μέγεθος της γραμματοσειράς στην οποία παύει να βλέπει καθαρά τα περιγράμματα των γραμμάτων και αρχίζει να τα μπερδεύει.
Είναι το όριο της οπτικής οξύτητας που εξηγεί το γεγονός ότι δεν μπορούμε να δούμε με γυμνό μάτι ένα βιολογικό κύτταρο, το μέγεθος του οποίου είναι μόνο λίγα μικρόμετρα.
Αλλά μην στεναχωριέσαι γι' αυτό. Η ικανότητα να διακρίνουμε ένα εκατομμύριο χρώματα, να συλλαμβάνουμε μεμονωμένα φωτόνια και να βλέπουμε γαλαξίες σε απόσταση λίγων εκατομμυρίων χιλιομέτρων είναι ένα πολύ καλό αποτέλεσμα, δεδομένου ότι η όρασή μας παρέχεται από ένα ζευγάρι μπάλες που μοιάζουν με ζελέ στις κόγχες των ματιών, συνδεδεμένες με ένα 1,5 kg. πορώδης μάζα στο κρανίο.
Ένα άτομο δεν μπορεί να δει στο απόλυτο σκοτάδι. Για να δει ένα άτομο ένα αντικείμενο, είναι απαραίτητο το φως να ανακλάται από το αντικείμενο και να χτυπά τον αμφιβληστροειδή του ματιού. Οι πηγές φωτός μπορεί να είναι φυσικές (φωτιά, ήλιος) και τεχνητές (διάφοροι λαμπτήρες). Τι είναι όμως το φως;
Σύμφωνα με τις σύγχρονες επιστημονικές αντιλήψεις, το φως είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα ορισμένου (μάλλον υψηλής) περιοχής συχνοτήτων. Αυτή η θεωρία προέρχεται από τον Huygens και επιβεβαιώνεται από πολλά πειράματα (ιδιαίτερα, την εμπειρία του T. Jung). Ταυτόχρονα, στη φύση του φωτός, εκδηλώνεται πλήρως ο δυϊσμός καρπικού κυμάτων, ο οποίος καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τις ιδιότητές του: όταν διαδίδεται, το φως συμπεριφέρεται σαν κύμα, όταν εκπέμπεται ή απορροφάται, σαν σωματίδιο (φωτόνιο). Έτσι, τα φαινόμενα φωτός που συμβαίνουν κατά τη διάδοση του φωτός (παρεμβολή, περίθλαση κ.λπ.) περιγράφονται από τις εξισώσεις Maxwell και τα φαινόμενα που εμφανίζονται κατά την απορρόφηση και εκπομπή του (φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, φαινόμενο Compton) περιγράφονται από τις εξισώσεις του κβαντικού θεωρία πεδίου.
Με απλά λόγια, το ανθρώπινο μάτι είναι ένας ραδιοφωνικός δέκτης ικανός να δέχεται ηλεκτρομαγνητικά κύματα συγκεκριμένης (οπτικής) περιοχής συχνοτήτων. Οι πρωταρχικές πηγές αυτών των κυμάτων είναι τα σώματα που τα εκπέμπουν (ο ήλιος, οι λάμπες κ.λπ.), οι δευτερεύουσες πηγές είναι τα σώματα που αντανακλούν τα κύματα των πρωτογενών πηγών. Το φως από τις πηγές εισέρχεται στο μάτι και τις κάνει ορατές στον άνθρωπο. Έτσι, εάν το σώμα είναι διαφανές στα κύματα του ορατού εύρους συχνοτήτων (αέρας, νερό, γυαλί κ.λπ.), τότε δεν μπορεί να καταγραφεί από το μάτι. Ταυτόχρονα, το μάτι, όπως και κάθε άλλος ραδιοφωνικός δέκτης, «συντονίζεται» σε ένα συγκεκριμένο εύρος ραδιοσυχνοτήτων (στην περίπτωση του ματιού, αυτό το εύρος είναι από 400 έως 790 terahertz) και δεν αντιλαμβάνεται κύματα που έχουν υψηλότερες (υπεριώδεις) ή χαμηλότερες (υπέρυθρες) συχνότητες. Αυτός ο «συντονισμός» εκδηλώνεται σε ολόκληρη τη δομή του ματιού - από τον φακό και το υαλοειδές σώμα, τα οποία είναι διαφανή σε αυτό το συγκεκριμένο εύρος συχνοτήτων και τελειώνουν με το μέγεθος των φωτοϋποδοχέων, οι οποίοι σε αυτή την αναλογία είναι παρόμοιοι με τις κεραίες ραδιοφωνικών δεκτών και έχουν διαστάσεις που παρέχουν την πιο αποτελεσματική λήψη ραδιοκυμάτων αυτού του συγκεκριμένου εύρους συχνοτήτων.
Όλα αυτά μαζί καθορίζουν το εύρος συχνοτήτων στο οποίο βλέπει ένα άτομο. Ονομάζεται εύρος ορατού φωτός.
Ορατή ακτινοβολία - ηλεκτρομαγνητικά κύματα που γίνονται αντιληπτά από το ανθρώπινο μάτι, τα οποία καταλαμβάνουν ένα τμήμα του φάσματος με μήκος κύματος περίπου 380 (ιώδες) έως 740 nm (κόκκινο). Τέτοια κύματα καταλαμβάνουν το εύρος συχνοτήτων από 400 έως 790 terahertz. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με τέτοιες συχνότητες ονομάζεται επίσης ορατό φως, ή απλά φως (με τη στενή έννοια της λέξης). Το ανθρώπινο μάτι είναι πιο ευαίσθητο στο φως στα 555 nm (540 THz), στο πράσινο τμήμα του φάσματος.
Λευκό φως που χωρίζεται από ένα πρίσμα στα χρώματα του φάσματος
Όταν μια λευκή δέσμη αποσυντίθεται σε ένα πρίσμα, σχηματίζεται ένα φάσμα στο οποίο η ακτινοβολία διαφορετικών μηκών κύματος διαθλάται σε διαφορετικές γωνίες. Τα χρώματα που περιλαμβάνονται στο φάσμα, δηλαδή εκείνα τα χρώματα που μπορούν να ληφθούν από φωτεινά κύματα ενός μήκους κύματος (ή πολύ στενού εύρους), ονομάζονται φασματικά χρώματα. Τα κύρια φασματικά χρώματα (που έχουν το δικό τους όνομα), καθώς και τα χαρακτηριστικά εκπομπής αυτών των χρωμάτων, παρουσιάζονται στον πίνακα:
Τι βλέπει κανείς
Χάρη στην όραση, λαμβάνουμε το 90% των πληροφοριών για τον κόσμο γύρω μας, επομένως το μάτι είναι ένα από τα πιο σημαντικά όργανα αίσθησης.
Το μάτι μπορεί να ονομαστεί μια πολύπλοκη οπτική συσκευή. Το κύριο καθήκον του είναι να «μεταδώσει» τη σωστή εικόνα στο οπτικό νεύρο.
Η δομή του ανθρώπινου ματιού
Ο κερατοειδής είναι η διαφανής μεμβράνη που καλύπτει το μπροστινό μέρος του ματιού. Δεν υπάρχουν αιμοφόρα αγγεία σε αυτό, έχει μεγάλη διαθλαστική δύναμη. Περιλαμβάνεται στο οπτικό σύστημα του ματιού. Ο κερατοειδής συνορεύει με το αδιαφανές εξωτερικό κέλυφος του ματιού - τον σκληρό χιτώνα.
Ο πρόσθιος θάλαμος του ματιού είναι ο χώρος μεταξύ του κερατοειδούς και της ίριδας. Γεμίζει με ενδοφθάλμιο υγρό.
Η ίριδα έχει σχήμα κύκλου με μια τρύπα μέσα (την κόρη). Η ίριδα αποτελείται από μύες, με τη σύσπαση και τη χαλάρωση των οποίων αλλάζει το μέγεθος της κόρης. Εισέρχεται στο χοριοειδές του ματιού. Η ίριδα είναι υπεύθυνη για το χρώμα των ματιών (αν είναι μπλε, σημαίνει ότι υπάρχουν λίγα χρωστικά κύτταρα σε αυτήν, αν είναι καφέ, υπάρχουν πολλά). Εκτελεί την ίδια λειτουργία με το διάφραγμα σε μια κάμερα, ρυθμίζοντας την έξοδο φωτός.
Η κόρη είναι μια τρύπα στην ίριδα. Οι διαστάσεις του συνήθως εξαρτώνται από το επίπεδο φωτισμού. Όσο περισσότερο φως, τόσο μικρότερη είναι η κόρη.
Ο φακός είναι ο «φυσικός φακός» του ματιού. Είναι διαφανές, ελαστικό - μπορεί να αλλάξει το σχήμα του, "εστιάζει" σχεδόν αμέσως, λόγω του οποίου ένα άτομο βλέπει καλά τόσο κοντά όσο και μακριά. Βρίσκεται στην κάψουλα, που συγκρατείται από την ακτινωτή ζώνη. Ο φακός, όπως και ο κερατοειδής, είναι μέρος του οπτικού συστήματος του ματιού. Η διαφάνεια του φακού του ανθρώπινου ματιού είναι εξαιρετική - το μεγαλύτερο μέρος του φωτός με μήκη κύματος μεταξύ 450 και 1400 nm μεταδίδεται. Φως με μήκος κύματος πάνω από 720 nm δεν γίνεται αντιληπτό. Ο φακός του ανθρώπινου ματιού είναι σχεδόν άχρωμος κατά τη γέννηση, αλλά αποκτά κιτρινωπό χρώμα με την ηλικία. Αυτό προστατεύει τον αμφιβληστροειδή του ματιού από την έκθεση στις υπεριώδεις ακτίνες.
Το υαλώδες σώμα είναι μια διαφανής ουσία που μοιάζει με γέλη και βρίσκεται στο πίσω μέρος του ματιού. Το υαλοειδές σώμα διατηρεί το σχήμα του βολβού του ματιού και εμπλέκεται στον ενδοφθάλμιο μεταβολισμό. Περιλαμβάνεται στο οπτικό σύστημα του ματιού.
Ο αμφιβληστροειδής - αποτελείται από φωτοϋποδοχείς (είναι ευαίσθητοι στο φως) και νευρικά κύτταρα. Τα κύτταρα υποδοχείς που βρίσκονται στον αμφιβληστροειδή χωρίζονται σε δύο τύπους: κώνους και ράβδους. Στα κύτταρα αυτά, που παράγουν το ένζυμο ροδοψίνη, η ενέργεια του φωτός (φωτόνια) μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια του νευρικού ιστού, δηλ. φωτοχημική αντίδραση.
Σκληρός - ένα αδιαφανές εξωτερικό κέλυφος του βολβού του ματιού, που περνά μπροστά από τον βολβό του ματιού σε έναν διαφανή κερατοειδή. 6 οφθαλμοκινητικοί μύες συνδέονται με τον σκληρό χιτώνα. Περιέχει μικρό αριθμό νευρικών απολήξεων και αιμοφόρων αγγείων.
Ο χοριοειδής - γραμμώνει τον οπίσθιο σκληρό χιτώνα, δίπλα στον αμφιβληστροειδή, με τον οποίο συνδέεται στενά. Ο χοριοειδής είναι υπεύθυνος για την παροχή αίματος στις ενδοφθάλμιες δομές. Σε παθήσεις του αμφιβληστροειδούς, πολύ συχνά εμπλέκεται στην παθολογική διαδικασία. Δεν υπάρχουν νευρικές απολήξεις στο χοριοειδές, επομένως, όταν είναι άρρωστος, δεν εμφανίζεται πόνος, συνήθως σηματοδοτώντας κάποιο είδος δυσλειτουργίας.
Οπτικό νεύρο - με τη βοήθεια του οπτικού νεύρου, τα σήματα από τις νευρικές απολήξεις μεταδίδονται στον εγκέφαλο.
Ένα άτομο δεν γεννιέται με ένα ήδη ανεπτυγμένο όργανο όρασης: κατά τους πρώτους μήνες της ζωής του, εμφανίζεται ο σχηματισμός του εγκεφάλου και της όρασης και σε περίπου 9 μήνες είναι σε θέση να επεξεργάζεται σχεδόν αμέσως τις εισερχόμενες οπτικές πληροφορίες. Για να δεις, χρειάζεσαι φως.
Ευαισθησία στο φως του ανθρώπινου ματιού
Η ικανότητα του ματιού να αντιλαμβάνεται το φως και να αναγνωρίζει διάφορους βαθμούς της φωτεινότητάς του ονομάζεται αντίληψη φωτός και η ικανότητα προσαρμογής σε διαφορετική φωτεινότητα του φωτισμού ονομάζεται προσαρμογή του ματιού. Η ευαισθησία στο φως υπολογίζεται από την τιμή του κατωφλίου του φωτοερεθίσματος.
Ένα άτομο με καλή όραση μπορεί να δει το φως από ένα κερί σε απόσταση πολλών χιλιομέτρων τη νύχτα. Η μέγιστη ευαισθησία στο φως επιτυγχάνεται μετά από μια αρκετά μεγάλη προσαρμογή στο σκοτάδι. Προσδιορίζεται υπό τη δράση μιας φωτεινής ροής σε στερεή γωνία 50 ° σε μήκος κύματος 500 nm (μέγιστη ευαισθησία του ματιού). Υπό αυτές τις συνθήκες, η ενέργεια κατωφλίου του φωτός είναι περίπου 10-9 erg/s, που ισοδυναμεί με τη ροή πολλών κβάντων της οπτικής περιοχής ανά δευτερόλεπτο μέσω της κόρης.
Η συμβολή της κόρης στη ρύθμιση της ευαισθησίας του ματιού είναι εξαιρετικά ασήμαντη. Όλο το εύρος φωτεινότητας που μπορεί να αντιληφθεί ο οπτικός μας μηχανισμός είναι τεράστιο: από 10-6 cd m² για ένα πλήρως προσαρμοσμένο στο σκοτάδι μάτι έως 106 cd m² για ένα μάτι πλήρως προσαρμοσμένο στο φως. Ο μηχανισμός για ένα τόσο μεγάλο εύρος ευαισθησίας βρίσκεται στην αποσύνθεση και αποκατάσταση των φωτοευαίσθητων χρωστικών.στους φωτοϋποδοχείς του αμφιβληστροειδούς – κώνοι και ράβδοι.
Το ανθρώπινο μάτι περιέχει δύο τύπους φωτοευαίσθητων κυττάρων (υποδοχείς): πολύ ευαίσθητες ράβδους υπεύθυνες για την όραση στο λυκόφως (νυχτερινή) και λιγότερο ευαίσθητους κώνους που είναι υπεύθυνοι για την έγχρωμη όραση.
Κανονικοποιημένα γραφήματα της ευαισθησίας των κώνων στο φως στο ανθρώπινο μάτι S, M, L. Η διακεκομμένη γραμμή δείχνει το λυκόφως, "ασπρόμαυρη" ευαισθησία των ράβδων.
Στον ανθρώπινο αμφιβληστροειδή, υπάρχουν τρεις τύποι κώνων, τα μέγιστα ευαισθησίας των οποίων πέφτουν στα κόκκινα, πράσινα και μπλε μέρη του φάσματος. Η κατανομή των τύπων κώνου στον αμφιβληστροειδή είναι άνιση: οι «μπλε» κώνοι είναι πιο κοντά στην περιφέρεια, ενώ οι «κόκκινοι» και οι «πράσινοι» κώνοι κατανέμονται τυχαία. Η αντιστοίχιση των τύπων κώνου με τα τρία «κύρια» χρώματα επιτρέπει την αναγνώριση χιλιάδων χρωμάτων και αποχρώσεων. Οι καμπύλες της φασματικής ευαισθησίας των τριών τύπων κώνων αλληλοκαλύπτονται εν μέρει, γεγονός που συμβάλλει στο φαινόμενο της μεταμερισμού. Το πολύ δυνατό φως διεγείρει και τους 3 τύπους υποδοχέων, και ως εκ τούτου γίνεται αντιληπτό ως εκτυφλωτικά λευκή ακτινοβολία.
Η ομοιόμορφη διέγερση και των τριών στοιχείων, που αντιστοιχεί στο σταθμισμένο μέσο φως της ημέρας, προκαλεί επίσης μια αίσθηση λευκού.
Τα γονίδια που κωδικοποιούν φωτοευαίσθητες πρωτεΐνες οψίνης είναι υπεύθυνα για την ανθρώπινη έγχρωμη όραση. Σύμφωνα με τους υποστηρικτές της θεωρίας των τριών συστατικών, η παρουσία τριών διαφορετικών πρωτεϊνών που ανταποκρίνονται σε διαφορετικά μήκη κύματος είναι επαρκής για την αντίληψη του χρώματος.
Τα περισσότερα θηλαστικά έχουν μόνο δύο από αυτά τα γονίδια, επομένως έχουν ασπρόμαυρη όραση.
Η ευαίσθητη στο κόκκινο φως οψίνη κωδικοποιείται στους ανθρώπους από το γονίδιο OPN1LW.
Άλλες ανθρώπινες οψίνες κωδικοποιούν τα γονίδια OPN1MW, OPN1MW2 και OPN1SW, τα δύο πρώτα από τα οποία κωδικοποιούν πρωτεΐνες που είναι ευαίσθητες στο φως σε μεσαία μήκη κύματος και η τρίτη είναι υπεύθυνη για την οψίνη που είναι ευαίσθητη στο τμήμα μικρού μήκους κύματος του φάσματος.
γραμμή της όρασης
Το οπτικό πεδίο είναι ο χώρος που γίνεται ταυτόχρονα αντιληπτός από το μάτι με ένα σταθερό βλέμμα και μια σταθερή θέση του κεφαλιού. Έχει ορισμένα όρια που αντιστοιχούν στη μετάβαση του οπτικά ενεργού τμήματος του αμφιβληστροειδούς στο οπτικά τυφλό.
Το οπτικό πεδίο περιορίζεται τεχνητά από τα προεξέχοντα μέρη του προσώπου - το πίσω μέρος της μύτης, το άνω άκρο της τροχιάς. Επιπλέον, τα όριά του εξαρτώνται από τη θέση του βολβού του ματιού στην τροχιά. Επιπλέον, σε κάθε μάτι ενός υγιούς ατόμου υπάρχει μια περιοχή του αμφιβληστροειδούς που δεν είναι ευαίσθητη στο φως, η οποία ονομάζεται τυφλό σημείο. Οι νευρικές ίνες από τους υποδοχείς προς το τυφλό σημείο περνούν πάνω από τον αμφιβληστροειδή και συγκεντρώνονται στο οπτικό νεύρο, το οποίο διέρχεται από τον αμφιβληστροειδή στην άλλη πλευρά του. Έτσι, δεν υπάρχουν υποδοχείς φωτός σε αυτό το μέρος.
Σε αυτήν την ομοεστιακή μικρογραφία, ο οπτικός δίσκος εμφανίζεται με μαύρο χρώμα, τα κύτταρα που επενδύουν τα αιμοφόρα αγγεία είναι με κόκκινο και τα περιεχόμενα των αγγείων είναι με πράσινο. Τα κύτταρα του αμφιβληστροειδούς εμφανίζονται ως μπλε κηλίδες.
Τα τυφλά σημεία σε δύο μάτια βρίσκονται σε διαφορετικά σημεία (συμμετρικά). Αυτό το γεγονός, και το γεγονός ότι ο εγκέφαλος διορθώνει την αντιληπτή εικόνα, εξηγεί γιατί, με την κανονική χρήση και των δύο ματιών, είναι αόρατα.
Για να παρατηρήσετε το τυφλό σας σημείο, κλείστε το δεξί σας μάτι και κοιτάξτε με το αριστερό σας μάτι τον δεξιό σταυρό, ο οποίος είναι κυκλωμένος. Κρατήστε το πρόσωπο και την οθόνη σας όρθια. Χωρίς να βγάλετε τα μάτια σας από το δεξί σταυρό, φέρτε (ή απομακρύνετε) το πρόσωπό σας από την οθόνη και ταυτόχρονα ακολουθήστε τον αριστερό σταυρό (χωρίς να τον κοιτάξετε). Κάποια στιγμή θα εξαφανιστεί.
Αυτή η μέθοδος μπορεί επίσης να εκτιμήσει το κατά προσέγγιση γωνιακό μέγεθος του τυφλού σημείου.
Υποδοχή για ανίχνευση τυφλών σημείων
Υπάρχουν επίσης παρακεντρικές διαιρέσεις του οπτικού πεδίου. Ανάλογα με τη συμμετοχή στην όραση του ενός ή και των δύο οφθαλμών, γίνεται διάκριση μεταξύ μονοφθάλμιου και διόφθαλμου οπτικού πεδίου. Στην κλινική πράξη, συνήθως εξετάζεται το μονοφθάλμιο οπτικό πεδίο.
Διόφθαλμη και στερεοσκοπική όραση
Ο οπτικός αναλυτής ενός ατόμου υπό κανονικές συνθήκες παρέχει διόφθαλμη όραση, δηλαδή όραση με δύο μάτια με ενιαία οπτική αντίληψη. Ο κύριος αντανακλαστικός μηχανισμός της διόφθαλμης όρασης είναι το αντανακλαστικό σύντηξης εικόνας - το αντανακλαστικό σύντηξης (σύντηξη), το οποίο συμβαίνει με ταυτόχρονη διέγερση λειτουργικά ανόμοιων νευρικών στοιχείων του αμφιβληστροειδούς και των δύο ματιών. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει ένας φυσιολογικός διπλασιασμός των αντικειμένων που είναι πιο κοντά ή πιο μακριά από το σταθερό σημείο (διόφθαλμη εστίαση). Ο φυσιολογικός διπλασιασμός (εστίαση) βοηθά στην εκτίμηση της απόστασης ενός αντικειμένου από τα μάτια και δημιουργεί ένα αίσθημα ανακούφισης, ή στερεοσκοπική όραση.
Όταν βλέπουμε με ένα μάτι, η αντίληψη του βάθους (απόσταση ανακούφισης) πραγματοποιείται από τον Ch. αρ. λόγω δευτερογενών βοηθητικών σημαδιών αποστάσεως (φαινομενικό μέγεθος του αντικειμένου, γραμμικές και εναέριες προοπτικές, απόφραξη ορισμένων αντικειμένων από άλλα, προσαρμογή του ματιού κ.λπ.).
Διαδρομές του οπτικού αναλυτή
1 - Αριστερό μισό του οπτικού πεδίου, 2 - Δεξί μισό του οπτικού πεδίου, 3 - Μάτι, 4 - Αμφιβληστροειδής, 5 - Οπτικά νεύρα, 6 - Οφθαλμοκινητικό νεύρο, 7 - Χίασμα, 8 - Οπτική οδός, 9 - Πλάγιο γεννητικό σώμα , 10 - Ανώτεροι φυμάτιοι του τετραδύμου, 11 - Μη ειδική οπτική οδός, 12 - Οπτικός φλοιός.
Ένα άτομο δεν βλέπει με τα μάτια του, αλλά μέσα από τα μάτια του, από όπου οι πληροφορίες μεταδίδονται μέσω του οπτικού νεύρου, του χιασμού, των οπτικών οδών σε ορισμένες περιοχές των ινιακών λοβών του εγκεφαλικού φλοιού, όπου η εικόνα του εξωτερικού κόσμου που βλέπουμε είναι σχηματίστηκε. Όλα αυτά τα όργανα αποτελούν τον οπτικό αναλυτή ή το οπτικό μας σύστημα.
Αλλαγή στην όραση με την ηλικία
Τα στοιχεία του αμφιβληστροειδούς αρχίζουν να σχηματίζονται στις 6-10 εβδομάδες της εμβρυϊκής ανάπτυξης· η τελική μορφολογική ωρίμανση συμβαίνει στην ηλικία των 10-12 ετών. Στη διαδικασία ανάπτυξης του σώματος, η χρωματική αντίληψη του παιδιού αλλάζει σημαντικά. Σε ένα νεογέννητο, μόνο οι ράβδοι λειτουργούν στον αμφιβληστροειδή, παρέχοντας ασπρόμαυρη όραση. Ο αριθμός των κώνων είναι μικρός και δεν είναι ακόμη ώριμοι. Η αναγνώριση χρώματος σε νεαρή ηλικία εξαρτάται από τη φωτεινότητα και όχι από τα φασματικά χαρακτηριστικά του χρώματος. Καθώς οι κώνοι ωριμάζουν, τα παιδιά διακρίνουν πρώτα το κίτρινο, μετά το πράσινο και μετά το κόκκινο (ήδη από την ηλικία των 3 μηνών, ήταν δυνατό να αναπτυχθούν εξαρτημένα αντανακλαστικά σε αυτά τα χρώματα). Οι κώνοι αρχίζουν να λειτουργούν πλήρως στο τέλος του 3ου έτους της ζωής. Στη σχολική ηλικία αυξάνεται η χαρακτηριστική χρωματική ευαισθησία του ματιού. Η αίσθηση του χρώματος φτάνει στο μέγιστο της ανάπτυξής της μέχρι την ηλικία των 30 ετών και στη συνέχεια σταδιακά μειώνεται.
Σε ένα νεογέννητο, η διάμετρος του βολβού του ματιού είναι 16 mm και το βάρος του είναι 3,0 g. Η ανάπτυξη του βολβού του ματιού συνεχίζεται και μετά τη γέννηση. Αναπτύσσεται πιο εντατικά κατά τα πρώτα 5 χρόνια της ζωής, λιγότερο εντατικά - έως 9-12 χρόνια. Στα νεογνά το σχήμα του βολβού του ματιού είναι πιο σφαιρικό από ότι στους ενήλικες, με αποτέλεσμα στο 90% των περιπτώσεων να έχουν διορατική διάθλαση.
Οι μαθητές στα νεογέννητα είναι στενοί. Λόγω της επικράτησης του τόνου των συμπαθητικών νεύρων που νευρώνουν τους μύες της ίριδας, οι κόρες των ματιών γίνονται πλατιές στην ηλικία των 6-8 ετών, γεγονός που αυξάνει τον κίνδυνο ηλιακού εγκαύματος στον αμφιβληστροειδή. Στην ηλικία των 8-10 ετών, η κόρη στενεύει. Στην ηλικία των 12–13 ετών, η ταχύτητα και η ένταση της αντίδρασης της κόρης στο φως γίνονται όμοια με αυτή ενός ενήλικα.
Στα νεογέννητα και τα παιδιά προσχολικής ηλικίας, ο φακός είναι πιο κυρτός και πιο ελαστικός από ότι σε έναν ενήλικα, η διαθλαστική του ισχύς είναι μεγαλύτερη. Αυτό επιτρέπει στο παιδί να δει καθαρά το αντικείμενο σε μικρότερη απόσταση από το μάτι από έναν ενήλικα. Και αν σε ένα μωρό είναι διαφανές και άχρωμο, τότε σε έναν ενήλικα ο φακός έχει μια ελαφρά κιτρινωπή απόχρωση, η ένταση της οποίας μπορεί να αυξηθεί με την ηλικία. Αυτό δεν επηρεάζει την οπτική οξύτητα, αλλά μπορεί να επηρεάσει την αντίληψη των μπλε και μοβ χρωμάτων.
Οι αισθητηριακές και κινητικές λειτουργίες της όρασης αναπτύσσονται ταυτόχρονα. Τις πρώτες μέρες μετά τη γέννηση, οι κινήσεις των ματιών δεν είναι σύγχρονες, με την ακινησία του ενός ματιού, μπορείτε να παρατηρήσετε την κίνηση του άλλου. Η ικανότητα στερέωσης ενός αντικειμένου με μια ματιά διαμορφώνεται στην ηλικία των 5 ημερών έως 3-5 μηνών.
Μια αντίδραση στο σχήμα ενός αντικειμένου παρατηρείται ήδη σε ένα παιδί 5 μηνών. Στα παιδιά προσχολικής ηλικίας η πρώτη αντίδραση είναι το σχήμα του αντικειμένου, μετά το μέγεθός του και τελευταίο αλλά όχι λιγότερο σημαντικό, το χρώμα.
Η οπτική οξύτητα αυξάνεται με την ηλικία και η στερεοσκοπική όραση βελτιώνεται. Η στερεοσκοπική όραση φτάνει στο βέλτιστο επίπεδο στην ηλικία των 17–22 ετών και από την ηλικία των 6 ετών, τα κορίτσια έχουν υψηλότερη στερεοσκοπική οπτική οξύτητα από τα αγόρια. Το οπτικό πεδίο είναι πολύ αυξημένο. Μέχρι την ηλικία των 7 ετών, το μέγεθός του είναι περίπου το 80% του μεγέθους του οπτικού πεδίου των ενηλίκων.
Μετά από 40 χρόνια παρατηρείται πτώση του επιπέδου της περιφερειακής όρασης, δηλαδή υπάρχει στένωση του οπτικού πεδίου και επιδείνωση της πλάγιας όρασης.
Μετά από περίπου 50 χρόνια, η παραγωγή δακρυϊκού υγρού μειώνεται, με αποτέλεσμα τα μάτια να ενυδατώνονται λιγότερο από ό,τι σε νεαρότερη ηλικία. Η υπερβολική ξηρότητα μπορεί να εκφραστεί με ερυθρότητα των ματιών, κράμπες, δακρύρροια υπό την επίδραση του ανέμου ή έντονου φωτός. Αυτό μπορεί να είναι ανεξάρτητο από κοινούς παράγοντες (συχνή καταπόνηση των ματιών ή ατμοσφαιρική ρύπανση).
Με την ηλικία, το ανθρώπινο μάτι αρχίζει να αντιλαμβάνεται το περιβάλλον πιο αμυδρά, με μείωση της αντίθεσης και της φωτεινότητας. Η ικανότητα αναγνώρισης χρωματικών αποχρώσεων, ειδικά εκείνων που έχουν κοντινό χρώμα, μπορεί επίσης να επηρεαστεί. Αυτό σχετίζεται άμεσα με τη μείωση του αριθμού των κυττάρων του αμφιβληστροειδούς που αντιλαμβάνονται τις χρωματικές αποχρώσεις, την αντίθεση και τη φωτεινότητα.
Ορισμένες βλάβες όρασης που σχετίζονται με την ηλικία προκαλούνται από πρεσβυωπία, η οποία εκδηλώνεται με θολούρα, θόλωση της εικόνας όταν προσπαθείτε να δείτε αντικείμενα που βρίσκονται κοντά στα μάτια. Η ικανότητα εστίασης σε μικρά αντικείμενα απαιτεί προσαρμογή περίπου 20 διόπτρων (εστίαση σε ένα αντικείμενο 50 mm από τον παρατηρητή) στα παιδιά, έως 10 διόπτρες στην ηλικία των 25 ετών (100 mm) και επίπεδα από 0,5 έως 1 διόπτρα στο ηλικία 60 ετών (δυνατότητα εστίασης στο θέμα στα 1-2 μέτρα). Πιστεύεται ότι αυτό οφείλεται στην αποδυνάμωση των μυών που ρυθμίζουν την κόρη, ενώ επιδεινώνεται και η αντίδραση των κόρης στη φωτεινή ροή που εισέρχεται στο μάτι. Επομένως, υπάρχουν δυσκολίες με την ανάγνωση σε χαμηλό φως και ο χρόνος προσαρμογής αυξάνεται με τις αλλαγές στον φωτισμό.
Επίσης, με την ηλικία, η οπτική κόπωση, ακόμη και οι πονοκέφαλοι αρχίζουν να εμφανίζονται πιο γρήγορα.
Αντίληψη χρώματος
Η ψυχολογία της αντίληψης των χρωμάτων είναι η ανθρώπινη ικανότητα να αντιλαμβάνεται, να αναγνωρίζει και να ονομάζει τα χρώματα.
Η αντίληψη του χρώματος εξαρτάται από ένα σύμπλεγμα φυσιολογικών, ψυχολογικών, πολιτισμικών και κοινωνικών παραγόντων. Αρχικά, οι μελέτες για την αντίληψη των χρωμάτων πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο της επιστήμης των χρωμάτων. αργότερα εθνογράφοι, κοινωνιολόγοι και ψυχολόγοι εντάχθηκαν στο πρόβλημα.
Οι οπτικοί υποδοχείς θεωρούνται δικαίως «το μέρος του εγκεφάλου που φέρεται στην επιφάνεια του σώματος». Η ασυνείδητη επεξεργασία και διόρθωση της οπτικής αντίληψης διασφαλίζει την «ορθότητα» της όρασης, ενώ είναι και η αιτία για «λάθη» στην αξιολόγηση του χρώματος σε ορισμένες συνθήκες. Έτσι, η εξάλειψη του φωτισμού του "φόντου" του ματιού (για παράδειγμα, όταν κοιτάμε μακρινά αντικείμενα μέσω ενός στενού σωλήνα) αλλάζει σημαντικά την αντίληψη του χρώματος αυτών των αντικειμένων.
Η ταυτόχρονη θέαση των ίδιων μη φωτεινών αντικειμένων ή πηγών φωτός από πολλούς παρατηρητές με κανονική έγχρωμη όραση, υπό τις ίδιες συνθήκες θέασης, καθιστά δυνατή τη δημιουργία μιας σαφούς αντιστοιχίας μεταξύ της φασματικής σύνθεσης των συγκριμένων ακτινοβολιών και των χρωματικών αισθήσεων που προκαλούν. Οι μετρήσεις χρώματος (χρωματομετρία) βασίζονται σε αυτό. Μια τέτοια αντιστοιχία είναι ξεκάθαρη, αλλά όχι ένα προς ένα: οι ίδιες αισθήσεις χρώματος μπορεί να προκαλέσουν ροές ακτινοβολίας διαφορετικής φασματικής σύνθεσης (μεταμερισμός).
Υπάρχουν πολλοί ορισμοί του χρώματος ως φυσικής ποσότητας. Αλλά ακόμη και στα καλύτερα από αυτά, από χρωματομετρική άποψη, συχνά παραλείπεται η αναφορά ότι η καθορισμένη (όχι αμοιβαία) αμφισημία επιτυγχάνεται μόνο υπό τυποποιημένες συνθήκες παρατήρησης, φωτισμού κ.λπ., η αλλαγή στην αντίληψη του χρώματος με μια αλλαγή στην ένταση της ακτινοβολίας της ίδιας φασματικής σύνθεσης δεν λαμβάνεται υπόψη.(το φαινόμενο Bezold – Brucke), το λεγόμενο. χρωματική προσαρμογή του ματιού κ.λπ. Επομένως, η ποικιλία των χρωματικών αισθήσεων που προκύπτουν υπό πραγματικές συνθήκες φωτισμού, οι διακυμάνσεις στα γωνιακά μεγέθη των στοιχείων σε σύγκριση με το χρώμα, η στερέωσή τους σε διαφορετικά μέρη του αμφιβληστροειδούς, διαφορετικές ψυχοφυσιολογικές καταστάσεις του παρατηρητή κ.λπ. , είναι πάντα πιο πλούσια από τη χρωματομετρική χρωματική ποικιλία.
Για παράδειγμα, ορισμένα χρώματα (όπως το πορτοκαλί ή το κίτρινο) ορίζονται με τον ίδιο τρόπο στη χρωματομετρία, τα οποία στην καθημερινή ζωή γίνονται αντιληπτά (ανάλογα με την ελαφρότητα) ως καφέ, «καστανί», καφέ, «σοκολατένιο», «ελαιό» κ.λπ. Μια από τις καλύτερες προσπάθειες ορισμού της έννοιας του χρώματος, λόγω του Erwin Schrödinger, οι δυσκολίες εξαλείφονται από την απλή απουσία ενδείξεων για την εξάρτηση των αισθήσεων χρώματος από πολλές συγκεκριμένες συνθήκες παρατήρησης. Σύμφωνα με τον Schrödinger, το χρώμα είναι μια ιδιότητα της φασματικής σύνθεσης των ακτινοβολιών, κοινή σε όλες τις ακτινοβολίες που είναι οπτικά δυσδιάκριτες για τον άνθρωπο.
Λόγω της φύσης του ματιού, το φως που προκαλεί την αίσθηση του ίδιου χρώματος (για παράδειγμα, του λευκού), δηλαδή του ίδιου βαθμού διέγερσης των τριών οπτικών υποδοχέων, μπορεί να έχει διαφορετική φασματική σύνθεση. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ένα άτομο δεν παρατηρεί αυτό το αποτέλεσμα, σαν να «σκέφτεται» το χρώμα. Αυτό οφείλεται στο ότι παρόλο που η θερμοκρασία χρώματος διαφορετικού φωτισμού μπορεί να είναι η ίδια, τα φάσματα του φυσικού και τεχνητού φωτός που ανακλάται από την ίδια χρωστική ουσία μπορεί να διαφέρουν σημαντικά και να προκαλέσουν διαφορετική αίσθηση χρώματος.
Το ανθρώπινο μάτι αντιλαμβάνεται πολλές διαφορετικές αποχρώσεις, αλλά υπάρχουν «απαγορευμένα» χρώματα που του είναι απρόσιτα. Ένα παράδειγμα είναι ένα χρώμα που παίζει ταυτόχρονα και με κίτρινους και μπλε τόνους. Αυτό συμβαίνει επειδή η αντίληψη του χρώματος στο ανθρώπινο μάτι, όπως και πολλά άλλα πράγματα στο σώμα μας, βασίζεται στην αρχή της αντίθεσης. Ο αμφιβληστροειδής του ματιού έχει ειδικούς νευρώνες-αντίπαλους: κάποιοι από αυτούς ενεργοποιούνται όταν βλέπουμε κόκκινο και καταστέλλονται από το πράσινο. Το ίδιο συμβαίνει και με το γαλαζοκίτρινο. Έτσι, τα χρώματα σε ζεύγη κόκκινο-πράσινο και μπλε-κίτρινο έχουν αντίθετα αποτελέσματα στους ίδιους νευρώνες. Όταν η πηγή εκπέμπει και τα δύο χρώματα από ένα ζεύγος, η επίδρασή τους στον νευρώνα αντισταθμίζεται και το άτομο δεν μπορεί να δει κανένα από αυτά τα χρώματα. Επιπλέον, ένα άτομο όχι μόνο δεν μπορεί να δει αυτά τα χρώματα σε κανονικές συνθήκες, αλλά και να τα φανταστεί.
Τέτοια χρώματα μπορούν να θεωρηθούν μόνο ως μέρος ενός επιστημονικού πειράματος. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες Hewitt Crane και Thomas Pyantanida από το Ινστιτούτο Στάνφορντ στην Καλιφόρνια δημιούργησαν ειδικά οπτικά μοντέλα στα οποία εναλλάσσονταν ρίγες από «αντίμαχες» αποχρώσεις αντικαθιστώντας γρήγορα η μία την άλλη. Αυτές οι εικόνες, που στερεώθηκαν με ειδική συσκευή στο ύψος των ματιών ενός ατόμου, εμφανίστηκαν σε δεκάδες εθελοντές. Μετά το πείραμα, οι άνθρωποι ισχυρίστηκαν ότι σε ένα ορισμένο σημείο, τα όρια μεταξύ των αποχρώσεων εξαφανίστηκαν, ενώ συγχωνεύτηκαν σε ένα χρώμα που δεν είχαν συναντήσει ποτέ πριν.
Διαφορές όρασης ανθρώπου και ζώου. Μεταμερισμός στη φωτογραφία
Η ανθρώπινη όραση είναι ένας αναλυτής τριών ερεθισμάτων, δηλαδή τα φασματικά χαρακτηριστικά του χρώματος εκφράζονται μόνο σε τρεις τιμές. Εάν οι συγκρίσιμες ροές ακτινοβολίας με διαφορετική φασματική σύνθεση παράγουν το ίδιο αποτέλεσμα στους κώνους, τα χρώματα γίνονται αντιληπτά ως ίδια.
Στο ζωικό βασίλειο, υπάρχουν αναλυτές χρώματος τεσσάρων ή ακόμη και πέντε ερεθισμάτων, επομένως τα χρώματα που γίνονται αντιληπτά από τον άνθρωπο ως ίδια μπορεί να φαίνονται διαφορετικά στα ζώα. Συγκεκριμένα, τα αρπακτικά πτηνά βλέπουν ίχνη τρωκτικών σε μονοπάτια λαγούμι αποκλειστικά μέσω της υπεριώδους φωταύγειας των συστατικών των ούρων τους.
Μια παρόμοια κατάσταση αναπτύσσεται με τα συστήματα καταγραφής εικόνων, τόσο ψηφιακά όσο και αναλογικά. Αν και ως επί το πλείστον είναι τριών ερεθισμάτων (τρεις στρώσεις γαλακτώματος φωτογραφικού φιλμ, τρεις τύποι κυψελών μιας ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής ή μήτρας σαρωτή), ο μεταμερισμός τους είναι διαφορετικός από αυτόν της ανθρώπινης όρασης. Επομένως, τα χρώματα που γίνονται αντιληπτά από το μάτι ως ίδια μπορεί να εμφανίζονται διαφορετικά σε μια φωτογραφία και το αντίστροφο.
Μάτια- ένα όργανο που επιτρέπει σε ένα άτομο να ζήσει μια πλήρη ζωή, να θαυμάσει τις ομορφιές της γύρω φύσης και να υπάρχει άνετα στην κοινωνία. Οι άνθρωποι κατανοούν πόσο σημαντικά είναι τα μάτια, αλλά σπάνια σκέφτονται γιατί ανοιγοκλείνουν, δεν μπορούν να φτερνιστούν με κλειστά μάτια και άλλα ενδιαφέροντα γεγονότα που σχετίζονται με ένα μοναδικό όργανο.
10 ενδιαφέροντα γεγονότα για το ανθρώπινο μάτι
Τα μάτια είναι ο αγωγός πληροφοριών για τον κόσμο γύρω μας.
Εκτός από την όραση, ένα άτομο έχει όργανα αφής και όσφρησης, αλλά τα μάτια είναι οι αγωγοί του 80% των πληροφοριών που λένε για το τι συμβαίνει τριγύρω. Η ιδιότητα των ματιών να διορθώνουν εικόνες είναι πολύ σημαντική, καθώς οι οπτικές εικόνες είναι αυτές που διατηρούν τη μνήμη περισσότερο. Όταν ξανασυναντάτε ένα συγκεκριμένο άτομο ή αντικείμενο, το όργανο της όρασης ενεργοποιεί τις μνήμες και παρέχει έδαφος για προβληματισμό.
Οι επιστήμονες συγκρίνουν τα μάτια με μια κάμερα, η ποιότητα της οποίας είναι πολλές φορές υψηλότερη από την τεχνολογία αιχμής. Οι φωτεινές και πλούσιου περιεχομένου εικόνες επιτρέπουν σε ένα άτομο να περιηγηθεί εύκολα στον κόσμο γύρω του.
Ο κερατοειδής χιτώνας του ματιού είναι ο μόνος ιστός στο σώμα που δεν λαμβάνει αίμα.
Ο κερατοειδής χιτώνας του ματιού λαμβάνει οξυγόνο απευθείας από τον αέρα.
Η μοναδικότητα ενός τέτοιου οργάνου όπως το μάτι έγκειται στο γεγονός ότι δεν εισέρχεται αίμα στον κερατοειδή χιτώνα του. Η παρουσία τριχοειδών αγγείων θα είχε αρνητική επίδραση στην ποιότητα της εικόνας που καθορίζεται από το μάτι, επομένως το οξυγόνο, χωρίς το οποίο κανένα όργανο του ανθρώπινου σώματος δεν μπορεί να λειτουργήσει αποτελεσματικά, λαμβάνει οξυγόνο απευθείας από τον αέρα.
Εξαιρετικά ευαίσθητοι αισθητήρες που μεταδίδουν σήμα στον εγκέφαλο
Το μάτι είναι ένας μικροσκοπικός υπολογιστής
Οι οφθαλμίατροι (ειδικοί στον τομέα της όρασης) συγκρίνουν τα μάτια με έναν μικροσκοπικό υπολογιστή που συλλαμβάνει πληροφορίες και τις μεταδίδει αμέσως στον εγκέφαλο. Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι η "RAM" του οργάνου της όρασης μπορεί να επεξεργαστεί περίπου 36 χιλιάδες bits πληροφοριών μέσα σε μια ώρα, οι προγραμματιστές γνωρίζουν πόσο μεγάλος είναι αυτός ο όγκος. Εν τω μεταξύ, το βάρος των μικροσκοπικών φορητών υπολογιστών είναι μόνο 27 γραμμάρια.
Τι δίνει μια κοντινή θέση των ματιών σε ένα άτομο;
Ένα άτομο βλέπει μόνο αυτό που συμβαίνει ακριβώς μπροστά του.
Η θέση των ματιών στα ζώα, τα έντομα και τους ανθρώπους είναι διαφορετική, αυτό εξηγείται όχι μόνο από τις φυσιολογικές διεργασίες, αλλά και από τη φύση της ζωής και τον γκρίζο βιότοπο ενός ζωντανού όντος. Η στενή διάταξη των ματιών παρέχει το βάθος της εικόνας και τον όγκο των αντικειμένων.
Οι άνθρωποι είναι πιο τέλεια πλάσματα, επομένως έχουν όραση υψηλής ποιότητας, ειδικά σε σύγκριση με τη θαλάσσια ζωή και τα ζώα. Είναι αλήθεια ότι σε μια τέτοια ρύθμιση υπάρχει ένα μείον - ένα άτομο βλέπει μόνο αυτό που συμβαίνει ακριβώς μπροστά του, η αναθεώρηση μειώνεται σημαντικά. Σε πολλά ζώα, ένα άλογο μπορεί να χρησιμεύσει ως παράδειγμα, τα μάτια βρίσκονται στις πλευρές του κεφαλιού, αυτή η δομή σας επιτρέπει να "συλλάβετε" περισσότερο χώρο και να ανταποκριθείτε έγκαιρα στον κίνδυνο που πλησιάζει.
Έχουν μάτια όλοι οι κάτοικοι της γης;
Περίπου το 95 τοις εκατό των ζωντανών όντων στον πλανήτη μας έχουν όργανο όρασης.
Περίπου το 95 τοις εκατό των ζωντανών όντων του πλανήτη μας έχουν όργανο όρασης, αλλά τα περισσότερα από αυτά έχουν διαφορετική δομή των ματιών. Στους κατοίκους της βαθιάς θάλασσας, το όργανο της όρασης είναι τα φωτοευαίσθητα κύτταρα που δεν μπορούν να διακρίνουν χρώμα και σχήμα· το μόνο που μπορεί μια τέτοια όραση είναι να αντιληφθεί το φως και την απουσία του.
Μερικά ζώα καθορίζουν τον όγκο και την υφή των αντικειμένων, αλλά την ίδια στιγμή τα βλέπουν αποκλειστικά σε μαύρο και άσπρο. Χαρακτηριστικό γνώρισμα των εντόμων είναι η ικανότητα να βλέπουν πολλές εικόνες ταυτόχρονα, ενώ δεν αναγνωρίζουν το χρωματικό σχέδιο. Η ικανότητα ποιοτικής μετάδοσης των χρωμάτων των γύρω αντικειμένων βρίσκεται μόνο στο ανθρώπινο μάτι.
Είναι αλήθεια ότι το ανθρώπινο μάτι είναι το πιο τέλειο;
Υπάρχει ένας μύθος ότι ένα άτομο μπορεί να αναγνωρίσει μόνο επτά χρώματα, αλλά οι επιστήμονες είναι έτοιμοι να τον απομυθοποιήσουν. Σύμφωνα με τους ειδικούς, το ανθρώπινο όργανο όρασης είναι ικανό να αντιληφθεί πάνω από 10 εκατομμύρια χρώματα· ούτε ένα ζωντανό πλάσμα δεν έχει τέτοιο χαρακτηριστικό. Ωστόσο, υπάρχουν άλλα κριτήρια που δεν είναι εγγενή στο ανθρώπινο μάτι, για παράδειγμα, ορισμένα έντομα είναι σε θέση να αναγνωρίζουν τις υπέρυθρες ακτίνες και τα υπεριώδη σήματα και τα μάτια των μυγών έχουν την ικανότητα να ανιχνεύουν την κίνηση πολύ γρήγορα. Το ανθρώπινο μάτι μπορεί να ονομαστεί το πιο τέλειο μόνο στον τομέα της αναγνώρισης χρωμάτων.
Ποιος στον πλανήτη έχει το πιο νησιώτικο όραμα;
Veronica Seider - το κορίτσι με την πιο οξεία όραση στον πλανήτη
Το όνομα μιας μαθήτριας από τη Γερμανία, Veronica Seider, καταγράφεται στο βιβλίο των ρεκόρ Γκίνες, το κορίτσι έχει την πιο οξεία όραση στον πλανήτη. Η Βερόνικα αναγνωρίζει το πρόσωπο ενός ατόμου σε απόσταση 1 χιλιομέτρου 600 μέτρων, ο αριθμός αυτός είναι περίπου 20 φορές υψηλότερος από τον κανόνα.
Γιατί ένα άτομο αναβοσβήνει;
Εάν ένα άτομο δεν ανοιγοκλείνει, ο βολβός του ματιού του θα στεγνώσει γρήγορα και δεν θα μπορούσε να γίνει λόγος για όραση υψηλής ποιότητας. Το αναβοσβήσιμο προκαλεί το μάτι να καλύπτεται με δακρυϊκό υγρό. Χρειάζονται περίπου 12 λεπτά την ημέρα για να αναβοσβήσει ένα άτομο - 1 φορά σε 10 δευτερόλεπτα, κατά τη διάρκεια του οποίου τα βλέφαρα κλείνουν πάνω από 27 χιλιάδες φορές.
Ένα άτομο αρχίζει να αναβοσβήνει για πρώτη φορά στους έξι μήνες.
Γιατί οι άνθρωποι φτερνίζονται σε έντονο φως;
Τα μάτια και η ρινική κοιλότητα ενός ατόμου συνδέονται με νευρικές απολήξεις, έτσι συχνά όταν εκτεθούμε σε έντονο φως, αρχίζουμε να φτερνιζόμαστε. Παρεμπιπτόντως, κανείς δεν μπορεί να φτερνιστεί με τα μάτια ανοιχτά, αυτό το φαινόμενο σχετίζεται επίσης με την αντίδραση των νευρικών απολήξεων σε εξωτερικούς ηρεμιστικούς παράγοντες.
Αποκατάσταση της όρασης με τη βοήθεια θαλάσσιων πλασμάτων
Οι επιστήμονες έχουν βρει ομοιότητες στη δομή του ανθρώπινου ματιού και των θαλάσσιων πλασμάτων, στην προκειμένη περίπτωση μιλάμε για καρχαρίες. Οι μέθοδοι της σύγχρονης ιατρικής καθιστούν δυνατή την αποκατάσταση της ανθρώπινης όρασης με τη μεταμόσχευση του κερατοειδούς ενός καρχαρία. Τέτοιες επιχειρήσεις εφαρμόζονται με μεγάλη επιτυχία στην Κίνα.
Με εκτιμιση,
Μιλάει για τις εκπληκτικές ιδιότητες του οράματός μας - από την ικανότητα να βλέπουμε μακρινούς γαλαξίες μέχρι την ικανότητα να συλλαμβάνουμε φαινομενικά αόρατα κύματα φωτός.
Ρίξτε μια ματιά στο δωμάτιο στο οποίο βρίσκεστε - τι βλέπετε; Τοίχοι, παράθυρα, πολύχρωμα αντικείμενα - όλα φαίνονται τόσο οικεία και αυτονόητα. Είναι εύκολο να ξεχάσουμε ότι βλέπουμε τον κόσμο γύρω μας μόνο χάρη στα φωτόνια - σωματίδια φωτός που αντανακλώνται από αντικείμενα και πέφτουν στον αμφιβληστροειδή του ματιού.
Υπάρχουν περίπου 126 εκατομμύρια φωτοευαίσθητα κύτταρα στον αμφιβληστροειδή χιτώνα καθενός από τα μάτια μας. Ο εγκέφαλος αποκρυπτογραφεί τις πληροφορίες που λαμβάνει από αυτά τα κύτταρα σχετικά με την κατεύθυνση και την ενέργεια των φωτονίων που πέφτουν πάνω τους και τις μετατρέπει σε μια ποικιλία σχημάτων, χρωμάτων και έντασης φωτισμού των γύρω αντικειμένων.
Η ανθρώπινη όραση έχει τα όριά της. Έτσι, δεν είμαστε σε θέση να δούμε τα ραδιοκύματα που εκπέμπονται από ηλεκτρονικές συσκευές, ούτε να δούμε τα μικρότερα βακτήρια με γυμνό μάτι.
Χάρη στην πρόοδο της φυσικής και της βιολογίας, είναι δυνατό να καθοριστούν τα όρια της φυσικής όρασης. «Οποιοδήποτε αντικείμενο βλέπουμε έχει ένα συγκεκριμένο «κατώφλι» κάτω από το οποίο σταματάμε να το διακρίνουμε», λέει ο Michael Landy, καθηγητής ψυχολογίας και νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης.
Ας εξετάσουμε πρώτα αυτό το όριο όσον αφορά την ικανότητά μας να διακρίνουμε τα χρώματα - ίσως την πρώτη ικανότητα που μας έρχεται στο μυαλό σε σχέση με την όραση.
Πνευματικά δικαιώματα εικόνας SPLΛεζάντα εικόνας Οι κώνοι είναι υπεύθυνοι για την αντίληψη των χρωμάτων και οι ράβδοι μας βοηθούν να βλέπουμε αποχρώσεις του γκρι σε χαμηλό φωτισμό.Η ικανότητά μας να διακρίνουμε, για παράδειγμα, το βιολετί από το ματζέντα σχετίζεται με το μήκος κύματος των φωτονίων που χτυπούν τον αμφιβληστροειδή του ματιού. Υπάρχουν δύο τύποι φωτοευαίσθητων κυττάρων στον αμφιβληστροειδή - οι ράβδοι και οι κώνοι. Οι κώνοι είναι υπεύθυνοι για την αντίληψη των χρωμάτων (τη λεγόμενη ημερήσια όραση), ενώ οι ράβδοι μας επιτρέπουν να βλέπουμε αποχρώσεις του γκρι σε χαμηλό φωτισμό - για παράδειγμα, τη νύχτα (νυχτερινή όραση).
Στο ανθρώπινο μάτι υπάρχουν τρεις τύποι κώνων και αντίστοιχος αριθμός τύπων οψινών, καθένας από τους οποίους έχει ιδιαίτερη ευαισθησία στα φωτόνια με ένα ορισμένο εύρος μηκών κύματος φωτός.
Οι κώνοι τύπου S είναι ευαίσθητοι στο ιώδες-μπλε τμήμα μικρού μήκους κύματος του ορατού φάσματος. Οι κώνοι τύπου M είναι υπεύθυνοι για το πράσινο-κίτρινο (μεσαίο μήκος κύματος) και οι κώνοι τύπου L είναι υπεύθυνοι για το κίτρινο-κόκκινο (μεγάλο μήκος κύματος).
Όλα αυτά τα κύματα, καθώς και οι συνδυασμοί τους, μας επιτρέπουν να δούμε όλο το φάσμα των χρωμάτων στο ουράνιο τόξο. «Όλες οι πηγές ορατού από τον άνθρωπο φωτός, με εξαίρεση μια σειρά από τεχνητές (όπως ένα διαθλαστικό πρίσμα ή ένα λέιζερ), εκπέμπουν ένα μείγμα μηκών κύματος», λέει ο Landy.
Πνευματικά δικαιώματα εικόνας ThinkstockΛεζάντα εικόνας Δεν είναι όλο το φάσμα καλό για τα μάτια μας...Από όλα τα φωτόνια που υπάρχουν στη φύση, οι κώνοι μας μπορούν να συλλάβουν μόνο εκείνους που χαρακτηρίζονται από ένα μήκος κύματος σε πολύ στενό εύρος (συνήθως από 380 έως 720 νανόμετρα) - αυτό ονομάζεται φάσμα ορατής ακτινοβολίας. Κάτω από αυτό το εύρος βρίσκονται υπέρυθρα και ραδιοφάσματα - το μήκος κύματος των φωτονίων χαμηλής ενέργειας του τελευταίου ποικίλλει από χιλιοστά έως αρκετά χιλιόμετρα.
Στην άλλη πλευρά του ορατού μήκους κύματος είναι το φάσμα υπεριώδους, ακολουθούμενο από το φάσμα των ακτίνων Χ και μετά το φάσμα των ακτίνων γάμμα με φωτόνια των οποίων το μήκος κύματος δεν υπερβαίνει τα τρισεκατομμύρια του μέτρου.
Αν και η όραση των περισσότερων από εμάς περιορίζεται στο ορατό φάσμα, τα άτομα με αφακία - την απουσία φακού στο μάτι (ως αποτέλεσμα χειρουργικής επέμβασης καταρράκτη ή, σπανιότερα, εκ γενετής ελάττωμα) - μπορούν να δουν υπεριώδη κύματα.
Σε ένα υγιές μάτι, ο φακός μπλοκάρει τα υπεριώδη μήκη κύματος, αλλά ελλείψει αυτού, ένα άτομο μπορεί να αντιληφθεί μήκη κύματος έως περίπου 300 νανόμετρα ως μπλε-λευκό χρώμα.
Μια μελέτη του 2014 σημειώνει ότι, κατά μία έννοια, όλοι μπορούμε να δούμε και υπέρυθρα φωτόνια. Εάν δύο τέτοια φωτόνια προσκρούσουν στο ίδιο κύτταρο του αμφιβληστροειδούς σχεδόν ταυτόχρονα, η ενέργειά τους μπορεί να αθροιστεί, μετατρέποντας αόρατα μήκη κύματος, ας πούμε, 1000 νανόμετρα σε ορατό μήκος κύματος 500 νανόμετρων (οι περισσότεροι από εμάς αντιλαμβανόμαστε τα μήκη κύματος αυτού του μήκους κύματος ως ψυχρό πράσινο χρώμα).
Πόσα χρώματα βλέπουμε;
Σε ένα υγιές ανθρώπινο μάτι, υπάρχουν τρεις τύποι κώνων, καθένας από τους οποίους είναι ικανός να διακρίνει περίπου 100 διαφορετικές χρωματικές αποχρώσεις. Για το λόγο αυτό, οι περισσότεροι ερευνητές υπολογίζουν τον αριθμό των χρωμάτων που μπορούμε να διακρίνουμε σε περίπου ένα εκατομμύριο. Ωστόσο, η αντίληψη του χρώματος είναι πολύ υποκειμενική και ατομική.
Ο Τζέιμσον ξέρει τι λέει. Μελετά το όραμα των τετραχρωμάτων - ανθρώπων με πραγματικά υπεράνθρωπες ικανότητες να διακρίνουν τα χρώματα. Η τετραχρωμία είναι σπάνια, κυρίως στις γυναίκες. Ως αποτέλεσμα μιας γενετικής μετάλλαξης, έχουν έναν επιπλέον, τέταρτο τύπο κώνων, που τους επιτρέπει, σύμφωνα με πρόχειρες εκτιμήσεις, να δουν έως και 100 εκατομμύρια χρώματα. (Τα αχρωματοψία, ή τα διχρωματικά, έχουν μόνο δύο τύπους κώνων — δεν μπορούν να δουν περισσότερα από 10.000 χρώματα.)
Πόσα φωτόνια χρειαζόμαστε για να δούμε μια πηγή φωτός;
Γενικά, οι κώνοι απαιτούν πολύ περισσότερο φως για να λειτουργήσουν βέλτιστα από τις ράβδους. Για το λόγο αυτό, σε χαμηλό φωτισμό, η ικανότητά μας να διακρίνουμε τα χρώματα πέφτει και τα ραβδιά λειτουργούν, παρέχοντας ασπρόμαυρη όραση.
Σε ιδανικές εργαστηριακές συνθήκες, σε περιοχές του αμφιβληστροειδούς όπου οι ράβδοι απουσιάζουν σε μεγάλο βαθμό, οι κώνοι μπορούν να πυροδοτηθούν όταν χτυπηθούν από λίγα μόνο φωτόνια. Ωστόσο, τα sticks κάνουν ακόμα καλύτερη δουλειά στο να συλλαμβάνουν ακόμα και το πιο αμυδρό φως.
Πνευματικά δικαιώματα εικόνας SPLΛεζάντα εικόνας Μετά από χειρουργική επέμβαση στα μάτια, μερικοί άνθρωποι αποκτούν την ικανότητα να βλέπουν το υπεριώδες φως.Όπως δείχνουν τα πειράματα που έγιναν για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1940, ένα κβάντο φωτός είναι αρκετό για να το δει το μάτι μας. «Ένα άτομο μπορεί να δει μόνο ένα φωτόνιο», λέει ο Brian Wandell, καθηγητής ψυχολογίας και ηλεκτρολογίας στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ. «Περισσότερη ευαισθησία στον αμφιβληστροειδή απλά δεν έχει νόημα».
Το 1941, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Κολούμπια διεξήγαγαν ένα πείραμα - τα άτομα μεταφέρθηκαν σε ένα σκοτεινό δωμάτιο και δόθηκε στα μάτια τους συγκεκριμένος χρόνος για να προσαρμοστούν. Τα ραβδιά χρειάζονται αρκετά λεπτά για να φτάσουν σε πλήρη ευαισθησία. γι' αυτό, όταν σβήνουμε το φως στο δωμάτιο, χάνουμε για λίγο την ικανότητα να βλέπουμε οτιδήποτε.
Στη συνέχεια, ένα μπλε-πράσινο φως που αναβοσβήνει κατευθύνθηκε στα πρόσωπα των υποκειμένων. Με πιθανότητα μεγαλύτερη από την κανονική πιθανότητα, οι συμμετέχοντες στο πείραμα κατέγραψαν μια λάμψη φωτός όταν μόνο 54 φωτόνια χτύπησαν τον αμφιβληστροειδή.
Δεν καταγράφονται όλα τα φωτόνια που φτάνουν στον αμφιβληστροειδή από φωτοευαίσθητα κύτταρα. Δεδομένης αυτής της περίστασης, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μόνο πέντε φωτόνια που ενεργοποιούν πέντε διαφορετικές ράβδους στον αμφιβληστροειδή είναι αρκετά για να δει ένα άτομο μια λάμψη.
Τα μικρότερα και πιο μακρινά ορατά αντικείμενα
Το ακόλουθο γεγονός μπορεί να σας εκπλήξει: η ικανότητά μας να βλέπουμε ένα αντικείμενο δεν εξαρτάται καθόλου από το φυσικό του μέγεθος ή την απόστασή του, αλλά από το εάν τουλάχιστον μερικά φωτόνια που εκπέμπονται από αυτό χτυπούν στον αμφιβληστροειδή μας.
«Το μόνο πράγμα που χρειάζεται το μάτι για να δει οτιδήποτε είναι μια ορισμένη ποσότητα φωτός που εκπέμπεται ή ανακλάται πίσω σε αυτό από ένα αντικείμενο», λέει ο Landy. «Όλα καταλήγουν στον αριθμό των φωτονίων που φτάνουν στον αμφιβληστροειδή. υπάρχει για ένα κλάσμα του δεύτερον, μπορούμε ακόμα να το δούμε αν εκπέμπει αρκετά φωτόνια».
Πνευματικά δικαιώματα εικόνας ThinkstockΛεζάντα εικόνας Ένας μικρός αριθμός φωτονίων είναι αρκετός για να δει το μάτι φως.Τα εγχειρίδια ψυχολογίας συχνά αναφέρουν ότι σε μια σκοτεινή νύχτα χωρίς σύννεφα, η φλόγα ενός κεριού μπορεί να φανεί από απόσταση έως και 48 χιλιομέτρων. Στην πραγματικότητα, ο αμφιβληστροειδής μας βομβαρδίζεται συνεχώς με φωτόνια, έτσι ώστε ένα μόνο κβάντο φωτός που εκπέμπεται από μεγάλη απόσταση απλώς θα χαθεί στο φόντο τους.
Για να φανταστούμε πόσο μακριά μπορούμε να δούμε, ας ρίξουμε μια ματιά στον νυχτερινό ουρανό, γεμάτο αστέρια. Τα μεγέθη των αστεριών είναι τεράστια. πολλά από αυτά που βλέπουμε με γυμνό μάτι έχουν διάμετρο εκατομμυρίων χιλιομέτρων.
Ωστόσο, ακόμη και τα πιο κοντινά σε εμάς αστέρια βρίσκονται σε απόσταση μεγαλύτερη από 38 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη, επομένως τα φαινομενικά μεγέθη τους είναι τόσο μικρά που το μάτι μας δεν μπορεί να τα διακρίνει.
Από την άλλη πλευρά, εξακολουθούμε να παρατηρούμε τα αστέρια ως φωτεινές σημειακές πηγές φωτός, επειδή τα φωτόνια που εκπέμπονται από αυτά ξεπερνούν τις γιγάντιες αποστάσεις που μας χωρίζουν και χτυπούν τον αμφιβληστροειδή μας.
Πνευματικά δικαιώματα εικόνας ThinkstockΛεζάντα εικόνας Η οπτική οξύτητα μειώνεται όσο αυξάνεται η απόσταση από το αντικείμενοΌλα τα μεμονωμένα ορατά αστέρια στον νυχτερινό ουρανό βρίσκονται στον γαλαξία μας - τον Γαλαξία μας. Το πιο απομακρυσμένο αντικείμενο από εμάς που μπορεί να δει ένας άνθρωπος με γυμνό μάτι βρίσκεται έξω από τον Γαλαξία και είναι το ίδιο ένα αστρικό σμήνος - αυτό είναι το νεφέλωμα της Ανδρομέδας, που βρίσκεται σε απόσταση 2,5 εκατομμυρίων ετών φωτός, ή 37 εκατομμυρίων χιλιομέτρων, από το Ήλιος. (Μερικοί άνθρωποι ισχυρίζονται ότι τις ιδιαίτερα σκοτεινές νύχτες, η αιχμηρή όραση τους επιτρέπει να δουν τον Γαλαξία του Τριγωνίου, που βρίσκεται σε απόσταση περίπου 3 εκατομμυρίων ετών φωτός, αλλά αφήστε αυτή τη δήλωση να παραμείνει στη συνείδησή τους.)
Το νεφέλωμα της Ανδρομέδας περιέχει ένα τρισεκατομμύριο αστέρια. Λόγω της μεγάλης απόστασης, όλα αυτά τα φωτιστικά συγχωνεύονται για εμάς σε μια ελάχιστα διακριτή κηλίδα φωτός. Ταυτόχρονα, το μέγεθος του νεφελώματος της Ανδρομέδας είναι κολοσσιαίο. Ακόμη και σε μια τόσο γιγάντια απόσταση, το γωνιακό του μέγεθος είναι έξι φορές μεγαλύτερη από τη διάμετρο της πανσελήνου. Ωστόσο, τόσο λίγα φωτόνια φτάνουν σε εμάς από αυτόν τον γαλαξία που είναι μόλις ορατός στον νυχτερινό ουρανό.
Όριο οπτικής οξύτητας
Γιατί δεν μπορούμε να δούμε μεμονωμένα αστέρια στο νεφέλωμα της Ανδρομέδας; Γεγονός είναι ότι η ανάλυση ή η οξύτητα της όρασης έχει τους περιορισμούς της. (Η οπτική οξύτητα αναφέρεται στην ικανότητα διάκρισης στοιχείων όπως ένα σημείο ή μια γραμμή ως ξεχωριστά αντικείμενα που δεν συγχωνεύονται με γειτονικά αντικείμενα ή με το φόντο.)
Στην πραγματικότητα, η οπτική οξύτητα μπορεί να περιγραφεί με τον ίδιο τρόπο όπως η ανάλυση μιας οθόνης υπολογιστή - ως προς το ελάχιστο μέγεθος των pixel που μπορούμε ακόμα να διακρίνουμε ως μεμονωμένα σημεία.
Πνευματικά δικαιώματα εικόνας SPLΛεζάντα εικόνας Αρκετά φωτεινά αντικείμενα μπορούν να φανούν σε απόσταση αρκετών ετών φωτόςΤα όρια οπτικής οξύτητας εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες - όπως η απόσταση μεταξύ μεμονωμένων κώνων και ράβδων στον αμφιβληστροειδή. Εξίσου σημαντικό ρόλο παίζουν τα οπτικά χαρακτηριστικά του ίδιου του βολβού του ματιού, λόγω των οποίων δεν χτυπά κάθε φωτόνιο σε ένα φωτοευαίσθητο κύτταρο.
Θεωρητικά, οι μελέτες δείχνουν ότι η οπτική μας οξύτητα περιορίζεται από την ικανότητά μας να βλέπουμε περίπου 120 pixel ανά γωνιακή μοίρα (μονάδα γωνιακής μέτρησης).
Μια πρακτική απεικόνιση των ορίων της ανθρώπινης οπτικής οξύτητας μπορεί να είναι ένα αντικείμενο στο μέγεθος ενός νυχιού που βρίσκεται στο μήκος του χεριού, με 60 οριζόντιες και 60 κάθετες γραμμές εναλλασσόμενων λευκών και μαύρων χρωμάτων πάνω του, σχηματίζοντας ένα είδος σκακιέρας. «Είναι ίσως το μικρότερο σχέδιο που μπορεί να διακρίνει ακόμα το ανθρώπινο μάτι», λέει ο Landy.
Οι πίνακες που χρησιμοποιούν οι οφθαλμίατροι για τον έλεγχο της οπτικής οξύτητας βασίζονται σε αυτήν την αρχή. Ο πιο διάσημος πίνακας Sivtsev στη Ρωσία αποτελείται από σειρές μαύρων κεφαλαίων γραμμάτων σε λευκό φόντο, το μέγεθος της γραμματοσειράς των οποίων γίνεται μικρότερο με κάθε σειρά.
Η οπτική οξύτητα ενός ατόμου καθορίζεται από το μέγεθος της γραμματοσειράς στην οποία παύει να βλέπει καθαρά τα περιγράμματα των γραμμάτων και αρχίζει να τα μπερδεύει.
Πνευματικά δικαιώματα εικόνας ThinkstockΛεζάντα εικόνας Τα γραφήματα οπτικής οξύτητας χρησιμοποιούν μαύρα γράμματα σε λευκό φόντο.Είναι το όριο της οπτικής οξύτητας που εξηγεί το γεγονός ότι δεν μπορούμε να δούμε με γυμνό μάτι ένα βιολογικό κύτταρο, το μέγεθος του οποίου είναι μόνο λίγα μικρόμετρα.
Αλλά μην στεναχωριέσαι γι' αυτό. Η ικανότητα να διακρίνουμε ένα εκατομμύριο χρώματα, να συλλαμβάνουμε μεμονωμένα φωτόνια και να βλέπουμε γαλαξίες σε απόσταση λίγων εκατομμυρίων χιλιομέτρων είναι ένα πολύ καλό αποτέλεσμα, δεδομένου ότι η όρασή μας παρέχεται από ένα ζευγάρι μπάλες που μοιάζουν με ζελέ στις κόγχες των ματιών, συνδεδεμένες με ένα 1,5 kg. πορώδης μάζα στο κρανίο.