Девять цветов радуги
Шрифт:
Вторая причина, которая позволяет не останавливаться подробно на современном этапе развития оптики, значительно проще.
Если этот незавершенный рассказ понятен читателю, то в подобном отсутствии завершенности нет особой беды. Ведь в этой книге история развития воззрений на природу света прервана не на первой попавшейся строке. Рассказ был окончен как раз на том состоянии вопроса, которое полностью соответствует пониманию природы света, господствующему и поныне во всех тех отраслях науки и техники, где свет широко используется, но не исследуется.
Иными словами, и по настоящий день вполне закономерно рассматривать свет либо как
Именно так и следует рассматривать свет читателю. Подобная точка зрения не устареет в практике в течение многих лет. Насколько она верна, показывают замечательные успехи в деле практического применения и использования света. О них вы и узнаете из последующих глав.
ГЛАЗ И ЗРЕНИЕ
Изучение природы должно включать в себя также изучение чувств человека. Чтобы добиться точности в наших наблюдениях света и цвета, мы должны прежде всего ознакомиться с инструментом, которым нам постоянно приходится пользоваться, а именно — глазом.
Вместо вступления
Если вдуматься, каждый орган чувств высших животных, и особенно человека, представляет собой подлинное чудо. Способность слышать и анализировать звуки, ощущать и различать самые разнообразнейшие запахи и определять их значение — столь сложные и тонкие процессы, что, несмотря на огромный прогресс, наука и техника пока не в состоянии воссоздать их, воплотить в каких-либо искусственных приборах и аппаратах. Но ни слух, ни обоняние не могут сравниться со зрением. Оно — самое совершенное, самое богатое по своим возможностям средство познания мира. Недаром же пословица говорит, что «лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать».
Возможности зрения зависят не только от свойств самого глаза — они во многом определяются мозгом, с которым глаз связан.
К сожалению, науке еще очень мало известно о зрительных процессах, происходящих в мозгу. В этой области человечество ожидают такие важные открытия, последствия которых невозможно сейчас предвидеть.
Уже с очень давних пор люди стремились усовершенствовать свое зрение, приспособить его для работы в новых и непрерывно усложняющихся условиях. За те века, как родилась и развивалась оптика, было создано очень много простых и сложных приборов, позволивших видеть и наблюдать в тех случаях, когда невооруженный глаз оказывается совершенно бессильным.
В наши дни человеческому взору открыты космос и ничтожные по величине вирусные частицы; он проникает через толщу металлов, ему не страшны расстояния и глубины. Теперь почти весь спектр электромагнитных колебаний, от гамма-излучений до самых длинных радиоволн, в той или иной степени обслуживает потребности человеческого зрения. Для этого созданы и непрерывно совершенствуются рентгеновские аппараты, разнообразнейшие микроскопы, бинокли и телескопы, преобразователи
Но все эти новые возможности зрения могли и могут быть открыты лишь на основе знаний о природе и законах света и о свойствах первоисточника зрения — нашего глаза. И чем глубже постигаем мы их, тем больше ранее недоступных для наблюдения областей раскрывается перед нами.
Наши глаза
Часто говорят, что природа самый лучший изобретатель. Это правда. Но стоит добавить, что она любит повторять самое себя и не стремится решать сходные задачи каждый раз по-новому. Зато решение всегда оказывается наилучшим, потому что оно неизменно подчиняется закону естественного отбора.
В самом деле, как ни разнообразны виды высших животных, населяющих сушу, глаза их имеют очень большое сходство между собой. В быту мы чаще всего различаем глаза людей по цвету: зеленые, серые, карие, голубые, черные. Но это лишь внешнее несходство: голубоглазый не видит мира в голубом свете, а черноглазый — в черном. Глаза всех людей независимо от расы, пола устроены совершенно одинаково и видят тоже одинаково. Более того, они имеют очень много общего с глазами других млекопитающих и даже птиц, ибо органы зрения построены из очень сходных между собой основных элементов.
Глаз человека, надежно укрытый в глазной впадине черепа, представляет собой близкое к шарообразному тело с диаметром примерно 24 миллиметра. Его твердая наружная оболочка — склера. Видимую часть ее, похожую на нежнейший глазурованный фарфор, расписанный тончайшими узорами кровеносных сосудов, мы называем глазным белком. В передней части глаза склера изменяется по форме, приобретая большую выпуклость, большую кривизну. Одновременно меняется и другое ее свойство: из белой, не проницаемой для света, она превращается в прозрачную роговицу; именно через нее лучи света проникают в глаз.
Внутреннюю поверхность склеры (за исключением роговицы) выстилает второй слой глазной оболочки — разветвленная сеть мельчайших кровеносных сосудов. В области роговицы этот слой переходит в радужную оболочку, в центре которой находится черное круглое отверстие — зрачок.
Разрез глаза человека.
Разглядите в зеркале радужную оболочку своих глаз, посмотрите в глаза своих друзей, и вы увидите, какими они бывают красивыми. Вы увидите в радужной оболочке нежнейшие переливы разнообразных оттенков. Недаром же эта часть глаза носит такое поэтическое название — «радужка».
Однако (хотя, быть может, природа не упускала из виду и такой цели) назначение радужной оболочки состоит вовсе не в украшении глаз человеческих. Она играет очень важную роль, помогая глазу приспосабливаться к различным условиям освещения. Каждый знает (и это легко наблюдать, имея зеркало), что в темноте зрачок становится очень большим и любые глаза кажутся совсем черными, потому что радужная оболочка стягивается в узенькое, незаметное издали колечко. На ярком свету, наоборот, зрачок сильно уменьшается. Ученые измерили эти изменения зрачка: в темноте его диаметр достигает 8 миллиметров, а в яркий солнечный день уменьшается до 2 миллиметров.