Девять цветов радуги
Шрифт:
Во время адаптации в глазу имеет место несколько процессов. Один из них — изменение диаметра зрачка — нам уже известен. Другой процесс обеспечивается клетками с черным пигментом. Под воздействием яркого света этот пигмент, который часто называют фусцином, выделяется клетками и проникает в слои сетчатки. Здесь он обволакивает светочувствительные клетки и тем самым уменьшает доступ света к ним. При малой освещенности фусцин покидает сетчатку, открывая доступ свету. О третьем процессе также нетрудно догадаться. Он связан с различием чувствительности клеток — колбочек и палочек. При ярком свете работают и палочки и колбочки. В сумерки же энергии света уже не хватает, для того чтобы в колбочках возникала реакция распада родопсина, и они полностью «выключаются». Зато родопсин,
Адаптация глаза не происходит мгновенно. Для того чтобы глаз привык к новым условиям, требуется некоторое время. При переходе от темноты к яркому свету (например, при выходе из темной фотолаборатории в освещенную солнцем комнату) мы жмуримся от яркого света и даже ощущаем болезненное раздражение глаз. К счастью, уже через 30–40 секунд наш глаз полностью приспосабливается, адаптируется, к новым условиям. Если же происходит обратный переход (от более светлого к более темному), то процесс адаптации длится значительно большее время. Цветовое зрение адаптируется за 5–8 минут, а палочки приобретают необходимую чувствительность за гораздо большее время — оно может достигать 30–80 минут.
Другим чрезвычайно важным свойством зрения человека является его острота, то есть способность видеть раздельно два объекта, находящиеся очень близко друг к другу.
Вы можете проверить остроту своего зрения довольно простым путем. Для этого в ясный (лучше безлунный) вечер попробуйте различить в некоторых созвездиях близко расположенные друг к другу звезды.
Угловым размером тела мы называем угол, под которым видит это тело наблюдатель. Угловым расстоянием — угол между двумя интересующими нас объектами.
Проще всего разглядеть Мицар и Алькор в созвездии Большой Медведицы. Угловое расстояние между ними довольно велико — оно равно 12', и человек с нормальным зрением хорошо видит маленькую звездочку подле второй по счету звезды в ручке ковша. Те, кто хорошо знает звездную карту, могут и далее проверять свое зрение по звездам. Так, в созвездии Козерога тоже есть сдвоенная звезда, называемая альфой Козерога (а Козерога). Здесь можно различить две звездочки с величинами 3,5 и 4,5. Угловое расстояние между ними 6'. Подобным образом альфа Весов (а Весов) состоит из звезд с величинами 2,8 и 5,3; они разделены углом в 4'. В созвездии Лиры есть еще более близкие звезды. Их величины 5,3 и 6,3 (то есть по яркости они находятся на границе видимости), а угловое расстояние между ними равно 3'. Тот, кто сумеет разделить эпсилон Лиры ( Лиры) на две звезды, обладает исключительно хорошим феноменальным зрением. Профессор Миннарт в книге «Свет и цвет в природе» пишет: «Особенно хорошие наблюдатели — а таких очень мало — при ясном небе и спокойной атмосфере могут различать невероятное количество подробностей. Один из них утверждал, что видит альфу Весов как двойную звезду, Сатурн казался ему сплющенным, а Венера — полумесяцем; в благоприятные моменты, когда он глядел на нее сквозь закопченное стекло или облако дыма, это выступало с особой ясностью. Он мог увидеть даже двух спутников Юпитера, впрочем, только в сумерки, когда начинают появляться звезды первой и второй величины».
Эти звездные карты помогут вам отыскать созвездия Большой Медведицы, Лиры, Козерога и Весов.
Большинству из нас остается только позавидовать такому великолепному, поистине орлиному зрению. Ведь оно позволяет видеть множество интереснейших вещей, обычно сокрытых от нас. Но, хотя не всем суждено видеть столь хорошо, каждый может повысить остроту своего
Острота зрения исследовалась учеными и в условиях лабораторий. Оказалось, что даже для обычного наблюдателя она очень высока. Нам удается различать два объекта, даже если они разделяются промежутками с угловым расстоянием, равным примерно 1'. Но это еще не предел. Некоторые наблюдатели различают промежутки до 10'. Для того чтобы яснее представить себе подобные величины, стоит запомнить, что угловой размер человека, находящегося от наблюдателя примерно в 6,5 километра, будет равен 1'.
Угловой размер человека. Невооруженным глазом при благоприятных условиях человека можно увидеть на расстоянии в несколько километров. Особенно хорошо наблюдать в ясный день за парашютистами.
Наиболее четко видны те объекты, изображение которых попадает на центральную ямку. Приведенные значения для остроты зрения как раз и относятся к такому случаю, когда мы рассматриваем объекты с помощью этой ямки. Вы, вероятно, уже догадались, почему видение с помощью центральной ямки оказывается наиболее острым. Ведь именно в этой области сетчатки каждая светочувствительная клетка соединена с отдельным нервным волокном, и, следовательно, в мозг поступают раздельные сигналы от каждой клетки.
Считается, что два объекта видны раздельно, если их проекции на сетчатке расположены так, что между ними находится хотя бы одна «незанятая» светочувствительная клетка. Такое предположение, по-видимому, недалеко от истины: объект с угловым размером в 1' дает изображение на сетчатке, равное примерно 0,004 миллиметра, то есть близкое по величине к среднему диаметру светочувствительной клетки.
Вы видите расположение изображений мелких объектов на сетчатке глаза. Если предметы проектируются на одну и ту же светочувствительную клетку или на две смежные, они не воспринимаются раздельно. Если изображения предметов разделены хотя бы одной незанятой клеткой, они воспринимаются раздельно. Изломы линии воспринимаются даже и при таком изломе, который изображен на рисунке.
Но, с другой стороны, известно, что зрение некоторых людей гораздо острее. Чем же объяснить такой факт?
Ученые в числе нескольких причин указывают, что повышенной остротой зрения обладают люди, у которых размер светочувствительных клеток гораздо меньше, чем он бывает в среднем. Особенно часто повышенная острота зрения наблюдается у жителей степей и пустынь, у моряков. Бывают целые народности с необыкновенно острым зрением. Таковы, например, жители наших киргизских степей, таковы и патагонцы в Южной Америке.
О справедливости такого предположения говорят исследования размеров светочувствительных клеток у птиц. Оказывается, у разных пород они различны. У тех, которым не требуется очень острое зрение, эти клетки довольно велики. Зато у орлов диаметр колбочек достигает 0,0003-0,0004 миллиметра, то есть примерно в 10–15 раз меньше, чем у человека со средним зрением.
До сих пор речь шла о различении объектов, разделенных малым промежутком. Другим удивительным свойством глаза является его способность различать даже очень малые изломы на стыке двух прямых линий. Чувствительность к таким изломам необыкновенно велика: она в 10 и даже в 20 раз превышает чувствительность к различению раздельных объектов. Хотя наука еще не объяснила этого факта, им уже давно пользуются в практике; многие весьма точные мерительные приборы выполнены с учетом этой особенности зрения. Таковы, например, все нониусные устройства, все шкалы стрелочных измерительных приборов.