Світло

КОЛІР, СВІТЛО І ЗІР

ВСТУП

Вчення про світло і світлових явищах становить розділ фізики,званий оптикою.

Знання основних оптичних законів маємо велике пізнавальне іпрактичне значення.

Ми живемо у світі різноманітних світлових явищ. Багато хто з ни,наприклад такі, як вечірні зорі, коли небо і хмари над горизонтом якніби палають у вогні; веселка, яка простягається від горизонту до горизонту, абополярні сяйва, що спостерігаються в полярних широтах, дуже барвисті. Тим,хто не знайомий з причинами їх виникнення, ці світлові явища здаютьсянезвичайними й загадковими.

Щоб з'ясувати причини тих чи інших світових явищ, потрібновиявити зв'язок спостережуваного явища з іншими явищами і пояснити йогона підставі певного закону природи. Тоді загадковість явищазникне, і ми придбаємо про нього наукове знання.

У повсякденному житті ми зустрічаємося з багатьма світловимиявищами, але звичайно не замислюємося над ними - настільки вони звичні длянас, а ось пояснити їх часто важко. Наприклад,чайна ложка, опущена у склянку з водою, здається нам надломленої абосломанной, залежно від того, з якого боку ми дивимося на ложку.

А ось приклад більш складного світлового явища. Ми бачимооточуючі нас предмети багатоколірними при освітленні сонцем чи яскравоюлампою, але з настанням сутінків або при ослабленні світла кольоровістьпредметів блякне.

На основі законів оптики виникла оптична і освітлювальна техніка.

Оптична техніка отримала свій розвиток завдяки винаходута використання лінз. Лінзи складають головну основу оптичних приладів.
Кожному тепер відомі окуляри, лупа, мікроскоп, бінокль, телескоп та ін

Але самим головним і найціннішим для нас є живою оптичний
- Наш орган зору - око.

1. СВІТЛО - ДЖЕРЕЛО ЗОРУ

Коли ми при денному світлі дивимося на різні тіла, Тіла що оточують нас, ми бачимо їх пофарбованими в різні кольори. Так трава ілистя дерев - зелені, квіти - червоні або сині або жовті абофіолетові. Є також чорні, білі, сірі тіла. Вс6е це не може невикликати подив. Здавалося б, всі тіла висвітлені одним і тим же світлом --світлом Сонця. Чому ж різні їхні кольори

Будемо виходити з того, що світло - електромагнітна хвиля, тоє розповсюджує змінне електромагнітне поле. У сонячномусвітлі міститися хвилі, у яких електричне та магнітне поляколиваються з різними частотами.

Усяке ж речовина складається з атомів і молекул, що містятьзаряджені частинки, які взаємодіють один з одним. Оскільки частинкизаряджені під дією електричного поля вони можуть рухатися, а якщо полезмінна - то вони можуть коливатися, причому кожна частка в тілімає певну власну частоту коливань.

Це проста, хоча не дуже точна картина дозволить намзрозуміти, що відбувається при взаємодії світла з речовиною.

Коли на тіло падає світло, електричне поле, 'принесене'їм, змушує заряджені частинки в тілі здійснювати вимушені коливання
(поле світлової хвилі змінна). При цьому у деяких часток їхвласна частота коливань може збігатися з якоюсь частотою коливаньполя світлової хвилі. Тоді, як відомо, відбудеться явище резонансу --різкого збільшення амплітуди коливань. При резонансі енергія, принесенахвилею, передається атомів тіла, що в кінцевому рахунку викликає йогонагрівання. Про світло, частота якого потрапила в резонанс кажуть, що вінпоглинула теплом.

Але які то хвилі з падаючого світла не потрапляють в резонанс.
Однак вони теж змушують коливатися з малою амплітудою. Ці частинки самістають джерелом так званих вторинних електромагнітних хвиль тлойж частоти. Вторинні хвилі, складаючись з падаючої хвилею, складаютьвідбитий або проходить світло.

Якщо тіло непрозоре, то поглинання і відображення все, щоможе статися з падаючим на тіло світлом: не потрапив в резонанс світловідбивається, що потрапив - поглинається. У цьому й полягає "секрет" кольоровостітел. Якщо наприклад зі складу падаючого сонячного світла в резонанс потрапиликоливання, відповідний червоному кольору, то в відбитому світлі їх небуде. А наше око влаштований так, що сонячне світло, позбавлений своєї червоноїчастини, викликає відчуття зеленого кольору. Забарвлення непрозорих тел залежить,таким чином, від того, які частоти падаючого світла відсутні в світі,відбитим тілом.

Існують тіла, у яких заряджені частійи мають так багаторізних власних частот коливань, що кожна або майже кожна частотав падаючому світлі потрапляє в резонанс. Адже тоді падаюче світло поглинається,і відображатися просто нема чому. Такі тіла називають чорними, тобто тіламичорного кольору.

2.ОРГАНИ ЗОРУ ТА ЇХ ЕВОЛЮЦІЯ.
2.1Основние тенденції розвитку органів зору у тваринному світі.

Органи багатоклітинних тварин (крім губок),забезпечують сприйняття світлових подразнень. Основні елементи органівзору - світлочутливі клітини (фоторецептори). Прості органи зору
(наприклад, у дощових черв'яків) складаються з світлочутливих клітин безпігменту, розсіювання серед епітеліальних клітин зовнішнього покриву. Вонисприймають лише зміни в інтенсивності освітлення і не реагують нанапрям падаюшего світла. У п'явок утворюються скупченнясвітлочутливих клітин, постелили або заекранірованние пігментнимиклітинами, які ізолюють світлочутливі клітини від бічних променів,що дозволяє розрізняти не тільки інтенсивність, але й напрямок падаючогосвітла. У деяких медуз і плоских хробаків органи зору - розрізненісвітлочутливі клітини, концентруються в очні плями (стигми).
Подальше ускладнення органів зору призвело до поглиблення епітелію очногоплями в очній келих. Якщо краї його замикаються, органи зору берутьформу бульбашки, заповненого драглистоподібного речовиною, що утворитьсклоподібне тіло. Таке поступове розвиток органів зору характерно длябагатощетинкових хробаків і молюсків. Зорові клітини таких органів зорулежать під епітелієм і разом з пігментними клітинами утворюють сітківку. Убагатьох членистоногих органи зору представлені фасеточными очима.
Подальше вдосконалення бульбашкової органу зору призводить дозбільшенню числа фоторецепторів, появі рогівки, райдужної оболонки ззіницею кришталика, особливого акомодаційні пристосування і мускулатури,що служить для руху самого очі. Органи зору розвиваючись незалежно врізних філогенетичних гілках тваринного світу, на вищих щабляхнабувають подібну будову. При цьому провідним фактором еволюції органівзору очевидно, була тенденція оптимального поєднання процесів якбільшого використання енергії світлового потоку, таки поліпшеннявиборчої чутливості

Кожна тварина бачить світ по-своєму. Сидячи в засідці,жаба бачить тільки рухомі предмети: комах, на яких вониполюють, або своїх ворогів. Щоб побачити все інше, вона повинна самапочати рухатися.

Сутінкові і нічні тварини (наприклад, вовки та іншіхижі звірі), як правило, майже не розрізняють кольорів.

А ось бабка добре розрізняє кольори, але тільки ...нижній половиною очей. Верхня половина дивиться в небо, на тлі якоговидобуток і так добре помітна.

Про хороше зір комах ми можемо судити хоча б покрасі квіток рослин - адже ця краса призначена природою самедля комах-запилювачів. Але світ, якими вони його бачать, сильно відрізняєтьсявід звичного нам.

Квіти, які запилюють бджоли, звичайно не пофарбовані вчервоний колір: бджола цей колір сприймає, як ми - чорний. Зате,ймовірно, багато хто непоказні на наш погляд квіти набувають несподіваногопишність в ультрофіолетовом спектрі, в якому бачать комахи. Накрилах деяких метеликів (наприклад, лимонниця) є візерунки, приховані відлюдського ока і видимі тільки в ультрофіолетових променях.

Дивним чином використовують особливості зору комахдеякі павуки, що чекають своїх жертв всередині квіток. Зрозуміло,майбутня жертва, сідаючи на квітку, не повинна помічати павука, тим часом, начеревця багатьох таких павуків впадають в око яскраві червоні плями. Чим цепояснити? Виявляється, коли на тих самих павуків глянули, так би мовити,очима комах, плями стали зовсім непомітними. Зате птахам, якіможуть склювати павуків, що відлякують плями помітні чудово. Значить, павук
"загримовані" для комах, але "яскраво розфарбований" для птахів.

До речі кажучи, комахи визначають положення сонця,щоб знаходити дорогу, навіть у похмурі дні. Ультрафіолетове проміння вільнопроходять крізь шар хмар. Коли мурашок в ході досвіду стали опромінюватисильними ультрафіолетовими променями, вони побігли ховатися "у тінь" не підзахист пропускав ультрафіолет темної дощечки, а під прозоре, на нашпогляд, скло, що затримує ці промені.
2.2. Кольорове зір.

Важлива властивість зорового сприйняття людини - бачення в кольорі --пояснює теорія кольорового бачення. Ця теорія виходить з того, що в оціє три типи світлочутливих приймачів, що відрізняються один від одногорізною чутливістю до різних частин спектра - червоного, зеленого і синьо -блакитний. Кольорове відчуття виникає в колбочка. Поки не встановлено,чи є приймачі всіх трьох типів у кожній колбочці або існують трирізних види колб.

Око звичайної людини може розрізняти близько 160 кольорів.
Тренований око художника і фарбар в змозі розрізняти понад
10000 кольорових тонів.

Зустрічаються люди (більше 1% чоловіків і близько 0.1% жінок), зіряких характеризується відсутністю приймачів одного із зазначених вищетипів. Ще рідше (або приблизно один мільйон) зустрічаються люди, у якихє приймачі лише одного типу. Перша група людей - діхромати --розрізняють менше квітів, ніж люди з нормальним зором; другий --монохромати - зовсім не розрізняють кольори.

Для отримання кольорового відчуття важливий не тільки спектральнийсклад відбитого або випускається контрольоване об'єктом світла, але йпотужність випромінювання інших розташованих поруч предметів.

Колір багато що означає в нашому житті. Механізм кольорового впливупоки несе, хоча накопичено безліч цікавих експериментальних факторів.
Відомо, що червоний колір збуджує, чорний гнітить, зеленийзаспокоює, жовтий створює гарний настрій.

Здатність людського організму реагувати на колір --основа одного з напрямків натуртерапіі - лікування природними засобами.
Доведено, що чорний колір може сповільнити протягом інсульту і малярії,червоний допомагає при лікуванні бронхіальної астми, кору, бешихових захворюваньшкіри, блакитний уповільнює пульс і знижує температуру. Хворим на глаукомукорисно носить окуляри з зеленими скельцями, а гіпертонікам - з димчастими.
Дослідження показали, що при червоному світлі знижується слуховачутливість людини, а при зеленому відзначено її підвищення. "Холодні"тони стимулюють білковий обмін, а "теплі", навпаки, гальмують. Якщошкільний клас пофарбувати в білий, бежевий або коричневий тони, то покращитьсяуспішність і дисципліна учнів. У виробничих приміщеннях,пофарбованих у блакитний і бежеві кольори, підвищується продуктивність праці.

3.ЗРІТЕЛЬНИЙ АНОЛІЗАТОР ЛЮДИНИ
3.1Строеніе очі.
Око - орган зору, що сприймає світлові роздратування; є частиноюзорового аналізатора, який включає також зоровий нерв ізорові центри, розташовані в корі головного мозку.

Око, очей або очне яблуко, має кулясту форму іміститься в кістковій воронці - очниці. Позаду і з боків він захищений відзовнішніх впливів кістковими стінками очної ямки, а спереду - століттями.

Повіки являють собою дві шкірні складки. У товщі століттязакладена щільна з'єднувалльно-тканинна платівка, а також круговий м'яз,замикає очну щілину. За вільного краю століття ростуть вії (100 - 150на верхньому столітті і 50 - 70 на нижньому) і відкриваються протоки сальних залозок.
Вії захищають око від попадання в нього сторонніх предметів (часток пилу).
Внутрішня поверхня повік і передня частина очного яблука, за виняткомрогівки, покрита слизовою оболонкою - кон'юнктивіт. У верхненаружногокраю очниці розташована слізна залоза, яка виділяє слізнурідину, що омиває око. Рівномірного її розподілу на поверхніочного яблука сприяє миготіння століття. Сльози, зволожуючи очне яблуко,стікають по передній його поверхні до внутрішнього кута ока, де наверхній і нижній століттях є отвори слізних канальців (слізні точки),вбирають сльози. Слізні канальці впадають в слізно носовий канал,відкривається у нижній носовий хід.
Рух очного яблука і їх узгодженість здійснюються за допомогоюшести очних м'язів. Очне яблуко має кілька оболонок. Нижня --склера, або білкову оболонку, - щільна непрозора тканина білого кольору. Упередньої частини ока вона переходить у прозору рогівку, як бивставлену в склеру подібно часовому склу. Під склер розташованасудинна оболонка ока, що складається з великої кількості судин. Упередньому відділі очного яблука судинна оболонка переходить у війкового
(циліарного) тіло і райдужну оболонку (радужку). У війкового тілі закладенатак звана циліарного м'яз, пов'язана з кришталиком (прозорееластичне тіло, що має форму двоопуклою лінзи), і регулює йогокривизну. Райдужка розташована за рогівкою. У центрі райдужної оболонки єкруглий отвір - зіниця. У радужці розташовані м'язи, які змінюютьвеличину зіниці, і залежно від цього в око потрапляє більше чименшу кількість світла. Тканина райдужної оболонки стримає особливу фарбувальнуречовина (пігмент) - меланін. У залежності від його кількості колір райдужної оболонкиколивається від сірого і блакитного до коричневого, майже чорного. Кольоромрайдужної оболонки визначається колір очей. При відсутності в ній меланіну промені світлапроникають в око не тільки через зіницю, а й через тканину райдужної оболонки. При цьомуочі мають червонуватий відтінок. Недолік пігменту в радужці частопоєднується з недостатньою пігментацією інших частин очей, шкіри, волосся.
Таких людей називають альбіноса. Зір у них, зазвичай, значно знижений.

Тим рогівкою і радужкой, а також між радужкой ікришталиком є невеликі простори, що називаються відповіднопередній і задній камерами очі. У них знаходиться прозора рідина - такяк звана водяниста волога. Вона забезпечує поживними речовинамирогівку і кришталик, які позбавлені кровоносних судин. В оцівідбувається безперервна циркуляція рідини. Процес її оновлення --необхідна умова правильного харчування тканин ока. Кількістьциркулюючої рідини постійно, що забезпечує відноснусталість внутрішньоочного тиску. Порожнина очі позаду кришталиказаповнена прозорою желеподібної масою - склоподібним тілом. Внутрішняповерхню очі вистелена тонкою, досить складною за будовою, оболонкою --сітківкою, або ретиніт. Вона містить світлочутливі клітини, названіпо їх формі колбочками і паличками. Нервові волокна, що відходять від цихклітин, збираються разом і утворюють зоровий нерв, який направляєтьсяв головний мозок.

Око людини являє собою своєрідну оптичнукамеру, в якій можна виділити світлочутливий екран - сітківку ісветопреломляющіе середовища, головним чином рогівку і кришталик. Кришталикспеціальної зв'язкою з'єднаний з цилиарной м'язом, що розташовується широкимкільцем позаду райдужки. За допомогою цієї м'язи кришталик змінює свою форму --стає більш-менш опуклим і відповідно сильнішим чи слабшимзаломлює що потрапляють в око промені світла. Це здатність кришталиканазивається акомодацією. Вона дозволяє чітко бачити предмети,розташовані на різній відстані, забезпечуючи поєднання фокусущо потрапляють в око променів від розглянутого предмета з сітчастою оболонкою.

заломлюючу здатність ока при покое акомодації, тобтоколи кришталик максимально сплощений, називають рефракцією очі. Розрізняютьтри види рефракції ока: відповідні (емметропіческую), далекозорий
(гіперметропіческую) і короткозорості (міопічний). В оці сумірноюрефракцією паралельний промені, що йдуть від предметів, перетинаються насітківці. Це забезпечує виразне бачення предмета. Далекозорий очейволодіє відносно слабкою заломлюючої здатністю. У ньому паралельніпромені, що йдуть від далеких предметів, перетинаються за сітківкою.
У короткозорий оці паралельні промені, що йдуть від далеких предметівперетинаються попереду сітківки, не доходячи до неї.
Короткозорий око добре бачить лише близько розташовані предмети. Проступеня далекозорості або короткозорості судять по оптичній силі лінзи;приставлена до ока в умовах спокою акомодації, вона так змінюєнапрям потрапляють в нього паралельних променів, що вони перетинаються насітківці. Оптична сила лінзи визначається в діоптрій. Розрізняютьдалекозорість та короткозорість слабкого ступеня (до 3 дптр), середньої (від 4 до
6 дптр) і високої (більше 6 дптр). Рефракція обох очей не завжди буваєоднаковою, наприклад короткозорість одного ока і далекозорість іншогоочі або різна їх ступінь на обох очах. Такий стан називаютьанізометропіей.

Для ясного бачення фокус що потрапляють в око променів повинензбігатися з сітківкою. Але це не єдина умова. Для розрізненнядеталей предмета необхідно, щоб його зображення потрапило на областьжовтої плями сітківки, розташовану навпроти зіниці. Центральнийділянка жовтої плями є місцем найкращого бачення. Уявнулінію, що сполучає даний предмет з центром жовтої плями,називають зорової лінією, або зорової віссю, а здатність одночаснонаправляти на аналізований предмет зорові лінії обох очей --конвергенцією. Чим ближче зоровий об'єкт, тим більше повинна бутиконвергенція, тобто ступінь сходження зорових ліній. Міжакомодацією і конвергенцією є відоме відповідність: більшенапруга акомодацією вимагає більшою мірою конвергенції і, навпаки,слабка акомодація супроводжується меншим ступенем сходження зоровихліній обох очей.
3.2 Оптична система ока.

Знаючи, як влаштований очей хребетних, фотоапарат можна винайтизаново, настільки схожі основні принципи їх пристрою. Об'єктив нашогоочі як і у фотоапарата, складовою. Одна частина, рогівка, - знезмінним фокусною відстанню; інша, кришталик, змінює своюкривизну, автоматично встановлюючи різке зображення того предмета,який привернув нашу увагу. Про таку автоматиці кіно-і телеоператориможуть тільки мріяти.

У восьминога і деяких риб кривизна кришталика постійний, івони "наводять на різкість", змінюючи відстань між кришталиком ісітківкою; саме цей принцип використовують конструктори фотоапаратів. Умолюсків наутилус, що живуть у тропічних морях (інша назва --кораблики), зовсім немає лінз, і вони обходяться маленьким отвором в оці.
Технічний аналог - дірочка в стінці камери-обскури, фотоапарата безлінз, який протягом багатьох років з нас самі майстрували в дитинстві.

Кришталик за сумісництвом виконує роль світлофільтру. Вінне пропускає ультрафіолетові промені, які можуть пошкодити сітківку, ітому злегка жовтий на просвіт. З роками кришталик жовтіє сильніше, ілюдина вже не бачить усього багатства фіолетовою частини спектру. Так що,коли йдеться про яскравість світу дитини, треба мати на увазі не тількипсихологічну свіжість сприйняття, а й фізично більш широкий діапазонколірної інформації. Між іншим, і слуховий діапазон у дітей ширше. Вонисприймають ультразвук частотою до 40 кГц.

Але повернемося до зору. Светосила нашого об'єктива (відношенняплощі зіниці до квадрату фокусної відстані) до 1:3 - це непогано длякута зору близько 100 в будь-якій площині. У кращих фотооб'єктивів світлосила
0.8:1, але чітке зображення вони дають тільки для кута близько 45. В іншому,наш об'єктив фокусує зображення не на площину, а на частину сфери, щонабагато спрощує справу. Іноді з-за тих чи інших дефектів ока кришталикне в змозі "навести на різкість". Доводиться йому допомагати - носитиокуляри.

Щоб робити гарні знімки при різній освітленості, вфотоапараті передбачена діафрагма. В оці її роль виконує райдужнаоболонка - кольорове колечко, середину якого називають зіницею. Узалежно від освітленості наша зіниця автоматично змінює діаметр від 2 до
8 мм. Точно так само, як у фотоапарата, при цьому зменшується глибинарізкості. Люди, що страждають на короткозорість або далекозорості в слабкійступеня, добре знають, що на яскравому світлі вони добре бачать і без окулярів, а всутінках контури предметів або букв розпливаються.

Пігментний епітелій, розташований за сітківкою, ефективнопоглинає світло, щоб зменшити його розсіювання, інакше чіткість зображенняпогіршилася б. Всі оптичні прилади з тією ж метою чорнить зсередини. Уочах деяких нічних тварин світлочутливість збільшується зарахунок чіткості зображення. У них очне дно відображає промені, що пройшли черезсітківку. Так як оптична щільність сітківки дорівнює 0.3 (близько половинипадаючого на неї світла поглинається), то відбиття від очного дназбільшує кількість поглиненого світла ще на 25%.

Тим, хто користується зором при низькій освітленості, взагалінемає сенсу дбати про чіткість зображення. Шуми, обумовлені квантовоїприродою світла, накладають жорсткі обмеження на кількість деталей, якіможна розгледіти при заданому контрасті і освітленості. Обговорення цьогопитання забрало б надто багато місця, але важливо відзначити, що зерно нашоїчорно-білої "плівки" периферії сітківки - має діаметр 30-40 мкм, щовідповідає вимогам, необхідним для розрізнення в сутінках предметів,якщо вони відображають світла на 10% більше, ніж фон. За гіршого освітленнісітківка надлишкова: зернистість зображення, обумовлена флуктуаційсвітлового потоку, буде більше зрен сітківки. При кращих освітлення мипереходимо на кольорову "плівку" - жовта пляма в центрі сітківки. Тутрозмір зерна близько 2 мкм - це якраз розмір дифракційного кільця,відповідного діаметру вічка 2 мм. Таким чином, зерно "плівки"відповідає максимально досяжному якості зображення як при низьких,так при високій освітленості.

Відзначимо, що на відміну від фотоапарата очей володіє постійнимчасом експозиції - близько 0.1 секунди. У нас, правда, немає замка. Часекспозиції - це проміжок, протягом якого всі фотони, що потрапили вочей, сприймаються як одночасні. Тому два спалахи, інтервал міжякими менше 0.1 секунди, ми сприймаємо як одну. Для того щобвизначити цей час точніше, проводили такі експерименти. Випробуванимпред'являли спалаху рівною енергії, але різної тривалості і,отже, різної інтенсивності (потужності). При тривалості спалахуменше 0.1 секунди об'єктивне сприйняття її яскравості не залежало відтривалості - весь світ сприймався як миттєвий спалах. При великихтривалість сприйняття яскравості стає обернено пропорційнимтривалості, тобто визначається її інтенсивністю.

І нарешті, роль ковпачка грають віки, в одну мить, у прямомусенсі цього слова, що прикривають очне яблуко за найменшої небезпеки.
(Міг триває приблизно 0.1 секунда.) Слізної залози змивають пилюку зоптики і захищають око від бактерій. Такий наш природний оптичний прилад.

3.3 Адаптація

В абсолютній темряві очей нічого не бачить. Мова піде про дужеслабкому освітленні: ввечері в темній кімнаті, вночі на неосвітленій вулиці, уполі або в лісі при світлі місяця і зірок. У цих умовах відбивається відпредметів і потрапляє в наші очі незмірно менше світла, ніж сонячним,ясним днем. Зіниці в темряві гранично розширені, але це не набагатозбільшує освітленість сітківки. Розширення зіниць хоча і важливий, але вданому випадку другорядне пристосувальний механізм. Більше значеннямає він при яскравому освітленні, коли зіниці звужуються, обмежуючикількість світла, що падає на сітківку.

"Ніщо не вічне під місяцем" ... Наприкінці 50-х років були проведеніпсихофізичні досліди, які дозволили фахівцям припустити, щоадаптація не зводиться лише до змін концентрації зорового пігментуродопсину в фоторецептора: процеси пристосування до різних умовяскравості світла набагато складніше, в них неодмінно повинні брати участь інервові клітини сітківки (треба сказати що, крім паличок і колб,сітківка містить у собі щонайменше чотири різних типи нервовихклітин).

Підтвердження цієї гіпотези не змусило себе чекати. На допомогунейрофізіологами прийшли мікроелектроди - найтонші (в сотні разів тоншеволосся) скляні трубочки, заповнені сольовим розчином і з'єднані зпідсилювачем біопотенціалів. Проводячи таку "мікропіпетку" до окремих нервовихклітинам і змінюючи при цьому розмір спалахує на екрані світлової плями,дослідники переконалися, що нейтрони сітківки дійсно активноберуть участь у процесі адаптації зорової системи.

Під рецептивних полем нейтрона (і сітківки, і підкірки, і кори)розуміють сукупність фоторецепторів сітківки, сигнали з яких приходять доданого нейтрону. Рецептивних поля є у всіх нейронів зорової системи,це ніби віконце, через яке нейтрон бачить світ. Власне, бачать світлов прямому сенсі цього слова тільки фоторецептори. Всі інші зоровінейтрони сприймають інформацію у формі потоку електричних імпульсів,бомбардують (не дивуйтеся, це повсякденній нейрофизиологический термін)їх входи.

Тільки от, у нейтронів різних відділів зорової системирецептивних поля сильно розрізняються за розміром, а в корі людини, приматіві хижих тварин що за формою. Нейтрони сітківки і підкорковихзорового центру спостерігають світ як би через круглі віконця-ілюмінатори.

Нейтрони сітківки і підкоркових зорового центру описуютьзображення поточечно. Це означає, що кожна нервова клітина цих структур,дивлячись на світ через своє кругле рецептивної поле - точку, інформує проподії у ній вищі відділи системи.

Суть дій нейтронів-детекторів зводиться до того, що вони якб рознімають на складові частини, зводячи до простих будь-яке складне зображення,щоб окремо, незалежно і паралельно проаналізувати окремі йогоознаки. Природно, що на наступних етапах переробки зоровоїінформації відбувається синтез перекодовані відомостей в єдиний зоровийобраз, який потім звіряє з "бібліотекою" образів нашої пам'яті;мозкові механізми подають команду моторних центрів, звідти йдуть наказимовної та мімічної мускулатурі, і ми з широкою посмішкою вигукуємо:
"Здрастуй, дорогий Петя!" Або кисло мимрить: "Ах це ви, Дарина Іванівна ..."

До недавнього часу вважалося, що властивості нейтронів -детекторів зорової кори жорстко "запаяні", тобто їх рецептивних поля неперебудовуються при зміні зовнішніх умов, і тому ці нейтрони НЕвносять будь-якого істотного внеску в зоровий адаптаційнийпроцес. Переконання це грунтувалося, зокрема, на тому що в періодстановлення детекторний нейрофізіології експерименти проводилися, якправило, при незмінному світловому фоні; робота детекторів не досліджувалася врізних станах, як самої зорової системи, так і організму в цілому.

Психологи провели цікавий і переконливий досвід: маленькогокошеня перетворювали в "рикшу" - він міг бігати, куди хотів, всі чіпати, алепостійно возив при цьому за собою легку візок. У ній сидів другукошеня, який бачив все те ж, що і "рикши", але нічого не мігдоторкнутися. Через деякий час вчені переконалися, що в глядацькомуповедінці кошеня-сідока з'явилися серйозні дефекти, а "рикши" розвивавсянормально. На підставі цих даних фахівці зробили висновки: дляповноцінного розвитку зорових функцій зокрема та пізнавальноїдіяльності в цілому важливо не лише бачити різні об'єкти зовнішньогосвіту, але виходити з ними в безпосередній дотиковий, тактильнийконтакт.

Дуже багато для розуміння ролі кіркових детекторів у процесахадаптації дали також досліди. Досліджуючи рецептивних поля зорових кірковихнейронів кішки в умовах адаптації до темряви, вчені отрималивражаючий факт. Незважаючи на те, що число досліджених нейтронів дійшлодо десятків, а потім і до сотень, серед них було вкрай мало класичнихнейронів-детекторів. Експериментатори губилися в здогадах: куди ж вонизникали? Та й взагалі ті чи це клітини, поведінка яких настільки докладноописано в численних наукових публікаціях?

Перевірка була елементарної: варто було включити світло в камері і
"Дивний" нейрон дуже швидко ставав добре знайомим детектором. Іскільки разів повторювали перехід від світла до темряви і знову до світла, стількиразів змінювалися властивості поля нейрона, причому вся перебудова займала небільше десятків секунд.

Стало ясно, що в темряві нейрони не зникають, а тільки різкозмінюють свій вигляд. І дивляться вони на світ не з вузьких "бійниць" і "щілин", ачерез широкі вікна круглої або еліптичної форми. Вони як би наближаютьсяв цьому відношенні до нервових клітин сітківки, і тому і було запропонованоназивати це явище ретіналізаціей зорової кори (з латині сітківка --геtina). Подальші досліди показали, що не всі детектори ретіналізіруются втемряві: 10% з них як би ігнорують адаптацію і не змінюють своїрецептивних поля, а ще 20-25 відсотків нейронів ведуть себе досить єхидно
- В темряві не тільки не знижують або втрачають, а навпаки, підсилюють,загострюють свої детекторні властивості.

Ніщо не дається задарма, і тому в процесі адаптаційнихперебудов зорова система та окремі її нейрони не тільки щосьнабувають, але і щось втрачають. У темряві вони втрачають тонкість зоровогоаналізу. Не кажучи вже про колірному зір. У сутінках вона втрачає, саметому вночі всі кішки сірі.
3.4Световая і колірна чутливість.

У дослідах Вавілова з квантових флуктуацій світла проводилисяспостереження сусідніх ділянок інтерференційного максимуму і мінімуму приінтерференції зеленого світла. При звичайних інтенсивності світлаінтерференційна картина в цих ділянках не змінювалася в часі. Потімінтенсивність світла зменшувалася до порогу зорового сприйняття світу.
Враховуючи, що зеленого світла відповідає довжина хвилі близько 500 нм, адіаметр адаптованого до темряви зіниці становить близько 8 мм, неважкопереконатися, що пороговий інтенсивності зеленого світла відповідає 20-25фотонів в секунду. При цьому виявилося наступне: ділянки в темних смугахзавжди залишалися темними, а ділянки у світлих смугах іноді "гасли", алетут же знову "спалахували", причому ці коливання освітленості з'являлися вчасу безладно, хаотично.

Результати цих дослідів з класичного ефекту - інтерференції
- Пояснюються квантовими властивостями світла. Справді, бувають випадки,коли в інтерференційні максимуми потрапляє або більше фотонів, ніжвідповідає порогу зорового сприйняття світла, або менше за нього. Значить,щільність фотонів в світловому потоці флуктуірует. Тому видно "спалаху"
(якщо фотонів трохи більше) або відповідно "гасіння" світла наокремих ділянках (якщо фотонів трохи менше). Ці флуктуації маютьстатистичний характер, чим пояснюється нерегулярне поява світлихділянок.

4.ФОТОХІМІЧЕСКАЯ ТЕОРІЯ ЗОРУ

5.ОБ'ЯСНЕНІЕ ЦВЕТА ТЕЛ

Навколишній світ барвистий. Це пояснюється складністюсонячного світла. Але як пояснити, що листя рослин ми бачимо зеленими,піонерський галстук - червоним, соняшник - жовтим, Василько - синім,паперу для письма - білою, а класну дошку - чорною? Звернемося до досвіду.

Отримаємо на екрані за допомогою трикутної скляної призмиспектр і закриємо його стрічкою червоного кольору. Ми бачимо, що тільки в
Червоної частини спектру стрічка виглядає яскраво-червоною. У всіх інших частинахспектру вона чорна. Це відбувається тому, що стрічка, на яку падаєсвітло всіх спектральних кольорів, відображає тільки червоне світло, а світло іншихквітів поглинає.

Якщо зробити такий досвід із зеленою стрічкою, то виявиться, щовона тільки в зеленій частині спектру виглядає яскраво-зеленої. В інших частинахспектру вона темна.

Досвід, показує, що колір тіла, що освітлюється білим світлом,залежить тільки від того, світ якого кольору це тіло розсіює.

Якщо тіло рівномірно розсіює всі складові частини білогосвітла, то при звичайному освітленні воно здається білим, наприклад газетний папір.
Якщо тіло, наприклад сажа, поглинає весь падаючий на нього світло, то воноздається чорним.

Різні тіла не тільки неоднаково розсіюють світло різноїкольоровості, але також неоднаково і пропускають світло крізь себе. Такіпрозорі тіла називають світлофільтрами.

У неоднаковою кольоровості прозорих тіл можна переконатися надосвіді. Якщо за призмою на шляху розкладеного білого пучка світла по черзіставити кольорове скло, то кольоровість смужки спектра на екрані будезмінюватися.

ВИСНОВОК

Світло має дуже велике значення для життя людини. Вивчившидану тему можна зробити наступні висновки:

- Світло має корпускулярно-хвильовим дуалізм: є електромагнітної хвилею, але при випромінюванні і поглинання поводиться як потік частинок - фотонів;

- Поняття кольору пов'язано з довжиною хвилі й частотою. А так само здатністю тел поглинати електромагнітні хвилі;

- Око є складною оптичною системою. Він здатний відрізняти електромагнітні хвилі оптичного діапазону різної частоти, тобто відрізняти світло.

- Око людини найбільш чутливий до хвиль 546 Нм, що відповідає зеленому кольору.

- Електромагнітні хвилі оптичного діапазону різної частоти можуть впливати на нервову систему.

- Пояснення зору дано на основі фотохімічної теорії світла.

- На основі фізичних законів можна пояснити такі явища як: - блакитний колір неба

- білий колір хмар

- червоні листя і т. д.

Список використаних джерел
Багданов К. Б. Фізика в гостях у біолога М: Наука, 1986
Перишкін А. В., Чемакін В. П. Факультативний курс фізики, 1980
Глазунов А. Т., Курмінскій І. І., Пінський О. О., Квантова фізика, 1989
Науково - популярний фізико-математичний журнал «Квант», 1987
Попов Г. В., П-58, Спектроскопія і кольору тіл в курсі фізики середньої школи.
М: «Просвещение», 1971
Чандаева С. А., Фізика і людина, АТ "Аспект прес», 1994.-336с.
Гріффін Д, Новиков Е, Живий організм. Пер. з англ. Б. Д. Васильєва. М: «Мир»,
1983