Csodálatos képessége az emberi szem a kozmikus látás és láthatatlan sugarak - A szemben

Nálunk, hogy megismerjék a csodálatos tulajdonsága, jövőképünk - a képesség, hogy a távoli galaxisok annak lehetőségét, hogy elkapta a láthatatlan, látszólag fényhullámok.

Menj át a szobát, melyek - amit látsz? Falak, ablakok, színes tárgyak - úgy tűnik, minden olyan ismerős és magától értetődőnek. Ez könnyű elfelejteni azt a tényt, hogy látjuk a körülöttünk lévő világ csak azért, mert a fotonok - részecskék a fény, visszaverődik a tárgy és esik a retina.

A retina minden a mi szem található, mintegy 126 millió fényérzékeny sejteket. Az agy dekódolja kapott ezekből a cella információ a irányát és energiáját a fotonok alá őket, és kiderül, hogy a különböző formák, színek és a fény intenzitása a környező tárgyakat.

Az emberi szem korlátait. Tehát nem vagyunk képesek lát által kibocsátott rádióhullámok elektronikus eszközök vagy láthatatlan szabad szemmel, a legkisebb baktériumokat.

Először is, úgy a küszöböt tekintve a mi képesek megkülönböztetni a színeket - talán az első képesség, jut eszembe kapcsolatban látás.

Kúpok felelősek színérzékelésének és botokkal, hogy segítsen nekünk, hogy a szürke árnyalatai gyenge fényviszonyok

Képesek vagyunk-e különbséget tenni, például lila szín a lila társul a hullámhossz a fotonok esik a retina. A retina, kétféle fényérzékeny sejtek - pálcikákat és csapokat. Kúpok felelősek színérzékelést (az úgynevezett nappali látás) és rúd lehetővé teszi számunkra, hogy a szürke árnyalatai gyenge fényviszonyok mellett - például éjszaka (éjjellátó).

Tartalmazza a fényérzékeny sejtek a receptorok - opsins - elnyelik az elektromágneses energiát és a fotonok előállítására elektromos impulzusok. Ezek a jelek a látóideg mentén az agyba esik, amely létrehoz egy színes képet, hogy mi történik körülöttünk.

Az emberi szem háromféle kúp, és a megfelelő számú opsins típusú, amelyek mindegyike különösen érzékeny a fotonok egy bizonyos tartományon hullámhosszú fényt.

Kúpok S-típusú érzékeny lila-kék, rövid hullámhosszú része a látható spektrum; M-típusú kúpok felelősek a sárga-zöld (középhullámú), és az L-kónuszos - a sárga-piros (hosszabb hullámhosszak).

Mindezek a hullámok, és ezek kombinációi, lehetővé teszi számunkra, hogy a teljes körű a szivárvány színeiben. „Minden forrás a humán látható fényt, kivéve a számos mesterséges (például egy fénytörő prizmával vagy lézer), kibocsát egy keveréke a különböző hullámhosszú,” - mondta Landy.

Nem egy egész sor hasznos szemünk

Az összes fotonok természetét kúp képes elhárítani csak azokat, amelyek jellemzik a hullámhossz egy nagyon szűk tartományban (általában 380-720 nanométer) - ez az úgynevezett látható fény spektruma. Az alábbiakban ebben a tartományban infravörös spektrumok és a rádió - az utolsó alacsony energiájú fotonok hullámhossza kezdve több milliméteres kilométer.

A másik oldalon a látható hullámsáv jelentése az ultraibolya spektrum, majd X-ray, majd - a gamma-spektrumát fotonokkal amelynek hullám hossza nem haladja meg billió egy méter.

Bár a kilátás a legtöbb számunkra korlátozódnak a látható spektrum, az emberek aphakia - hiányában a szemlencse (ennek következtében a műtét A szürkehályog, vagy ritkábban, ennek eredményeként a veleszületett) - képesek látni az ultraibolya hullámok.

Az egészséges szem lencserögzítők ultraibolya hullámhossztartományban, de ennek hiányában a személyek képesek érzékelni a fény hullámhossza 300 nm, mint a kék-fehér színű.

Hány szín látunk?

Az egészséges emberi szem, a három kúp, amelyek mindegyike képes megkülönböztetni mintegy 100 különböző színekben. Emiatt a legtöbb kutató becslése szerint az megkülönböztethető színek nekünk egy millió. Azonban a színérzékelésen nagyon szubjektív és egyéni.

„Csak számolja, hogy hány színt látunk, ez nem lehetséges, - mondja Kimberli Dzhemeson, a kutató a University of California, Irvine -. Vannak, akik több, néhány - kevésbé.”

Jameson tudja, mit beszél. Tanul tetrakromácia látás - emberek valóban emberfeletti képessége, hogy felismerjük a színeket. Tetrakromácia ritka, az esetek többségében a nők. Ennek eredményeként a genetikai mutációk vannak további, negyedik típusú csapsejtek, amely lehetővé teszi számukra, Durva becslés szerint, lásd a 100 millió színben. (Az emberek szenvednek, színvakság, vagy dikromátok csak két kúp - nem térhet el több mint 10 000 szín).

Mennyit kell a fotonok, hogy a fény?

Jellemzően kúp optimális működéséhez igényel sokkal több fényt, mint a rúd. Emiatt képesek vagyunk megkülönböztetni a színeket csökken, és a munka fogadjuk pálca, amely fekete-fehér látás gyenge fényviszonyok mellett.

Által ideális laboratóriumi körülmények azokon a területeken, a retina, ahol a legtöbb nincsenek botok, a kúpok lehet aktiválni a kapcsolatot velük csak néhány fotont. Azonban, pálca megbirkózni a feladattal, regisztráció még a félhomályban még jobb.

Egyesek megszerezzék a képesség, hogy az ultraibolya sugárzás a műtét után a szemen

Kísérletek azt mutatják, hogy az első alkalommal végzett a 1940-es. Egy fénykvantumnak elegendő annak biztosítására, hogy a szemünk látja. „Az ember képes látni egy foton, - mondta Brian Wandell, a pszichológia professzora és elektrotechnikai Stanford Egyetem -. A nagyobb érzékenység a retina egyszerűen nincs értelme.”

1941-ben a kutatók a Columbia Egyetemen végzett kísérletben - a vizsgálat felszámolás egy sötét szobában, és hogy a szemük egy bizonyos ideig alkalmazkodni. Ahhoz, hogy a teljes érzékenysége a rudak néhány percet vesz igénybe; ezért, amikor kapcsolja le a villanyt a szobában, akkor valamikor elveszti a képességét, hogy semmit.

Ezután a vizsgált személy küldött egy villogó kék és zöld fény. Valószínűséggel magasabb, mint a normál baleset alanyok nyilvántartásba felvillanó fény, amikor megüt a retinán 54 fotonok.

Nem minden a fotonok eléri a retinát, a fényérzékeny sejteket regisztrált. Ezt szem előtt tartva, a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy csak öt fotonok aktiváló öt különböző rudak a retinában, elegendő az, hogy az a személy, villanást látott.

A legkisebb és legtávolabbi látható tárgyak

A következő tény is meglepő: a képesség, hogy egy tárgy nem függ a fizikai méretének vagy eltávolítani, hanem attól, hogy legalább kap egy pár által emittált fotonok őket a retinára.

„Az egyetlen dolog, amit meg kell szem látni valamit - egy bizonyos összeget a kibocsátott vagy visszavert fény az alattvalója, - mondja Landy -. Úgy jön le, hogy a fotonok száma eléri a retina számít, hogy kicsi, vagy a fény forrása, akkor is, ha van. utolsó egy pillanatra, még mindig látni, ha az általa kibocsátott fotonok elég. "

Eye viszonylag kis számú foton, hogy a fény

A jóváhagyási közös tankönyvek pszichológia, amely a felhőtlen sötét éjszaka gyertyaláng látható távolságból akár 48 km. A valóságban mi retinas folyamatosan bombázzák fotonok, így egyetlen kvantum fényt bocsásson ki a távolból, csak eltévedni a háttérben.

Elképzelni, hogy milyen messze vagyunk képesek látni, nézd meg az éjszakai égbolton, kivert a csillagok. A méretei a csillagok hatalmas; Sok ilyen, hogy láttuk a szabad szemmel, elérheti a több millió kilométer átmérőjű.

Azonban még ezek a hozzánk legközelebb csillagos hotel a parttól több mint 38000000000000 kilométerre a Földtől, így a látszólagos mérete olyan kicsi, hogy a szem nem tudja megkülönböztetni őket.

Másrészt, még mindig látni a csillagokra, fényes pontszerű fényforrások, mivel a kibocsátott fotonok leküzdeni a hatalmas távolság választja hozzánk és a mi retina.

A látásélesség növelésével csökken a tárgytól való távolság

Minden egyes csillagok látható az éjszakai égbolton a mi galaxisunkban - a Tejút. A legtávolabbi tőlünk az objektum, az ember nem képes látni szabad szemmel, kívül helyezkedik el a Tejútrendszer egy csillaghalmaz - az Androméda-galaxis, a parttól 2,5 millió fényév, vagy 37 trillió kilométerre a napot. (Vannak, akik azt mondják, hogy egy különösen sötét éjszaka éles látás lehetővé teszi számukra, hogy a Galaxy Triangle, található, a parttól körülbelül 3 millió fényévnyire, de hagyja, hogy ez a kijelentés marad a lelkiismeret.)

Andromeda Galaxy ezermilliárd csillagok. Mivel a távoli ezen világítótestek egyesíteni minket egy finom fénypötty. A méretei az Androméda-galaxis óriási. Még ebből a távolságból Giant annak szögméretét hatszor átmérője a telihold. Mielőtt azonban sodródott oly kevés foton a galaxis, hogy alig különbözik az éjszakai égen.

Limit látásélesség

Miért nem vagyunk képesek kivenni az egyes csillagok az Androméda? Az a tény, hogy az állásfoglalás vagy élességét tekintve megvannak a korlátai. (Under látásélesség értjük képes megkülönböztetni elemet, például egy pont vagy vonal külön entitásként, nem egyesült a szomszédos tárgyak vagy a háttérben.)

Tény, hogy a látásélesség lehet leírni, valamint a felbontás egy számítógép-monitor - a minimális mennyiségű képpont, hogy még mindig képes megkülönböztetni a különböző pontján.

Elég fényes tárgyak láthatók a parttól több fényévnyi

A korlátozások vizuális számos tényezőtől függ - így például a távolságot az egyes csapok és pálcikák szem retina. Nem kevésbé fontos szerepe van az optikai tulajdonságai a szemgolyó, ami miatt nem minden foton eltalálja a fényérzékeny sejteket.

Elméletileg a vizsgálatok azt mutatják, hogy az élesség a mi korlátozott tud különbséget tenni az 120 képpont szögletes fokú (egységnyi szögletes intézkedés).

Szemléltesse gyakorlati határok az emberi látás látásélesség elhelyezkedhet karnyújtásnyi az objektum területén a köröm, a rajta lerakódott 60 vízszintes és 60 függőleges vonalak váltakozva fekete és a fehér szín, amely egy pepita hasonlóságot. „Úgy tűnik, hogy ez a kis kép, hogy még mindig képes megkülönböztetni az emberi szem,” - mondta Landy.

Ezen elv alapján az asztalra. oculists vizsgálatához használt látásélesség. A legismertebb magyarországi Sivtseva táblázatban egy sor fekete nagybetűkkel, fehér háttér, amelyben a betűméretet minden sorban egyre kisebb.

Az élesség, kilátás, ember határozza meg az utat, amit betűméret megszűnik tisztán látni a vázlatot a leveleket, és elkezdi, hogy megzavarja.

A táblázatok a fekete betűket használnak, hogy teszteljék a látásélesség, fehér alapon

Ez a határ a látásélesség annak a ténynek köszönhető, hogy nem látni szabad szemmel biológiai sejt amelynek méretei csak néhány mikrométer.

De ne bánt vele. Az a képesség, hogy felismerjük a színek milliói elfog egyetlen foton és a galaxis a parttól több trillió kilométer - egy nagyon jó eredmény, figyelembe véve, hogy a látás, melyet egy pár zselés golyó talpa csatlakozik polutorakilogrammovoy porózus massza a koponya.