Чтение онлайн

Чудо чудное, диво дивное.

Свойства глаза столь поразительны, что их следовало бы воспевать поэтам. Трудно сказать, как это можно сделать, потому что хорошо понять свойства глаза можно, лишь познакомившись с числами, их характеризующими. Но это один из тех немногих случаев, когда цифры поистине поэтичны.

Человеческий глаз реагирует на световые излучения, лежащие в диапазоне волн от 380 до 770 миллимикронов. Как видно из этих цифр, самая короткая длина волны всего лишь в два раза меньше самой длинной. По аналогии со звуком, можно сказать, что диапазон воспринимаемых световых волн занимает всего лишь одну октаву (диапазон воспринимаемых звуков составляет примерно десять октав).

На краях диапазона чувствительность глаза равна нулю и плавно возрастает примерно

к его центру. В дневные часы максимум чувствительности приходится на волну в 555 миллимикронов. И поэтому днем мы лучше всего видим лучи желто-зеленого цвета. Примерно на этой длине волны оказывается и максимум излучения солнца. Лучи с такой же длиной волны наиболее сильно отражаются зелеными листьями растений и травой, придавая им желто-зеленый цвет. Можно предположить, что такое совпадение не случайно и что наибольшую чувствительность на волне в 555 миллимикронов глаз приобрел в процессе эволюционного развития.

В вечерние часы, когда наступают сумерки, колбочки отключаются и зрительные процессы в глазу происходят несколько иначе. Максимум чувствительности глаза при этом сдвигается в область голубых лучей, на волну 507 миллимикронов. Именно поэтому в сумерки все окружающее кажется нам синеватым.

Кривые чувствительности человеческого глаза. Днем глаз наиболее чувствителен к лучам желто-зеленого цвета. В сумерки, когда действуют в основном палочки, — к лучам синего цвета.

Теперь следует рассказать о диапазоне освещенностей, в котором нормально работает глаз.

Оказывается, он чрезвычайно велик. Мы можем ощущать свет даже в том случае, когда на сетчатку попадает несколько десятков фотонов. Если бы ночью на земле было абсолютно темно, то в ясную, сухую погоду горящую стеариновую свечу было бы видно на расстоянии 30 километров!

Однако полной темноты на земной поверхности не бывает. Даже в безлунную ночь звезды (как видимые, так и не видимые глазом), свет, рассеиваемый атмосферой, и собственное свечение атмосферы, отблески северных сияний, зодиакальный свет в сумме создают освещенность, не меньшую 0,0003 люкса. Такую же освещенность создает свеча на расстоянии примерно 60 метров. И все-таки в таких условиях, когда можно, не укрываясь, перезарядить кассеты пленкой, наш глаз еще оказывается работоспособным. Мы еще в состоянии различать крупные предметы и передвигаться, не натыкаясь на них.

Зато в солнечный день, когда солнце близко к зениту, даже в наших широтах освещенность достигает многих десятков тысяч люксов; так, цифра в 50 тысяч люксов является далеко не пределом. А ведь такую освещенность могла бы создать лампа с силой света 50 тысяч свечей, да и то только на расстоянии 1 метра. Но и при таком ярком свете глаз человека продолжает хорошо работать: окружающее воспринимается им предельно четко и ясно.

Для того чтобы лучше представить себе диапазон освещенностей, с которыми приходится иметь дело, читателю стоит просмотреть приводимую здесь таблицу.

Солнце — 100 тысяч люксов.

Полнолуние, ясное небо — 0,2 люкса — Освещенность от свечи при расстоянии 2,2 метра.

Венера в максимальной фазе — 1,1·10– 4 люкса — То же, при расстоянии 100 метров.

Сириус — 9·10– 6 люкса — То же при расстоянии 300–330 метров.

Звезда первой величины [9]– 8·10– 7 люкса — То же, при расстоянии 1100 метров.

Звезда шестой величины (граница видимости невооруженным глазом) — 5·10– 16 люкса) — 8·10– 9 люкса — То же, при расстоянии 11 километров.

Звезда 24-й величины (граница обнаружения при фотографировании с помощью самого мощного телескопа) [10] — То же, при расстоянии 44

тысяч километров.

Ученые установили пределы максимальной и минимальной освещенности, в которых глаз не ослепляется. Отношение этих пределов (большего к меньшему) дает фантастически большое число: 1012, или миллион миллионов. Еще не создан прибор, способный без дополнительных специальных устройств работать в таком широком диапазоне. Правда, в глазу также имеются особые устройства, помогающие ему приспосабливаться к работе в столь различных условиях. Такое приспособление носит название адаптации глаза.

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, содержащийся в палочках, распадается под воздействием даже очень малых количеств света, и сигналы из палочек по нервным волокнам продолжают поступать в мозг.

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».