Астрономическая оптика - Мaксутов Д.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Сходимость лучей измеряется в диоптриях. 1 дптр есть сходимость пучка при расстоянии до источника 1 м.
Близорукость и дальнозоркость исправляются соответственно подобранными очковыми линзами, преобразующими одну сходимость в другую.
Не во всех местах сетчатой оболочки получаются отчетливые изображения предметов. Мы знаем, что аберрации наклонных пучков — кома, астигматизм, кривизна поля — способны в сильной степени снизить качество изображения. Глаз также не свободен от этих аберраций, из которых только кривизна поля в некоторой степени компенсируется вогнутостью поверхности экрана — сетчатой оболочки.
Поэтому отчетливое изображение предметов можно ожидать лишь в достаточной близости к оси симметрии глаза. Вот почему глаз приспособился рассматривать детали предмета при «прямом» зрении, когда изображение располагается в так называемой центральной ямке желтого пятна (рис. 50, 7). «Боковое» же зрение служит нам лишь для общей ориентировки в предметах и в пространстве.
Сетчатая оболочка устлана мельчайшими светочувствительными нервными окончаниями: палочками и колбочками. Общее число палочек и колбочек — более 100 миллионов в каждом глазу, причем первых приблизительно в 20 раз больше, чем вто-
147
рых. На периферических частях сетчатки находятся почти исключительно палочки; по мере приближения к желтому пятну процент колбочек возрастает; в желтом пятне колбочек значительно больше, чем палочек, и, наконец, в центральной ямке сосредоточены одни только колбочки.
Палочки и колбочки различно чувствительны к свету и к цвету. Так, палочки не различают цветов, но в высокой степени чувствительны к свету; колбочки же значительно менее чувствительны к свету, зато они различают цвета. Мы видим окружающий мир в виде цветной картины за счет колбочкового аппарата и притом тогда, когда он освещен достаточно ярко. При малых освещенностях колбочки перестают различать цвета, хотя продолжают реагировать на свет; при еще меньших освещенностях колбочковый аппарат перестает действовать, палочки же еще продолжают ощущать свет; наконец, наступает такой порог освещенности сетчатки, когда и палочковый аппарат перестает ощущать свет.
Рассмотрим процесс наблюдения астрономических объектов. Мы наблюдаем достаточно яркое светило, например Луну, Марс, Юпитер. Чтобы отчетливо видеть детали, мы фиксируем глаз так, чтобы изображение интересующей нас детали расположилось в центральной ямке. В это время у нас работает исключительно колбочковый аппарат, и, различая отчетливо детали, мы, кроме того, хорошо чувствуем их цвета: серо-зеленые «моря» и оранжевые «пустыни» Марса, окраску лунных деталей или экваториальных полос Юпитера и т. д. Таким же образом мы различаем цвета звезд, если они достаточно ярки для данного телескопа.
Но вот мы переходим от ярких звезд к слабым и замечаем, что их окраска совершенно однообразна: они представляются нам серого цвета. Слабые звезды кажутся бесцветными только потому, что освещенность от них на сетчатке недостаточно велика, чтобы вызвать цветовое раздражение; в более сильный телескоп эти же звезды обнаружат свой истинный цвет.
Как было сказано, изображение наблюдаемого предмета следует расположить в центральной ямке желтого пятна, если нужно рассмотреть его в деталях. Это место сетчатки является наиболее переутомленным, так как за долгую жизнь наблюдатель постоянно им пользуется и так как, по теории вероятности, оно чаще других областей сетчатки подвергалось слепящему действию слишком ярких источников света. Отсюда есть основание ожидать пониженную чувствительность к свету области желтого пятна.
Но есть и другая веская причина, по которой желтое пятно и особенно центральная ямка менее чувствительны к свету; вспомним, что в желтом пятне относительно мало палочек, а в центральной ямке они и вовсе отсутствуют; колбочковый же аппарат менее светочувствителен, чем палочковый. Поэтому если слабосветящийся предмет перестает быть видим при прямом зрении,
148
то он снова становится видимым при боковом зрении. Так, для обнаружения слабосветящихся туманностей или кЪмет выгодно пользоваться боковым зрением, и если при этом мы плохо различаем контуры и детали, то по крайней мере видим объект, недоступный обнаружению при прямом зрении.
При наблюдении предельных звезд боковое зрение хотя и помогает, но в значительно меньшей степени, так как их изображения на сетчатке в значительной степени размазаны аберрациями наклонных пучков, т. е. имеют сниженную яркость.
Колбочковый аппарат в разной степени чувствителен к лучам различной длины волны (цвета), хотя бы эти монохроматические излучения и имели одинаковые мощности. Установлено, что глаз среднего наблюдателя наиболее чувствителен к лучам длины волны, близкой к Х0=0.555 мкм, и что чувствительность глаза стремится к нулю по мере удаления от Х0 в обе стороны к концам «видимого» спектра. Если чувствительность глаза к лучам Х0 принять за единицу или за 100%, то чувствительность к лучам других длин волн может быть представлена кривой рис. 51, на котором по оси абсцисс отложены длины волн^ в микронах, а по оси ординат — коэффициенты v}t спектральной чувствительности глаза.
