Теория оптических приборов - Чуриловский В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
раздельно два предмета, расположенных близко друг от друга, в частности,
две светящиеся точки. Наименьший угол у, П°Д которым глаз человека видит
две точки раздельно, называется предельным углом разрешающей способности.
Средняя величина угла у составляет Г. Соответствующее этому углу
расстояние между изображениями точек на сетчатке глаза - около 5 мкм, что
равно диаметру колбочки в желтом пятне сетчатки.
Острота зрения S определяется по формуле
S = -L, (Ц.112)
причем предельный угол разрешающей способности у выражается в угловых
минутах. Например, если предельный угол разрешающей способности у
некоторого наблюдателя равен 2', то его острота
зрения будет S - 0,5. Есть люди, обладающие очень-большой
остротой зрения S^> 3.
Острота зрения, в основном определяемая диаметром колбочек, зависит,
кроме того, от многих факторов.
1. От контраста предметов. Контрастом К принято называть отношение
. (IL113>
где Еп - освещенность предметов;
Еф - освещенность фона.
Величина ^достигает значения единицы, если Еп или Еф обращается в нуль.
Острота зрения более или менее пропорциональна величине К, если последняя
не сильно отличается от единицы.
2. От освещенности в поле наблюдения. При наблюдении темных предметов на
светлом поле наибольшая острота зрения наблюдается в пределах
освещенности от 50 до 200 лк, а при наблюдении светлых предметов на
темном фоне - от 5 до 10 лк (темповая адаптация глаза).
3. От диаметра зрачка глаза Dы. С величиной Пгл связан диаметр 6
дифракционного пятна рассеяния на сетчатке
а = (II- И4)
'•'ел
где Я - длина волны света;
/гЛ - переднее фокусное расстояние глаза.
При наименьшем (без прибора) диаметре зрачка глаза Dejl ~ - 2,0 мм^ Я =
0,5 мкм и /^ = -17 мм находим: 6 = 5 мкм. Следовательно, диаметр кружка
рассеяния в этом случае равен диаметру колбочки. При увеличении диаметра
DeA величина б по формуле (II. 114) уменьшается, но острота зрения при
этом
180
не повышается, так как она лимитируется размером колбочек сетчатки. В
случае если глаз работает вместе с оптическим прибором, диаметр D'
выходного зрачка которого меньше 2 мм, величина б становится больше 5 мкм
н разрешающая способность глаза уменьшается (угол у становится больше Г).
4. От места изображения на сетчатке. При удалении от центральной ямки
желтого пятна острота зрения падает очень резко.
5. От длины волны А, света. Максимальная разрешающая способность
наблюдается при А = 0,56 мкм.
6. От дефектов зрения. Близорукость, дальнозоркость и астигматизм
(особенно последний) существенно снижают остроту зрения. Сюда же
относятся и аберрации оптической системы глаза. Их влияние, однако,
незначительно и обычно не обнаруживается.
Поверхность сетчатки (рис.
II. 24), рассматриваемая при^ помощи микроскопа, представляется как бы
покрытой сеткой с шестигранными' ячейками (отсюда названиесетчатка).
Каждая клетка (колбочка) можетвоспри- Рис. II. 24
нимать одновременно лишь одно
зрительное впечатление. Иными словами, если засвечена некоторая часть
клетки, то клетка реагирует вся целиком. Если, например, изображения А и
В двух источников света (звезд) попадают на одну ячейку, то глаз их
различить не сможет. Но даже если изображения двух звезд С и D падают иа
соседние клетки, глаз не в состоянии видеть их раздельно. Только если
между двумя засвеченными колбочками находится по крайней мере одна не-
засвеченная, точки Е и F представляются глазу видимыми раздельно. Отсюда
вытекает, что наименьшее расстояние между изображениями двух точек на
сетчатке, при котором они находятся на пределе разрешения, должно быть
равно диаметру колбочки.
В устройствах для отсчета по шкалам иногда возможно создать условия,
способствующие повышению остроты зрения. Так, но-ниальное совмещение двух
штрихов может быть выполнено с погрешностью в 10\ Следовательно, острота
зрения прн этом оказывается в 6 раз больше обычной. Объяснить этот факт
можно тем, что изображения KL и ММ (рис. II. 24) двух штрихов на сетчатке
попадают на два разных ряда колбочек даже в том случае, если величина
сдвига di значительно меньше диаметра колбочки. О такой же повышенной
остротой зрения глаз человека производит установку по бнсектору, когда
штрнх шкалы устанавливается в середине между двумя параллельными штрихами
индекса.
181
§ 54. Адаптация глаза и его пороговая чувствительность
Глаз человека способен работать в чрезвычайно широком интервале яркостей:
от 10"7 до 10б нт, что составляет перепад в отношении 1 : 1012. По ширине
интервала работы глаз далеко превосходит все приборы, созданные руками
человека. Способность человеческого глаза приноравливаться к различным
уровням освещенности называется адаптацией. Адаптация в широких пределах
достигается глазом при помощи трех структурио-фи-знологичеекнх устройств
или, как принято говорить, трех механизмов.
Первый механизм адаптации: при яркости от 10"7 до 1 нт работают главным
образом палочки сетчатки, отличающиеся более высокой чувствительностью,
