Цвет и свет - Луизов А.В.
ISBN 5-283-04410-5
Скачать (прямая ссылка):
Световая чувствительность у колбочек меньше, ем у палочек, но именно колбочки обеспечивают нам цветовое зрение. Существует три вида колбочек, отличающиеся друг от друга по своей спектральной чув-с вительности. Один вид более чувствителен к коротковолновой части спектра, другой к средней части,
!
II <
третий — к длинноволновой. Условно их можно назвать синими, зелеными и красными колбочками. Однако о механизме цветового зрения речь пойдет в особой главе.
Передняя часть склеры более выпукла и прозрачна. Она называется роговей оболочкой или роговицей. Толщина роговицы примерно 0,5 мм. Сосудистая оболочка спереди утолщается и переходит в радужную оболочку, в середине которой расположено отверстие— зрачок. Находящиеся в радужной оболочке мышцы — кольцевые и радиальные — производят сужение или расширение зрачка в зависимости от воздействующей на глаз яркости. Другая мышца — ци-лярная — может изменять выпуклость хрусталика. Пространство между роговицей и радужной оболочкой называется, передней камерой, а между радужной оболочкой и хрусталиком — задней камерой глаза. Обе камеры наполнены жидкостью, называемой водянистой влагой. Остальная полость глазного яблока между хрусталиком и сетчаткой заполнена студенистым веществом, называемым стекловидным телом.
2.3. ОПТИКА ГЛАЗА
Глаз часто сравнивают с фотоаппаратом. Существенная разница, однако, заключается в том, что в фотоаппарате по обе стороны объектива находится воздух И объект съемки и его изображение тоже окружены одной средой — воздухом. А свет, вошед-ший в глазное яблоко и попавший в среду с большим коэффициентом преломления, уже не выходит из нее, в ней строит изображение предмета. Глаз — система иммерсионная. Поэтому переднее фокусное расстояние f отличается от заднего f не только по знаку, но и по абсолютному значению.
В глазе несколько поверхностей раздела разных сред, причем все они асферические. Только приближенно можно считать оптическую систему глаза центрированной и выделить в ней оптическую ось, которая изображена на рис. 2 1. Видно, что оптическая ось не проходит через центральную ямку. Но именно на центральную ямку ложится изображение точки, на которой мы фиксируем взгляд. Направление взгляда называют осью фиксации или зрительной
12
осью. Угол между оптической и зрительной осями равен примерно 5°.
Показатель преломления водянистой влаги и стекловидного тела составляет приблизительно 1,34, а показатель преломления хрусталика — примерно 1,40. Поэтому при уменьшении радиусов кривизны поверхностей хрусталика оптическая сила всего глаза увеличивается. Увеличение оптической силы глаза позволяет фокусировать на сетчатке изображение предмета, приближающегося к глазу, т. е. аккомодировать глаз на то или иное расстояние.
У разных людей оптическая сила глаза различна, различна и длина глаза. Важно, чтоб обе величины были в определенном соответствии: при большей преломляющей силе меньшая длина глаза и наоборот. Если при покое аккомодации изображение бесконечно удаленного предмета образуется на сетчатке, глаз называют соразмерным или эмметропическим. А какой предмет можно считать удаленным в бесконечность? Если предмет находится на расстоянии 5 м, его фокусировка для эмметропиче-ского глаза требует напряжения аккомодации только 0,2 дптр. Врачи-офтальмологи считают возможным пренебрегать такой величиной и при исследовании зрения ставят тестовые таблицы на расстоянии 5 м от пациента. Так что практически 5 м — это уже бесконечность.
Параметры отдельных элементов глаза, даже эмметропиче-ского, у разных людей могут быть весьма различны. А. Гуль-странд на основе анализа статистических данных вывел некоторые средние величины и построил модель схематического глаза, в которую входят 38 параметров, многие из них еще продублированы для состояния покоя аккомодации и максимального ее напряжения. В. К. Вербицкий создал модель редуцированного глаза, значительно более простую, однако пригодную для многих расчетов. В табл. 2.1 приведены основные параметры глаза по Гульстранду и по Вербицкому. В редуцированном глазе все сведено к одной преломляющей поверхности — поверхности роговицы, радиус кривизны которой г. Поэтому обе главные плоскости системы совпадают и проводятся как плоскость, касательная к вершине роговицы, обе узловые точки тоже совпадают и лежат внутри глаза на расстоянии г от вершины роговицы. Попавший в глаз луч света проходит узловую точку без изменения направления.
Прямую, проходящую через вершину роговицы и узловую точку редуцированного глаза, можно считать его оптической осью. Пусть нижняя часть какого-то очень далекого предмета лежит на оптической оси, а луч от верхней его части попадает в узловую точку под углом сс к этой оси, говоря проще, предмет виден под углом а. Проходя через узловую точку, луч не меняет направления и идет к сетчатке под углом —а (уже ниже оптической оси, отсюда знак минус). Пучок лучей, параллельный этому лучу, сойдется в заднем фокусе глаза на расстоянии ,о мм 6,8 мм = 17 мм от узловой точки (23,8 мм — расстоя-ие заДней фокальной плоскости от вершины роговицы, а
