Цвет и свет - Луизов А.В.
ISBN 5-283-04410-5
Скачать (прямая ссылка):
2=50,0 V=0,1
n=z5j0 Q Q О У=о,г
2=16,67 О О О С Va °>3 2*12,5 о О О С О v=07* 240,0 С О О О О V=-0,5 11=8,36 О С О О С -О V=* 0,6
2=7,П О О О С О О ]/—0,7
2=6,25 с о о о с о с V-0,0
2-5,55 о о о с о о о V=0,S
2=5,0 с о о о о с о о у-1,0 2=3,ЪЗ оопсоооо 2=2,5 чооо сэпе У =2,0
V' 'V ч.' !
Рис. 2.2. Таблица для испытания зрения Головина — Сивцова 16
2 * 50,0 ш Р ^
2=25,0 М I н К|feD'2
2=16,67 ы М I Б Ш y=4f
2 = 12,5 В ы н К М v=D^
2=10,0 и н Ш М К v=0,5
2=8/66 Н U fcl И КБ I'=0,6
2= 7,П Ш И Н Б И Ы V-0,7
2=6,25 К н ш м Ы Б И V~0,B
2=5,55 В к ш м и ы н у=0,9
Л=5,0 н к и Б М Ш Ы В V=1,0
2=3,ЪЪ шин Н h i и ы 6 V=1,5
2=2,5 и м ш ы ц i в м к у=2,0
Дифракция лимитирует разрешающую силу при юбых уровнях яркости, квантовые флюктуации — достаточно низких яркостях. Дифракционная формула для предела разрешения б имеет вид
6=l,22tyd. (2.5)
Длину световой волны % и диаметр объектива d можно выражать в любых, но одинаковых единицах; 6 получается в радианах. Если принять А, = 555 нм = = 5,55 -10-4 мм, а б выражать в угловых минутах, формула (2.5) переходит в формулу
6 = 2,33 Id (2.6)
[числитель имеет размерность (../)• мм].
Учет квантовых флюктуаций усложняет формулу, но зато дает возможность найти зависимость б не только от диаметра входного зрачка прибора, но и
от яркости фона L и от контраста объекта с фо-
ном К. Контраст вычисляется по формуле
K=L-_L^^ (2J)
где L и Ln — яркость фона и объекта соответственно. Выведенная нами полуэмпирическая формула
имеет вид
* 0,44 4- 0,63L~0'42
(К - 0,02)2/3
(2.8)
Здесь L выражается в кд-м-2, а б получается в угловых минутах [31].
Диаметр зрачка глаза не входит непосредственно в формулу (2.8), но сам он зависит от яркости — см. формулу (2.3). При яркости фона L = 20 кд-м~2 рассчитанный по формуле (2.3) диаметр зрачка гла-^ 0dr ~ ^ мм‘ Предельный угол при К — 1 и L =
-20 кд.м-2, рассчитанный по формуле (2.8), б =
— 0,64 . Дифракционный предел разрешения согласно формуле (2.6) при dr = 3,7 мм равен 0,63', т. е. почти такой же. Это означает, что аберрации глаза не уменьшают его разрешающей силы. Оптическая система, отвечающая этому условию, считается хорошо исправленной. Разрешающая сила глаза лимитируется не аберрациями, а основными законами при-роды.
-ягош - „
/ ”* «1ШЯГ, ‘
’ Г«и:ая гт-'г
С удалением от фовеа разрешающая сила глаза падает и уже ограничивается аберрациями. Тот же недостаток свойствен и искусственным приборам с большим полем зрения. А поле зрения глаза чрез^ вычайно широко: по вертикали около 110°, по горизонтали— около 150°. Поле зрения двух глаз вместе по горизонтали почти 180°.
Малую остроту зрения на периферии в значительной степени компенсирует подвижность глаз. Kara только в поле зрения попадает объект, достойный внимания, оба глаза согласованно фиксируются на нем и его изображение попадает на фовеальные области сетчаток, где острота зрения максимальна. Объект теперь может быть детально изучен.
Следует заметить, что формула (2.8) годится-только для наблюдения черно-белой картины. Желтый лист на зеленой траве может быть прекрасно виден, даже если яркость листа и травы одинаковы. При цветовых различиях понятие контраста сильно усложняется и формула (2.8) уже мало помогает при определении видимости объекта. Но обсуждение влияния цвета на разрешающую способность мы отложим до того времени, когда лучше познакомимся с цветом.
2.6. СООТНЕСЕННОСТЬ
Зрительный процесс начинается с того, что оси обоих глаз направляются на некоторую точку предмета в пространстве перед человеком и сходятся в ней под некоторым углом |3. Это сведение осей глаз называется конвергенцией. Чем ближе точка фиксации, тем больше угол конвергенции (3. Одновременно происходит фокусировка фиксируемой точки, т. е, аккомодация. Чем больше (3, тем сильнее степень аккомодации. По напряжению глазных мышц при конвергенции, которую человек не ощущает непосред* ственно, он судит о расстоянии до точки фиксации. Пара глаз работает как дальномер, база которого равна расстоянию между зрачками. Изображения точки фиксации в обоих глазах ложатся близко к центрам фовеальных областей, и часть предмета, окружающая точку фиксации, воспринимается осо^ бенно четко. Изображаются на сетчатках и другие предметы, попавшие в поле зрения каждого из
18
паз. И здесь важно отметить, что изображения всей картины в правом и левом глазе не идентичны. Различие происходит от того, что зрачки глаз разведены на некоторое расстояние, о котором мы уже упоминали, как о базе, и которое равно в среднем 62 мм.
От каждого элемента изображения на сетчатке в мозг посылаются нервные импульсы, сложным образом кодирующие сведения об этом элементе. В мозгу происходит декодирование импульсов и воссоздаются картины, соответствующие изображениям в каждом из глаз. Эти две картины сливаются в одну трехмерную картину, позволяющую непосредственно ощущать, какие предметы находятся дальше фиксируемого, какие ближе и как эти предметы отличаются друг от друга по удаленности. У отдельного предмета виден его рельеф, т. е. различие по удаленности его частей. А теперь уточним вопрос о локализации наблюдаемой картины. По законам геометрической оптики на сетчатках получаются обратные, т. е. перевернутые, изображения наблюдаемой картины. Издавна ученых волновал вопрос: почему мы видим все не вверх ногами? Но разве трудно в процессе сложной передачи по нервным волокнам, в процессе кодирования и декодирования перевернуть изображение? Телевизионная техника, например, легко решает эту задачу. И уже И. Кеплер не удивлялся тому, что изображение в глазу перевернуто. «Опыт и активное вмешательство души — вот что выправляет изображение»,— писал Кеплер.
