Расчет видимости звезд и далеких огней - Забелина И.А.
Скачать (прямая ссылка):
2а
в единицах оптической силы, принято называть глубиной аккомодации:
Л= 1//б— 1//„, (34)
где А — глубина аккомодации, дптр; 1б — расстояние до ближней точки, м; /м — расстояние до дальней точки, м.
При аккомодации на ближнюю точку глаз утомляется и рассматривание предметов производится с расстояния наилучшего видения, которое для нормального глаза принято равным 250 мм. При проектировании оптических визуальных приборов обычно учитывают быструю утомляемость глаза, рассматривающего предмет с близкого расстояния, поэтому пучки лучей, идущие от предмета, преобразовываются в пучки параллельных лучей.
Конвергенция. Конвергенцию — сведение осей глаза наблюдателя—-вызывает в принципе та же самая причина, что и аккомодацию, — приближение наблюдаемого предмета. Изменение аккомодации всегда связано с различной конвергенцией и определяет их соответствие, обязательное при бинокулярном наблюдении. Нарушение этого соответствия, называемого мышечным балансом, приводит к двоению изображения и может служить мерой утомления организма человека, вызванного напряженной зрительной работой [41, 53].
Зрачковый рефлекс. Одним из наиболее интересных свойств глаза является зрачковый рефлекс — уменьшение диаметра зрачка глаза б, происходящее по мере увеличения яркости поля зрения и предназначенное для предотвращения чрезмерного раздражения сетчатой оболочки глаза. Эта реакция протекает помимо воли человека.
Известные результаты исследования изменения диаметра зрачка от яркости поля В, как видно из рис. 1, не обладают достаточной однозначностью. По данным Ривса, при бинокулярном наблюдении диаметр зрачка изменяется от 7,4 до 1,8 мм [41, 63], а его площадь варьирует в 20 раз. По данным Куврэ, диаметр зрачка меняется в пределах 5,5—2,4 мм и соответственно площадь — всего примерно в 5 раз. Подробный анализ результатов исследований зависимости диаметра зрачка глаза наблюдателя от яркости фона, полученных разными авторами, сделан в работе [63] и показывает, что диаметр зрачка обычно колеблется в пределах 5—20% от своего среднего размера, если даже световой раздражитель и остается постоянным. При этом существует две категории людей, различаемых по их зрачковому рефлексу (рис. 1). Данные, полученные Пинегиным в этой работе, позволили обнаружить также, что зрачковый рефлекс возникает и при изменении углового размера поля постоянной яркости, если его угловой диаметр а не превышает 10—15°. При яркостных полях больше 20° эти экспериментальные данные почти не расходятся с результатами исследований Куврэ в диапазоне яркостей В ^ 0,1 кд/м2 (т. е., если а 15° и В = const, то и б const). Поэтому для практических
24
расчетов взяты средние значения диаметров зрачков глаза наблюдателя по Куврэ и. Пинегину (табл. 5, графа 7), при этом отклонения диаметров от средних значений не превышают 15%.
8, мм
Рис. 1. Изменение диаметра зрачка глаза от яркости фона:
1 — по Ривсу; 2 — по Пииегииу (1 категория наблюдателей); 3 — по Пинегину (2 категория); 4 — по Пииегину (принятые значения); 5—по Куврэ; 6 — принятая в расчетах зависимость
Поскольку в диапазоне малых яркостей (В <0,1 кд/м2) эксперимент Куврэ имел большую систематическую ошибку, использованы только данные Пинегина.
Таблица 5-
Зрачковый рефлекс
Яркость фона * В, кд/м2 Диаметр зрачка глаза 6, мм
по Ривсу по Куврэ I категория наблюдателей по Пинеги II категория наблюдателей <У для практического использования принятый в расчетах
10-5 7,4 5,5 7,0 7,0 7,0 7,0
10-4 7,2 5,4 6,5 6,6 6,6 6,6
10-1 5,8 5,0 5,1 5,7 5,7 5,7
1,0 5,0 4,0 4,6 5,4 5,0 4,6
10,0 4,3 3,0 3,8 5,1 3,8 3,5
ю2 3,6 2,6 3,4 4,5 3,4 2,9
103 2,4 2,2 2,9 3,9 2,9 2,6
104 1,8 2,1 2,5 3,0 2,5 2,3
25
V
\ / /*Л / / '2
\ / / /
у/
тк \ 3
,—'/ "
о
1
10
100
t.c
Скорость реакции зрачка глаза неодинакова при его сужении и расширении. Из наблюдения Ривса следует, что сужение зрачка происходит значительно интенсивнее расширения. На рис. 2 приведены данные, характеризующие скорость сужения зрачка при переходе из темноты к яркости В = 318 кд/м2 и скорость расширения при обратном переходе к темноте, из которых видно, что для сужения зрачка до устойчивого уровня потребовалось 10 с, а для последующего его расширения после прекращения светового раздражения — около 5 мин.
Эффект Стайлса и Кроуфорда. В 1933 г. Стайлс и Кроуфорд обнаружили интересный эффект, который связан с различным восприятием по светлоте одного и того же светового потока, попавшего на одно и то же место сетчатки через центр и периферию зрачка глаза: световой поток, попадающий на центральную ямку через края зрачка, вызывает ощущение меньшей яркости, чем тот же самый поток, входящий через его центр. Специальное фото-метрирование яркости лучей, идущих через центр и периферические кольцевые зоны зрачка глаза, позволило установить относительную зрительную эффективность периферических пучков, определяемую отношением яркости центрального и периферического пучков при условии обеспечения их одинаковой светлоты. На рис. 3 представлена кривая зависимости
относительной эффективности Т] Рис. 3. ЭффектСтайльса—Кроуфорда светового потока Ф от линейного
