Ja paskatās apkārt telpā, kurā mēs atrodamies, jūs varat atrast pazīstamus objektus. Šķiet, ka pat dažādu objektu spilgtas krāsas mums ir kaut kas kopīgs. Patiesībā mūsu acs nespēj veidot priekšstatu par apkārtējo realitāti, un redze ir daudz smalkāks un sarežģītāks process. Pirmkārt, mazākās gaismas daļiņas (fotoni), atstarojoties no priekšmetiem, nokrīt uz acs tīklenes.
Un tad apmēram 126 miljoni gaismas jutīgo šūnu nosūta šo informāciju smadzenēm apstrādei. Tur informācija tiek uzreiz dekodēta atkarībā no refrakcijas virziena un fotonu enerģijas. Un tikai tad tas viss papildina vienu attēlu, kurā ir dažādas formas un nokrāsas.
Cilvēka redzes vizuālais slieksnis
Protams, redzei ir savas robežas. Piemēram, mūsu acis nevar redzēt radioviļņus vai sīkas baktērijas. Tas ir iespējams tikai ar īpašām ierīcēm. Kā mēs varam noteikt robežu, aiz kuras dabiskais redzējums kļūst impotents? Mūsdienu zinātniskie sasniegumi bioloģijā un fizikā palīdzēs atbildēt uz šo jautājumu. Zinātnieki uzskata, ka jebkuram redzamam objektam ir noteikts vizuālais slieksnis. Noteiktos apstākļos mūsu acs pārstāj uztvert pazīstamus objektus.
Reklāmas video:
Pamatojoties uz spēju atšķirt krāsas
Vienkāršākais piemērs cilvēka redzes robežas noteikšanai ir spēja atšķirt krāsas. Mēs izšķiram līdzīgas krāsas un nokrāsas gammā, piemēram, violets un violets, izmantojot fotonu viļņa garumu, kas nokrīt uz tīklenes. Gaismas jutīgās šūnas acs iekšienē ir sadalītas divos veidos: tā sauktie stieņi un konusi.
Ja pirmais veids ir atbildīgs par krāsu uztveri dienas laikā, tad otrais ļauj mums atšķirt gaiši pelēkas nokrāsas naktī vai vājā apgaismojumā. Abu veidu šūnas satur receptorus. Viņi absorbē enerģiju un nosūta signālus smadzenēm. Nu, tad veidojas attēls, un mēs varam viegli atšķirt violeto no fuksīna.
Acu šūnu skaidra gradācija
Bet tas vēl nav viss. Savukārt konusi ir sadalīti tipos, un tie ir trīs. Katrai sugai ir "piešķirts" noteikts skaits receptoru (opsīnu). Viņiem ir atšķirīga jutība pret fotoniem un tie spēj noteikt noteiktu gaismas viļņu diapazonu. Tātad S veida konusi ir jutīgi pret krāsu spektra violeti zilo gammu, kas tiek uzskatīta par īsviļņu. M tips ir atbildīgs par dzeltenzaļo krāsu paleti (viļņu vidusdaļa), un L tips spēj atšķirt dzeltenās un sarkanās krāsas (garie viļņu garumi). Abi viļņi un to kombinācijas ļauj atšķirt visu varavīksnes spektru, kas ietver līdz simts toņiem.
Šaurs viļņu garuma diapazons
Dabā ir daudz fotonu, taču acu šūnas spēj notvert viļņu garumus nenozīmīgā diapazonā (no 380 līdz 720 nanometriem). Šis diapazons tiek uzskatīts par dabiskās redzes spektru. Visus rādītājus, kas pārsniedz šo slieksni, cilvēka acs nevar reģistrēt. Tā, piemēram, zem šī sliekšņa ir radiofrekvenču spektrs un infrasarkanais starojums, un virs ultravioletā un rentgenstaru spektra, kā arī gamma starojums.
Spēja atšķirt ultravioletos viļņus
Dažreiz cilvēki var pārsniegt "pieļaujamo" un noķert ultravioletā starojuma fotonu atstarojumu. Tas kļūst iespējams, jo acs lēca nav patoloģijās vai pēc operācijas. Ja veselīgā acī objektīvs darbojas kā ultravioletā diapazona bloķētājs (mēģiniet paskatīties uz sauli, un jums tas neizdosies), tad cilvēki ar norādīto redzes defektu iegūst iespēju paplašināt gaismas viļņu uztveršanas diapazonu līdz 300 nanometriem. Interesanti, ka ultravioletais starojums šajā gadījumā tiek pārveidots par zili baltu spektru.
Vai acs var uztvert infrasarkanos fotonus?
Vienā no jaunākajiem pētījumiem tika pierādīts, ka kaut kādā veidā mēs varam uztvert infrasarkano starojumu. Ir jāievēro tikai noteikts nosacījums: tā, lai divi infrasarkanie fotoni vienlaicīgi trāpītu vienā tīklenes šūnā. Zinātnieki ir atklājuši, ka šajā gadījumā fotonu enerģija tiek summēta, nonākot redzamajā diapazonā. Tā, piemēram, 1000 nanometru starojums tiek pārveidots par 500 nanometriem, un cilvēks infrasarkano staru uztver kā vēsu, vēsu, zaļu krāsu.