Свет

| Категория реферата: Рефераты по естествознанию
| Теги реферата: конспект урока 10 класс, реферат по бжд
| Добавил(а) на сайт: Пустохин.

А вот стрекоза хорошо различает цвета, но только... нижней половиной глаз. Верхняя половина смотрит в небо, на фоне которого добыча и так хорошо заметна.

О хорошем зрении насекомых мы можем судить хотя бы по красоте цветков растений - ведь эта красота предназначена природой именно для насекомых-опылителей. Но мир, какими они его видят, сильно отличается от привычного нам.

Цветки, которые опыляют пчелы, обычно не окрашены в красный цвет: пчела этот цвет воспринимает, как мы - черный. Зато, вероятно, многие невзрачные на наш взгляд цветы приобретают неожиданное великолепие в ультрофиолетовом спектре, в котором видят насекомые. На крыльях некоторых бабочек (например, лимонницы) имеются узоры, скрытые от человеческого глаза и видимые только в ультрофиолетовых лучах.

Удивительным образом используют особенности зрения насекомых некоторые пауки, поджидающие своих жертв внутри цветков. Разумеется, будущая жертва, садясь на цветок, не должна замечать паука, между тем, на брюшках многих таких пауков бросаются в глаза яркие красные пятна. Чем это объяснить? Оказывается, когда на тех же пауков взглянули, так сказать, глазами насекомых, пятна стали совершенно незаметными. Зато птицам, которые могут склевать пауков, отпугивающие пятна заметны превосходно. Значит, паук
"загримирован" для насекомых, но "ярко раскрашен" для птиц.

Кстати говоря, насекомые определяют положение солнца, чтобы находить дорогу, даже в пасмурные дни. Ультрафиолетовые лучи свободно проходят сквозь слой облаков. Когда муравьев в ходе опыта стали облучать сильными ультрафиолетовыми лучами, они побежали укрываться "в тень" не под защиту пропускавшей ультрафиолет темной дощечки, а под прозрачное, на наш взгляд, стекло, задерживающее эти лучи.
2.2. Цветовое зрение.

Важное свойство зрительного восприятия человека – видение в цвете – объясняет теория цветного видения. Эта теория исходит из того, что в глазу есть три типа светочувствительных приемников, отличающихся друг от друга разной чувствительностью к разным частям спектра – красной, зеленой и сине- голубой. Цветовое ощущение возникает в колбочках. Пока не установлено, имеются ли приемники всех трех типов в каждой колбочке или существуют три различных вида колбочек.

Глаз обычного человека может различать около 160 цветов.
Тренированный глаз художника и красильщика в состоянии различать свыше
10000 цветных тонов.

Встречаются люди (более 1% мужчин и около 0.1% женщин), зрение которых характеризуется отсутствием приемников одного из указанных выше типов. Еще реже (примерно один или миллион) встречаются люди, у которых есть приемники лишь одного типа. Первая группа людей – дихроматы – различают меньше цветов, чем люди с нормальным зрением; вторая – монохроматы – совсем не различают цвета.

Для получения цветного ощущения важен не только спектральный состав отраженного или испускаемого наблюдаемым объектом света, но и мощность излучения других расположенных рядом предметов.

Цвет многое значит в нашей жизни. Механизм цветного воздействия пока несет, хотя накоплено множество интересных экспериментальных факторов.
Известно, что красный цвет возбуждает, черный угнетает, зеленый успокаивает, желтый создает хорошее настроение.

Способность человеческого организма реагировать на цвет – основа одного из направлений натуртерапии – лечение природными средствами.
Доказано, что черный цвет может замедлить течение инсульта и малярии, красный помогает при лечении бронхиальной астмы, кори, рожистых заболеваний кожи, голубой замедляет пульс и понижает температуру. Больным глаукомой полезно носит очки с зелеными стеклами, а гипертоникам – с дымчатыми.
Исследования показали, что при красном свете снижается слуховая чувствительность человека, а при зеленом отмечено ее повышение. “Холодные” тона стимулируют белковый обмен, а “теплые”, наоборот, тормозят. Если школьный класс окрасить в белый, бежевый или коричневый тона, то улучшится успеваемость и дисциплина учащихся. В производственных помещениях, окрашенных в голубой и бежевые цвета, повышается производительность труда.

3.ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНОЛИЗАТОР ЧЕЛОВЕКА
3.1Строение глаза.
Глаз – орган зрения, воспринимающий световые раздражения; является частью зрительного анализатора, который включает также зрительный нерв и зрительные центры, расположенные в коре головного мозга.

Глаз, глаз или глазное яблоко, имеет шаровидную форму и помещается в костной воронке – глазнице. Сзади и с боков он защищен от внешних воздействий костными стенками глазницы, а спереди – веками.

Веки представляют собой две кожные складки. В толще век заложена плотная соединительно-тканная пластинка, а также круговая мышца, замыкающая глазную щель. По свободному краю век растут ресницы (100 – 150 на верхнем веке и 50 – 70 на нижнем) и открываются протоки сальных железок.
Ресницы защищают глаз от попадания в него инородных тел (частиц пыли).
Внутренняя поверхность век и передняя часть глазного яблока, за исключением роговицы, покрыта слизистой оболочкой – конъюнктивой. У верхненаружного края глазницы расположена слезная железа, которая выделяет слезную жидкость, омывающую глаз. Равномерному ее распределению на поверхности глазного яблока способствует мигание век. Слезы, увлажняя глазное яблоко, стекают по передней его поверхности к внутреннему углу глаза, где на верхнем и нижнем веках имеются отверстия слезных канальцев (слезные точки), вбирающие слезы. Слезные канальцы впадают в слезно носовой канал, открывающийся в нижний носовой ход.
Движение глазного яблока и их согласованность осуществляются при помощи шести глазных мышц. Глазное яблоко имеет несколько оболочек. Нижняя – склера, или белочная оболочка, - плотная непрозрачная ткань белого цвета. В передней части глаза она переходит в прозрачную роговицу, как бы вставленную в склеру подобно часовому стеклу. Под склерой расположена сосудистая оболочка глаза, состоящая из большого количества сосудов. В переднем отделе глазного яблока сосудистая оболочка переходит в ресничное
(цилиарное) тело и радужную оболочку (радужку). В ресничном теле заложена так называемая цилиарная мышца, связанная с хрусталиком (прозрачное эластичное тело, имеющее форму двояковыпуклой линзы), и регулирующая его кривизну. Радужка расположена за роговицей. В центре радужки имеется круглое отверстие – зрачок. В радужке расположены мышцы, которые изменяют величину зрачка, и в зависимости от этого в глаз попадает большее или меньшее количество света. Ткань радужной оболочки сдержит особое красящее вещество (пигмент) – меланин. В зависимости от его количества цвет радужки колеблется от серого и голубого до коричневого, почти черного. Цветом радужки определяется цвет глаз. При отсутствии в ней меланина лучи света проникают в глаз не только через зрачок, но и через ткань радужки. При этом глаза имеют красноватый оттенок. Недостаток пигмента в радужке часто сочетается с недостаточной пигментацией остальных частей глаз, кожи, волос.
Таких людей называют альбиносами. Зрение у них обычно значительно понижено.

Между роговицей и радужкой, а также между радужкой и хрусталиком имеются небольшие пространства, называемые соответственно передней и задней камерами глаза. В них находится прозрачная жидкость – так как называемая водянистая влага. Она снабжает питательными веществами роговицу и хрусталик, которые лишены кровеносных сосудов. В глазу происходит непрерывная циркуляция жидкости. Процесс ее обновления – необходимое условие правильного питания тканей глаза. Количество циркулирующей жидкости постоянно, что обеспечивает относительное постоянство внутриглазного давления. Полость глаза позади хрусталика заполнена прозрачной желеобразной массой – стекловидным телом. Внутренняя поверхность глаза выстлана тонкой, весьма сложной по строению, оболочкой – сетчаткой, или ретиной. Она содержит светочувствительные клетки, названные по их форме колбочками и палочками. Нервные волокна, отходящие от этих клеток, собираются вместе и образуют зрительный нерв, который направляется в головной мозг.

Глаз человека представляет собой своеобразную оптическую камеру, в которой можно выделить светочувствительный экран – сетчатку и светопреломляющие среды, главным образом роговицу и хрусталик. Хрусталик специальной связкой соединен с цилиарной мышцей, располагающейся широким кольцом позади радужки. С помощью этой мышцы хрусталик меняет свою форму – становится более или менее выпуклым и соответственно сильнее или слабее преломляет попадающие в глаз лучи света. Это способность хрусталика называется аккомодацией. Она позволяет отчетливо видеть предметы, расположенные на различном расстоянии, обеспечивая совмещение фокуса попадающих в глаз лучей от рассматриваемого предмета с сетчатой оболочкой.

Преломляющую способность глаза при покое аккомодации, то есть когда хрусталик максимально уплощен, называют рефракцией глаза. Различают три вида рефракции глаза: соразмерную (эмметропическую), дальнозоркую
(гиперметропическую) и близорукую (миопическую). В глазу соразмерной рефракцией параллельный лучи, идущие от предметов, пересекаются на сетчатке. Это обеспечивает отчетливое видение предмета. Дальнозоркий глаз обладает относительно слабой преломляющей способностью. В нем параллельные лучи, идущие от далеких предметов, пересекаются за сетчаткой.
В близоруком глазу параллельные лучи, идущие от далеких предметов пересекаются впереди сетчатки, не доходя до нее.
Близорукий глаз хорошо видит только близко расположенные предметы. О степени дальнозоркости или близорукости судят по оптической силе линзы; приставленная к глазу в условиях покоя аккомодации, она так изменяет направление попадающих в него параллельных лучей, что они пересекаются на сетчатке. Оптическая сила линзы определяется в диоптриях. Различают дальнозоркость и близорукость слабой степени (до 3 дптр), средней (от 4 до
6 дптр) и высокой (более 6 дптр). Рефракция обоих глаз не всегда бывает одинаковой, например близорукость одного глаза и дальнозоркость другого глаза или разная их степень на обоих глазах. Такое состояние называют анизометропией.

Для ясного видения фокус попадающих в глаз лучей должен совпадать с сетчаткой. Но это не единственное условие. Для различения деталей предмета необходимо, чтобы его изображение попало на область желтого пятна сетчатки, расположенную прямо против зрачка. Центральный участок желтого пятна является местом наилучшего видения. Воображаемую линию, соединяющую рассматриваемый предмет с центром желтого пятна, называют зрительной линией, или зрительной осью, а способность одновременно направлять на рассматриваемый предмет зрительные линии обоих глаз – конвергенцией. Чем ближе зрительный объект, тем больше должна быть конвергенция, то есть степень схождения зрительных линий. Между аккомодацией и конвергенцией имеется известное соответствие: большее напряжение аккомодацией требует большей степени конвергенции и, наоборот, слабая аккомодация сопровождается меньшей степенью схождения зрительных линий обоих глаз.
3.2 Оптическая система глаза.

Зная, как устроен глаз позвоночных, фотоаппарат можно изобрести заново, настолько схожи основные принципы их устройства. Объектив нашего глаза как и у фотоаппарата, составной. Одна часть, роговица, - с неизменяемым фокусным расстоянием; другая, хрусталик, изменяет свою кривизну, автоматически устанавливая резкое изображение того предмета, который привлек наше внимание. О такой автоматике кино- и телеоператоры могут только мечтать.

У осьминога и некоторых рыб кривизна хрусталика постоянна, и они “наводят на резкость”, изменяя расстояние между хрусталиком и сетчаткой; именно этот принцип используют конструкторы фотоаппаратов. У моллюсков наутилус, живущих в тропических морях (другое название – кораблики), совсем нет линз, и они обходятся маленьким отверстием в глазе.
Технический аналог – дырочка в стенке камеры-обскуры, фотоаппарата без линз, который многие годы из нас сами мастерили в детстве.

Хрусталик по совместительству выполняет роль светофильтра. Он не пропускает ультрафиолетовые лучи, которые могут повредить сетчатку, и поэтому слегка желтый на просвет. С годами хрусталик желтеет сильнее, и человек уже не видит всего богатства фиолетовой части спектра. Так что, когда говорится о яркости мира ребенка, надо иметь в виду не только психологическую свежесть восприятия, но и физически более широкий диапазон цветовой информации. Между прочим, и слуховой диапазон у детей шире. Они воспринимают ультразвук частотой до 40 кГц.

Но вернемся к зрению. Светосила нашего объектива (отношение площади зрачка к квадрату фокусного расстояния) до 1:3 – это неплохо для угла зрения около 100 в любой плоскости. У лучших фотообъективов светосила
0.8:1, но четкое изображение они дают только для угла около 45 . В прочем, наш объектив фокусирует изображение не на плоскость, а на часть сферы, что намного упрощает дело. Иногда из-за тех или иных дефектов глаза хрусталик не в состоянии “навести на резкость”. Приходится ему помогать – носить очки.

Чтобы делать хорошие снимки при разной освещенности, в фотоаппарате предусмотрена диафрагма. В глазу ее роль выполняет радужная оболочка – цветное колечко, середину которого называют зрачком. В зависимости от освещенности наш зрачок автоматически меняет диаметр от 2 до
8 мм. Точно так же, как у фотоаппарата, при этом уменьшается глубина резкости. Люди, страдающие близорукостью или дальнозоркостью в слабой степени, хорошо знают, что на ярком свету они хорошо видят и без очков, а в сумерках контуры предметов или букв расплываются.

Пигментный эпителий, расположенный за сетчаткой, эффективно поглощает свет, чтобы уменьшить его рассеяние, иначе четкость изображения ухудшилась бы. Все оптические приборы с той же целью чернят изнутри. В глазах некоторых ночных животных светочувствительность увеличивается за счет четкости изображения. У них глазное дно отражает лучи, прошедшие через сетчатку. Так как оптическая плотность сетчатки равна 0.3 (около половины падающего на нее света поглощается), то отражение от глазного дна увеличивает количество поглощенного света еще на 25%.

Тем, кто пользуется зрением при низких освещенностях, вообще нет смысла заботиться о четкости изображения. Шумы, обусловленные квантовой природой света, накладывают жесткие ограничения на число деталей, которые можно разглядеть при заданном контрасте и освещенности. Обсуждение этого вопроса отняло бы слишком много места, но важно отметить, что зерно нашей черно-белой “пленки” периферии сетчатки – имеет диаметр 30-40 мкм, что соответствует требованиям, необходимым для различения в сумерках предметов, если они отражают света на 10% больше, чем фон. При худшем освещении сетчатка избыточна: зернистость изображения, обусловленная флуктуациям светового потока, будет больше зрена сетчатки. При лучших освещенностях мы переходим на цветную “пленку” – желтое пятно в центре сетчатки. Здесь размер зерна около 2 мкм – это как раз размер дифракционного кольца, соответствующего диаметра зрачка 2 мм. Таким образом, зерно “пленки” соответствует максимально достижимому качеству изображения как при низких, так при высоких освещенностях.