Mislimo da vidimo svijet jasno i u realnom vremenu, ali vizija funkcionira drugačije. Zašto vidimo objekte

U dijelu o pitanju, kakva je priroda boje? Zašto vidimo objekte, ali ne i vazduh? dao autor chevron najbolji odgovor je zato što objekti ne prolaze kroz određeni sektor bijele boje ovo im daje boju koju mi ​​vidimo, a zrak propušta cijeli spektar bijele boje, tako da je ne vidimo

Odgovor od Aleksej N. Skvorcov (SPbSPU)[guru]
Boja je _subjektivna_ percepcija talasne dužine vidljiva boja(ako želite - energija fotona). Dakle, 680nm izgleda kao tamno crveno, a 420nm izgleda kao plavo.
Dozvolite mi da naglasim da je ovo subjektivno. Na primjer, genetski sam daltonist i ne vidim razliku između onoga što vi nazivate svijetlo lila i svijetlo zelene.
Naše oko vidi samo raspršenu (uključujući - DIFUZNO reflektovanu) svjetlost. Ne vidimo paralelne svetlosne zrake (tako da ne vidimo površinu čistog ogledala). Čist zrak vrlo slabo raspršuje svjetlost (u debljini atmosfere to postaje primjetno i izgleda kao plava boja neba). Iz tog razloga, ne vidimo laserski zrak prolazeći kroz vazduh. Međutim, ako dodate difuzor, na primjer, podignete ga, snop će postati vidljiv.
Boja predmeta ili supstance se pojavljuje kada apsorbuju ili rasipaju zračenje u optičkom opsegu (400-700 nm) na različite načine. Dodatno: supstanca koja sve upija izgleda crno; tvar koja sve raspršuje izgleda bijelo.

Odgovor od Kosovorotka[guru]
Predmete vidimo samo one koji ODBIJAJU svjetlost određenog raspona. Shodno tome, vazduh NE reflektuje svetlost, pa je za nas providan.

Linije zadnji zid očna jabučica i zauzima 72% njene površine unutrašnja površina. To se zove RETINA. Retina je u obliku ploče debljine oko četvrt milimetra i sastoji se od 10 slojeva.

Po svom porijeklu, mrežnica je napredni dio mozga: tokom razvoja embrija, mrežnica se formira od očnih mjehurića, koji su izbočine prednjeg zida primarnog moždanog mjehura. Glavni od njegovih slojeva je sloj svjetlosti osetljive ćelije - FOTORECEPTORI. Oni su dva tipa: STICKS i CONES. Zbog svog oblika dobili su ovakva imena:

U svakom oku ima oko 125-130 miliona štapića. Oni su karakterizirani visoka osjetljivost da osvjetljavaju i rade pri slabom svjetlu, odnosno za to su odgovorni vid u sumrak. Međutim, štapovi nisu u stanju razlikovati boje, a uz njihovu pomoć vidimo crno-bijelo. Sadrže vizuelni pigment RHODOPSIN.

Štapići se nalaze u cijeloj mrežnici, osim u samom središtu, pa se zahvaljujući njima otkrivaju objekti na periferiji vidnog polja.

Postoji mnogo manje čunjeva nego štapića - oko 6-7 miliona u retini svakog oka. Češeri obezbeđuju vid u boji, ali su 100 puta manje osjetljivi na svjetlost od štapova. Zbog toga vid u boji- danju, a u mraku, kada rade samo štapovi, čovjek ne može razlikovati boje. Čunjevi su mnogo bolji od štapova u hvatanju brzih pokreta.

Pigment konusa kojem dugujemo viziju boja zove se IODOPSIN. Štapovi su "plavi", "zeleni" i "crveni", u zavisnosti od talasne dužine svetlosti koju preferiraju apsorbuju.

Čunjići se nalaze uglavnom u središtu mrežnjače, u tzv YELLOW Spot(takođe se zove MACULA). Na ovom mjestu debljina mrežnice je minimalna (0,05-0,08 mm) i svi slojevi su odsutni, osim sloja čunjića. Makula ima žuta zahvaljujući visokog sadržajažuti pigment. žuta mrlja osoba najbolje vidi: sve svjetlosne informacije koje padaju na ovo područje mrežnice prenose se najpotpunije i bez izobličenja, uz maksimalnu jasnoću.

Ljudska mrežnica je uređena na neobičan način: kao da je okrenuta naopačke. Sloj retine sa ćelijama osetljivim na svetlost nije ispred, sa strane staklasto tijelo, kako bi se moglo očekivati, ali iza, sa strane žilnice. Da bi došla do štapića i čunjića, svjetlost prvo mora proći kroz ostalih 9 slojeva mrežnjače.

između mrežnjače i choroid postoji pigmentni sloj koji sadrži crni pigment - melanin. Ovaj pigment apsorbuje svetlost koja prolazi kroz mrežnjaču i sprečava da se ona reflektuje nazad, raspršena unutar oka. Kod albina – ljudi s urođenim odsustvom melanina u svim stanicama tijela – pri jakom svjetlu, svjetlost unutar očne jabučice reflektuje se u svim smjerovima od površina mrežnice. Kao rezultat toga, jedna diskretna tačka svjetlosti koja bi normalno uzbudila samo nekoliko štapića ili čunjeva reflektuje se posvuda i pobuđuje mnoge receptore. Stoga je kod albina oštrina vida rijetko veća od 0,2-0,1 pri stopi od 1,0.

Pod uticajem svetlosnih zraka u fotoreceptorima dolazi do fotohemijske reakcije – raspadanja vizuelnih pigmenata. Kao rezultat ove reakcije oslobađa se energija. Ova energija u obliku električnog signala se prenosi do srednjih ćelija - BIPOLARNI(oni se takođe nazivaju interneuroni ili interneuroni), a zatim dalje GANGLIONIČNE ĆELIJE koji stvaraju nervne impulse i nervnih vlakana poslati ih u mozak.

Svaki konus je povezan preko bipolarne ćelije sa jednom ganglijskom ćelijom. Ali signali štapića koji idu do ganglijskih ćelija prolaze kroz takozvanu konvergenciju: nekoliko štapića je povezano na jednu bipolarnu ćeliju, ona sabira njihove signale i prenosi ih jednoj ganglijskoj ćeliji. Konvergencija omogućava povećanje svjetlosne osjetljivosti oka, kao i osjetljivosti perifernog vida na pokrete, dok u slučaju čunjeva izostanak zbrajanja omogućava povećanje vidne oštrine, ali se smanjuje osjetljivost "konusnog" vida.

Preko optičkog živca informacije o slici iz mrežnice ulaze u mozak i tamo se obrađuju, na način da vidimo konačna slika okolnog sveta.

Pročitajte više: mozak vizuelni sistem(vizuelni analizator)

Struktura vizuelni aparatčovjek
1 - mrežnica,
2 - neukrštena vlakna optički nerv,
3 - ukrštena vlakna optičkog živca,
4 - optički trakt,
5 - spoljno koljenasto telo,
6 - vizuelni sjaj,
7 - vizuelni korteks
8 - okulomotorni nerv
9 - gornji tuberkuli kvadrigemine

Kod ljudi i viših majmuna polovina vlakana svakog optičkog živca desne i lijeve strane se ukršta (tzv. optički hijazam, ili CHIASMA). U hijazmi prelaze samo ona vlakna koja prenose signal iz unutrašnje polovine retine oka. A to znači da je usmjerena vizija lijeve polovine slike svakog oka leva hemisfera, a vid desne polovine svakog oka - desno!

Nakon prolaska kroz hijazmu, vlakna svakog optičkog živca formiraju optički trakt. Optički putevi se protežu duž baze mozga i dopiru do subkortikala vizuelni centri- na otvorenom koljenasta tela. Procesi nervnih ćelija koji se nalaze u ovim centrima formiraju vizuelni sjaj koji se formira većina bijele tvari temporalni režanj mozga, kao i parijetalnog i okcipitalnog režnja.

Na kraju, sve vizuelne informacije se prenose u formu nervnih impulsa mozgu, njegovom najvišem autoritetu - korteksu, gdje se odvija formiranje vizualne slike.

Vizualni korteks je lociran – zamislite! - u okcipitalni režanj mozak.

Trenutno se već mnogo zna o mehanizmima vizuelnog sistema, ali to moramo iskreno priznati moderna nauka još ne zna u potpunosti kako se mozak nosi sa složenim zadatkom pretvaranja električnih signala mrežnice u vizualnu scenu kakvu mi percipiramo - sa svom složenošću oblika, dubine, pokreta i boja. Ali proučavanje ovog pitanja ne miruje, i nadamo se da će znanost u budućnosti otkriti sve tajne vizualnog analizatora i moći ih koristiti u praksi - u medicini, kibernetici i drugim poljima.

Edukativni video:
Struktura i rad vizuelnog analizatora

Ekologija života: fiksirajte svoj pogled na red teksta i ne pomerajte oči. U isto vrijeme, pokušajte skrenuti pažnju na liniju ispod. Onda još jedan. I dalje. Nakon pola minute osjetit ćete da su vam se oči zamaglile: jasno se vidi samo nekoliko riječi na koje su vam usmjerene oči, a sve ostalo je zamagljeno. U stvari, ovako vidimo svijet. Uvijek je. I u isto vrijeme mislimo da sve vidimo kristalno jasno.

Fiksirajte pogled na red teksta i ne pomerajte oči. U isto vrijeme, pokušajte skrenuti pažnju na liniju ispod. Onda još jedan. I dalje. Nakon pola minute osjetit ćete da su vam se oči zamaglile: jasno se vidi samo nekoliko riječi na koje su vam usmjerene oči, a sve ostalo je zamagljeno. U stvari, ovako vidimo svijet. Uvijek je. I u isto vrijeme mislimo da sve vidimo kristalno jasno.

Imamo malu, malu tačku na retini, u kojoj ima dovoljno osjetljivih ćelija - štapića i čunjića - tako da se sve može normalno vidjeti. Ova tačka se naziva "centralna fovea". Fovea pruža ugao gledanja od oko tri stepena - u praksi, to odgovara veličini nokta thumb na ispruženoj ruci.

Na ostatku površine mrežnice mnogo je manje osjetljivih stanica - dovoljno da se razlikuju nejasne obrise objekata, ali ne više. Na mrežnjači se nalazi rupa koja ne vidi baš ništa – „slepa tačka“, tačka na kojoj se nerv spaja sa okom. Vi to ne primjećujete, naravno. Ako to nije dovoljno, da vas podsjetim da i vi trepćete, odnosno gasite vid svakih nekoliko sekundi. Na koje ni ti ne obraćaš pažnju. Iako sada plaćate. I to ti smeta.

Kako uopće vidimo nešto? Čini se da je odgovor očigledan: pomičemo oči vrlo brzo, u prosjeku tri do četiri puta u sekundi. Ovi oštri sinhroni pokreti očiju nazivaju se "sakadama". Inače, ni njih obično ne primjećujemo, što je dobro: kao što ste možda pretpostavili, vid ne radi tokom sakade. Ali uz pomoć sakada, stalno mijenjamo sliku u fovei - i kao rezultat, pokrivamo cijelo vidno polje.

Mir kroz slamku

Ali ako razmislite o tome, ovo objašnjenje nije dobro. Uzmi slamčicu za koktel u šaku, stavi je na oko i probaj da gledaš takav film - ne govorim o izlasku u šetnju. Kako je normalno vidjeti? Ovo je vaš pogled od tri stepena. Pomerajte slamku koliko god želite - normalan vid neće raditi.

Općenito, pitanje nije trivijalno. Kako to da vidimo sve ako ne vidimo ništa? Postoji nekoliko opcija. Prvo: mi još uvek ništa ne vidimo – samo imamo osećaj da vidimo sve. Da bismo provjerili da li je ovaj utisak pogrešan, pomjeramo oči tako da fovea bude usmjerena točno na točku koju testiramo.

I mislimo: pa, još se vidi! I na lijevoj (oči zatvarač na lijevo), i na desnoj (oči zatvarač na desno). To je kao sa frižiderom: po našem sopstvena osećanja tada je svjetlo uvijek upaljeno.

Druga opcija: ne vidimo sliku koja dolazi iz mrežnice, već potpuno drugačiju - onu koju mozak gradi za nas. Odnosno, mozak puzi naprijed-nazad kao slamka, marljivo sastavlja jednu sliku od toga - i sada je već percipiramo kao okolnu stvarnost. Drugim riječima, ne vidimo očima, već korteksom velikog mozga.

Obje opcije se slažu oko jedne stvari: jedini način da vidite nešto - pomerite oči. Ali postoji jedan problem. Eksperimenti pokazuju da predmete razlikujemo fenomenalnom brzinom - brže nego što očni mišići imaju vremena da reaguju. A mi sami to ne razumijemo. Čini nam se da smo već pomaknuli pogled i jasno vidjeli predmet - iako ćemo u stvari samo to učiniti. Ispostavilo se da mozak ne analizira samo sliku primljenu uz pomoć vida - već je i predviđa.

Nepodnošljivo tamne pruge

Njemački psiholozi Arvid Herwig i Werner Schneider izveli su eksperiment: fiksirali su svoje glave na volontere i snimili njihove pokrete očiju posebnim kamerama. Subjekti su zurili u prazan centar ekrana. Sa strane - u bočnom vidnom polju - na ekranu je bio prikazan prugasti krug na koji su volonteri odmah skrenuli pogled.

Ovdje su psiholozi napravili lukav trik. Tokom sakade, vid ne funkcioniše - osoba postaje slepa na nekoliko milisekundi. Kamere su uhvatile da je subjekt počeo da pomera oči prema krugu, a u tom trenutku kompjuter je prugasti krug zamenio drugim, koji se razlikovao od prvog broja pruga. Učesnici eksperimenta nisu primijetili promjenu.

Ispostavilo se sljedeće: periferni vid volonterima je prikazan krug sa tri pruge, au fokusiranoj ili centralnoj traci, na primjer, četiri.

Na taj način, volonteri su obučeni da povežu nejasnu (bočnu) sliku jedne figure sa jasnom (centralnom) slikom druge figure. Operacija je ponovljena 240 puta u roku od pola sata.

Nakon obuke je počeo ispit. Glava i pogled su ponovo bili ukočeni, a prugasti krug je ponovo nacrtan u bočnom vidnom polju. Ali sada, čim je dobrovoljac počeo da pokreće oči, krug je nestao. Sekundu kasnije, na ekranu se pojavio novi krug sa nasumičnim brojem pruga.

Učesnici eksperimenta su zamoljeni da pomoću tipki podese broj pruga tako da dobiju figuru koju su upravo vidjeli perifernim vidom.

Volonteri iz kontrolne grupe, kojima su u fazi treninga pokazane iste figure u bočnom i centralnom vidu, prilično su precizno odredili „stepen prugastosti“. Ali oni koji su poučeni pogrešnom asocijacijom vidjeli su cifru drugačije. Ako se tokom treninga povećao broj pruga, onda su u fazi ispitivanja ispitanici prepoznali troprugaste krugove kao četveropruge. Ako su ga smanjili, onda su im se krugovi činili dvotračnim.

Iluzija vida i iluzija svijeta

Šta to znači? Ispostavilo se da naš mozak neprestano uči da se povezuje izgled objekta u perifernom vidu kako ovaj objekat izgleda kada ga gledamo. I dalje koristi ove asocijacije za predviđanja. Ovo objašnjava naš fenomen vizuelna percepcija: Objekte prepoznajemo i prije nego što ih, strogo govoreći, vidimo, jer naš mozak analizira mutnu sliku i na osnovu prethodnog iskustva pamti kako ova slika izgleda nakon fokusiranja. On to radi tako brzo da steknemo utisak jasna vizija. Ovaj osjećaj je iluzija.

Takođe je iznenađujuće koliko efikasno mozak uči da pravi takva predviđanja: samo pola sata neusklađenih slika u bočnom i centralnom vidu bilo je dovoljno da dobrovoljci počnu da vide pogrešno. S obzirom na to u pravi zivot mi pomeramo oči stotine hiljada puta dnevno, zamislite terabajte video zapisa iz mrežnjače koje mozak lopatom prebacuje svaki put kada hodate ulicom ili gledate film.

Ne radi se čak ni o viziji kao takvoj – to je samo najživopisnija ilustracija kako percipiramo svijet.

Čini nam se da sjedimo u providnom svemirskom odijelu i usisavamo okolnu stvarnost. U stvari, mi uopšte ne komuniciramo direktno sa njom. Ono što nam se čini kao otisak svijeta oko nas, zapravo gradi mozak virtualne stvarnosti, koji se izdaje svijesti po nominalnoj vrijednosti.

Ovo će vas zanimati:

Mozgu je potrebno oko 80 milisekundi da obradi informacije i izgradi manje-više potpunu sliku od obrađenog materijala. Tih 80 milisekundi je kašnjenje između stvarnosti i naše percepcije te stvarnosti.

Uvek živimo u prošlosti – tačnije, u bajci o prošlosti, ispričanoj nama nervne celije. Svi smo sigurni u istinitost ove bajke - i to je svojstvo našeg mozga i od toga se ne može pobjeći. Ali kada bi se svako od nas barem povremeno prisjetio ovih 80 milisekundi samoobmane, onda bi svijet, čini mi se, bio malo ljubazniji. objavljeno

Kandidat hemijskih nauka O. BELOKONEVA.

Nauka i život // Ilustracije

Nauka i život // Ilustracije

Nauka i život // Ilustracije

Zamislite da stojite na osunčanoj livadi. Koliko je jarkih boja okolo: zelena trava, žuti maslačak, crvene jagode, lila-plava zvona! Ali svijet je svijetao i šaren samo danju, u sumrak svi predmeti postaju podjednako sivi, a noću su potpuno nevidljivi. To je svjetlost koja vam omogućava da vidite svijet u svom svom šarenom sjaju.

Glavni izvor svjetlosti na Zemlji je Sunce, ogromna vruća lopta, u čijoj se dubini neprekidno odvijaju nuklearne reakcije. Dio energije ovih reakcija Sunce nam šalje u obliku svjetlosti.

Šta je svjetlost? Naučnici se o tome raspravljaju vekovima. Neki su vjerovali da je svjetlost tok čestica. Drugi su provodili eksperimente iz kojih je jasno slijedilo: svjetlost se ponaša kao val. Ispostavilo se da su oboje bili u pravu. Svetlost je elektromagnetno zračenje, koje se može smatrati putujućim talasom. Val nastaje fluktuacijama u električnim i magnetskim poljima. Što je viša frekvencija oscilacija, to više energije nosi zračenje. A u isto vrijeme, zračenje se može smatrati strujom čestica - fotona. Za sada nam je važnije da je svetlost talas, mada ćemo na kraju morati da se setimo i fotona.

Ljudsko oko (nažalost, ili možda na sreću) je u stanju da percipira elektromagnetno zračenje samo u veoma uskom opsegu talasnih dužina, od 380 do 740 nanometara. Ovu vidljivu svjetlost emituje fotosfera - relativno tanka (manje od 300 km debljine) ljuska Sunca. Ako razložimo "bijelo" sunčeva svetlost po talasnim dužinama dobijate vidljivi spektar - dugu svima dobro poznatu, u kojoj su talasi različite dužine percipiramo kao različite boje: od crvene (620-740 nm) do ljubičaste (380-450 nm). Zračenje s talasnom dužinom većom od 740 nm (infracrveno) i manjom od 380-400 nm (ultraljubičasto) za ljudsko oko nevidljiv. Retina oka ima specijalni kavezi- receptori odgovorni za percepciju boja. Imaju konusni oblik, zbog čega se zovu čunjevi. Osoba ima tri vrste čunjeva: neki najbolje percipiraju svjetlost u plavo-ljubičastom području, drugi u žuto-zelenoj, a treći u crvenoj.

Šta određuje boju stvari oko nas? Da bi naše oko videlo bilo koji predmet, potrebno je da svetlost prvo pogodi ovaj objekat, a tek onda na mrežnjaču. Predmete vidimo zato što reflektuju svetlost, a ova reflektovana svetlost, prolazeći kroz zenicu i sočivo, pogađa mrežnjaču. Svjetlost koju apsorbira predmet ne može se vidjeti okom. Čađ, na primjer, apsorbira gotovo svu radijaciju i čini nam se crnom. Snijeg, s druge strane, reflektira gotovo svu svjetlost koja pada na njega ravnomjerno i stoga izgleda bijelo. A šta će se dogoditi ako sunčeva svjetlost udari u plavo ofarbani zid? Od njega će se reflektirati samo plavi zraci, a ostatak će se apsorbirati. Stoga boju zida percipiramo kao plavu, jer apsorbirani zraci jednostavno nemaju priliku pogoditi mrežnicu.

Različiti predmeti, ovisno o tome od koje su tvari napravljeni (ili kojom bojom su obojeni), apsorbiraju svjetlost na različite načine. Kada kažemo: „Lopta je crvena“, mislimo da svetlost koja se odbija od njene površine utiče samo na one receptore mrežnjače koji su osetljivi na crvenu boju. A to znači da boja na površini lopte upija sve svjetlosne zrake osim crvenih. Sam objekat nema boju, boja nastaje kada se od njega reflektuju elektromagnetski talasi vidljivog opsega. Ako se od vas traži da pogodite koje je boje papir u zatvorenoj crnoj koverti, nećete se ogrešiti o istinu ako odgovorite: “Ne!”. A ako se crvena površina osvijetli zelenim svjetlom, izgledat će crno, jer zeleno svjetlo ne sadrži zrake koje odgovaraju crvenoj. Najčešće, tvar apsorbira zračenje različitim dijelovima vidljivi spektar. Molekula klorofila, na primjer, apsorbira svjetlost u crvenom i plavom dijelu, a reflektirani valovi daju zelene boje. Zahvaljujući tome možemo se diviti zelenilu šuma i trava.

Zašto neke supstance apsorbuju zeleno svetlo dok druge apsorbuju crveno? To je određeno strukturom molekula od kojih je supstanca sastavljena. Interakcija materije sa svjetlosnim zračenjem odvija se na način da u jednom trenutku jedna molekula „proguta“ samo jedan dio zračenja, drugim riječima, jedan kvant svjetlosti ili foton (tu se javlja ideja svjetlosti kao struja čestica je dobro došla!). Energija fotona je direktno povezana sa frekvencijom zračenja (što je energija veća, to je veća frekvencija). Nakon što apsorbira foton, molekul ide u viši nivo energije. Energija molekula se ne povećava glatko, već naglo. Dakle, molekul ne apsorbuje nikakve elektromagnetne talase, već samo one koji joj odgovaraju po veličini „porcije“.

Tako se ispostavilo da nijedan predmet nije naslikan sam po sebi. Boja nastaje selektivnom apsorpcijom materije vidljivo svetlo. A budući da u našem svijetu postoji mnogo tvari koje mogu apsorbirati - kako prirodnih tako i stvorenih od strane hemičara, svijet pod Suncem je obojen jarkim bojama.

Frekvencija oscilovanja ν, talasna dužina svetlosti λ i brzina svetlosti c povezani su jednostavnom formulom:

Brzina svjetlosti u vakuumu je konstantna (300 miliona nm/s).

Talasna dužina svjetlosti obično se mjeri u nanometrima.

1 nanometar (nm) je jedinica za dužinu jednaka milijardnom dijelu metra (10 -9 m).

U jednom milimetru ima milion nanometara.

Frekvencija oscilovanja se meri u hercima (Hz). 1 Hz je jedna oscilacija u sekundi.

Izuzetno važan oblik energije. Život na Zemlji zavisi od energije sunčeve svetlosti. Osim toga, svjetlost je zračenje koje nam daje vizualne senzacije. lasersko zračenje Primjenjuje se u mnogim područjima - od prijenosa informacija do rezanja čelika.

Predmete vidimo kada njihova svjetlost dopre do naših očiju. Ovi objekti ili sami emituju svjetlost, ili reflektiraju svjetlost koju emituju drugi objekti, ili je prolaze kroz sebe. Vidimo, na primjer, Sunce i zvijezde jer emituju svjetlost. Većinu objekata oko nas vidimo zahvaljujući svjetlosti koju reflektiraju. A neki materijali, poput vitraža u katedralama, otkrivaju bogatstvo svojih boja propuštajući svjetlost kroz njih.

Jarka sunčeva svetlost nam se čini kao čisto bijela, odnosno bezbojna. Ali tu smo u zabludi, jer se bijela svjetlost sastoji od mnogo boja. Oni su vidljivi kada zraci sunca obasjaju kapi kiše, a mi posmatramo dugu. Raznobojna traka nastaje i kada se sunčeva svjetlost odbija od zakošene ivice ogledala ili prolazi kroz stakleni ukras ili posudu. Ovaj opseg se naziva svetlosni spektar. Počinje crvenom bojom i, postepeno se mijenja, završava na suprotnom kraju ljubičastom.

Obično ne uzimamo u obzir slabije nijanse boja i stoga smatramo da se spektar sastoji od svih sedam kolornih traka. Boje spektra, koje se nazivaju sedam duginih boja, uključuju crvenu, narandžastu, žutu, zelenu, cijan, indigo, ljubičastu.

Prizme

1760-ih, Isaac Newton je eksperimentirao sa svjetlom. Da bi razložio svjetlost na njene komponente i dobio spektar, koristio je trodjelnu staklenu prizmu. Naučnik je otkrio da prikupljanjem fragmentirane zrake uz pomoć druge prizme možete ponovo dobiti bijelo svjetlo. Tako je dokazao da je bijela svjetlost mješavina različite boje.

Primarne boje svjetlosti su crvena, zelena i plava. Njihova kombinacija formira belu svetlost. Pomešane u parovima, formiraju boje žute, plave ili ljubičaste. Pigment ili primarne boje boja su ljubičasta, plava, žuta, a njihova kombinacija je prikazana na slici.

Svjetlosni zraci koji prolaze kroz prizmu se lome. Ali zraci različitih boja se prelamaju različitim stepenima- crvena u najmanjoj, ljubičasta u najvećem. Zbog toga se, prolazeći kroz prizmu, bijela boja dijeli na kompozitne boje.

Prelamanje svjetlosti naziva se refrakcija, a razlaganje bijele svjetlosti u različite boje naziva se disperzija. Kada kišne kapi raspršuju sunčevu svjetlost, formira se duga.

Elektromagnetski talasi

Svjetlosni spektar je samo dio ogromnog raspona zračenja, koji se naziva elektromagnetski spektar. Uključuje gama, rendgensko, ultraljubičasto, infracrveno (termalno) zračenje i radio talase. Sve vrste elektromagnetnog zračenja šire se u obliku valova električnih i magnetskih oscilacija brzinom svjetlosti - oko 300.000 km/s. Elektromagnetski talasi se uglavnom razlikuju po talasnoj dužini. Određuje se frekvencijom, odnosno brzinom kojom se ti valovi formiraju. Što je frekvencija veća, to su bliže jedna drugoj i kraća je dužina svake od njih. U spektru, svjetlosni valovi zauzimaju mjesto između infracrvenog i ultraljubičastog područja.

Sunce emituje širok raspon elektromagnetno zračenje. Skala daje talasne dužine u nanometrima (milijarditi deo metra) i većim jedinicama.

sočiva

Slika u kamerama i optičkim instrumentima dobija se korišćenjem sočiva i fenomena prelamanja svetlosnih zraka u njima. Možda ste primijetili da se u sočivima jeftinih teleskopa, na primjer, oko kontura slike formira ivica u boji. Ovo se dešava zato što, poput prizme, jednostavno sočivo, napravljen od jednog komada stakla ili plastike, prelama zrake različitih boja u različitim stepenima. U kvalitetnijim uređajima ovaj nedostatak se eliminiše upotrebom dva međusobno povezana sočiva. Prvi dio takvog složenog sočiva razlaže bijelu svjetlost u različite boje, a drugi dio ih ponovo kombinuje, čime se uklanja nepotreban rub.

Primarne boje

Kao što je Njutn pokazao, bela svijeća može se dobiti mešanjem sedam duginih boja. Ali to se može učiniti još lakše miješanjem samo tri boje - crvene, zelene i plave. Zovu se primarne boje svjetlosti. Druge boje ćemo dobiti kombinovanjem glavnih. Tako, na primjer, mješavina crvene i zelene daje žutu.

Konveksno sočivo fokusira paralelne zrake. Budući da je bijela svjetlost sastavljena od više od jedne boje, njihovi zraci se lome u različitim stepenima i fokusiraju na različitim udaljenostima od sočiva. Kao rezultat toga, oko kontura slike formira se ivica u boji.

Objektiv napravljen od dvije vrste stakla može se koristiti za dobijanje slika bez ivice u boji. Prvi dio sočiva lomi zrake različitih boja u različitom stepenu, uzrokujući njihovo divergiranje. Drugi ih ponovo prikuplja, eliminirajući izobličenja boja.

Činjenica da se bijela svjetlost sastoji od više boja objašnjava zašto vidimo objekte u jednoj ili drugoj boji. (Radi jednostavnosti, pretpostavimo da se bijela svjetlost sastoji samo od crvene, zelene i plave.) Predmet vidimo bijeli ako reflektira sve tri komponente bijele svjetlosti, a crn ako ne reflektuje nijednu od njih. Ali crveni predmet osvijetljen bijelom svjetlošću izgleda crveno jer reflektira uglavnom crvenu komponentu bijele i apsorbira većinu plavih i zelenih komponenti. Kao rezultat, vidimo uglavnom crvenu boju. Slično, plavi objekt odbija plave zrake dok apsorbuje crvene i zelene. Zeleni predmet odbija zelene zrake, upijajući crvenu i plavu.

Složene oči muva sastoje se od hiljada sočiva. Svaki fokusira svjetlost na samo nekoliko fotoosjetljivih ćelija, tako da muva ne može vidjeti sve detalje objekta. Cvijet, kroz oči muhe, izgleda kao slika koja se sastoji od hiljada komada.

WebProm banner mreža

Ako mešate boje različite boje, tada će svaki apsorbirati (apsorbirati) različite komponente bijele svjetlosti, smjesa će postati tamnija. Dakle, miješanje boja je suprotan proces miješanja zraka boja. Da biste dobili određeni raspon boja, morate koristiti drugačiji skup primarnih boja. Primarne boje koje se koriste u slikanju nazivaju se primarnim pigmentnim bojama. Ovo je magenta boja ili "savršena crvena", plava i žuta se obično (ali netačno) nazivaju crvenom, plavom i žutom. Crna se dodaje kako bi se povećala gustina tamnih područja, a bogata mješavina svih primarnih boja još uvijek u određenoj mjeri reflektira svjetlost. Rezultat je tamno smeđa umjesto crne.

Talasi i čestice

Kako se zraci svjetlosti formiraju i šire, ostala je potpuna misterija vekovima. I danas naučnici ovaj fenomen ne istražuju u potpunosti.

U 17. veku, Isak Njutn i drugi su verovali da se svetlost sastoji od čestica koje se brzo kreću zvane korpuskule. Danski naučnik Kristijan Hajgens je tvrdio da se svetlost sastoji od talasa.

Engleski naučnik Thomas Young je 1801. godine napravio seriju eksperimenata sa difrakcijom svjetlosti.Ovaj fenomen se sastoji u tome što se prilikom prolaska kroz vrlo uzak prorez svjetlost lagano raspršuje, a ne širi se pravolinijski. Young je objasnio difrakciju kao širenje svjetlosti u obliku valova. A 60-ih godina XIX veka, škotski naučnik Džejms Klark Maksvel je sugerisao da se elektromagnetna energija širi u talasima, a da je svetlost posebna vrsta ovu energiju.

Mirage je optička iluzija primećeno u vrućim pustinjama (gore). Kada sunce zagreje zemlju, zagreva se i vazduh iznad nje. Kada se temperatura promijeni na različite visine, svjetlost u zraku se lomi, kao što je prikazano na slici. Da bi vidio vrh drveta, promatrač mora pogledati dolje, tako da se drvo pojavljuje naopako. Ponekad svjetlost koja pada s neba izgleda kao lokve prolivene po tlu. Slojevi hladnog zraka iznad mora mogu uzrokovati suprotnu pojavu (ispod). Svjetlost reflektirana od udaljenog broda prelama se tako da se čini da brod lebdi nebom.

Međutim, do početka 20. vijeka njemački naučnik Max Planck je u svojim radovima dokazao da energija zračenja može postojati samo u obliku sićušnih grozdova - kvanta. Ovaj dokaz leži u osnovi Planckove kvantne teorije, za koju je dobio 1918 nobelova nagrada u oblasti fizike Kvant svetlosnog zračenja je čestica koja se zove foton. Kada se emituje ili apsorbuje, svetlost se uvek ponaša kao tok fotona.

Dakle, ponekad se svjetlost ponaša kao valovi, ponekad kao čestice. Stoga se smatra da ima dvostruku prirodu. Naučnici, kada objašnjavaju opservacijske podatke, mogu koristiti ili teoriju valova ili teoriju čestica.

Howliod ribe emituju bioluminiscentno svjetlo iz abdominalnih organa (fotofora). Riba prilagođava svoju svjetlinu tako da odgovara svjetlini svjetlosti koja dolazi s površine.

Lagana generacija

Sviđa mi se električna struja, svjetlost može biti generirana drugim oblicima energije. Sunce stvara svjetlost i drugo elektromagnetno zračenje kroz snažne reakcije fuzije koje pretvaraju vodonik u helijum. Kada se sagore ugalj ili drvo, hemijska energija goriva se pretvara u toplotu i svetlost. Propuštanje struje kroz tanku nit u električnoj sijalici daje isti rezultat. Dnevna lampa radi na drugačijem principu. Visok napon se primjenjuje na krajeve cijevi napunjene parom (obično živom) pod visokim pritiskom. Para počinje da sija, emitujući ultraljubičasto zračenje, koji djeluje na hemijski premaz unutrašnji zidovi cijevi. Premaz apsorbira nevidljivo ultraljubičasto zračenje i sam emituje svjetlosnu energiju. Ovaj proces pretvaranja zračenja naziva se fluorescencija.

Fosforescencija je fenomen iste vrste, ali sjaj traje dosta dugo čak i nakon uklanjanja izvora zračenja. Svetleća boja fosforescira. Nakon kratkog izlaganja jakom svjetlu, svijetli satima. Fluorescencija i fosforescencija su oblici luminescencije - emisije svjetlosti bez utjecaja topline.

bioluminiscencija

Neki živi organizmi, uključujući bube krijesnice, određene vrste ribe, gljive i bakterije, stvaraju svjetlost na način bioluminiscencije. U ovoj vrsti luminescencije, izvor svjetlosti je hemijska energija proizvedena oksidacijom supstance koja se zove luciferin.

Jedan od mnogih korisni izvori svetlost je laser. Ova riječ je sastavljena od prvih slova punog izraza "pojačanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja". U laserskoj cijevi, pod utjecajem struje, fotoni se oslobađaju iz atoma. Oni izlaze iz cijevi kao uski snop svjetlosti ili nekog drugog oblika elektromagnetnog zračenja, ovisno o tvari koja se koristi za proizvodnju fotona.

Efekti koji oduzimaju dah na rok koncertima postižu se uz pomoć generatora dima. Njegove čestice raspršuju snopove reflektora, dajući im vidljiv obris.

Za razliku od obične svjetlosti, lasersko svjetlo je koherentno. To znači da se emitovani svetlosni talasi podižu i spuštaju zajedno. Rezultirajuće svjetlosno zračenje je visoko usmjereno i velika gustoća energija ima raznim oblastima primjene, uključujući šivanje tkiva u hirurgiji, rezanje čelika, ciljanje projektila na mete, prenošenje informacija.