Tunafikiri tunaona ulimwengu kwa uwazi na kwa wakati halisi, lakini maono hufanya kazi tofauti. Kwa nini tunaona vitu

Katika sehemu ya swali, ni nini asili ya rangi? Kwa nini tunaona vitu lakini sio hewa? iliyotolewa na mwandishi chevron jibu bora ni kwa sababu vitu havipiti sekta fulani rangi nyeupe hii inawapa rangi tunayoona, na hewa inapita kwenye wigo mzima wa nyeupe, kwa hivyo hatuioni.

Jibu kutoka Alexey N. Skvortsov (SPbSPU)[guru]
Rangi ni mtazamo wa _subjective_ wa urefu wa wimbi rangi inayoonekana(ikiwa unapenda - nishati ya fotoni). Kwa hivyo 680nm inaonekana kama nyekundu nyekundu na 420nm inaonekana kama bluu.
Napenda pia kusisitiza kwamba hii ni subjective. Kwa mfano, mimi ni kipofu wa rangi na sioni tofauti kati ya kile unachokiita lilac nyepesi na kijani kibichi.
Jicho letu huona mwanga uliotawanyika tu (pamoja na - iliyoakisiwa kwa njia nyingi). Hatuoni miale ya mwanga sambamba (kwa hivyo hatuoni uso wa kioo safi). Hewa safi hutawanya mwanga kwa udhaifu sana (katika unene wa angahewa hii inaonekana na inaonekana kama rangi ya bluu ya anga). Kwa sababu hii, hatuoni mionzi ya laser kupita angani. Hata hivyo, ikiwa unaongeza diffuser, kwa mfano, kuinua, boriti itaonekana.
Rangi ya kitu au dutu inaonekana wakati wanachukua au hutawanya mionzi katika upeo wa macho (400-700 nm) kwa njia tofauti. Zaidi ya hayo: dutu ambayo inachukua kila kitu inaonekana nyeusi; dutu ambayo hutawanya kila kitu inaonekana nyeupe.

Jibu kutoka Kosovorotka[guru]
Vitu tunaviona vile tu AMBAVYO HUWASI mwanga wa masafa fulani. Ipasavyo, hewa HAionyeshi mwanga, kwa hivyo kwetu ni uwazi.

Mistari ukuta wa nyuma mboni ya macho na inachukua 72% ya eneo lake uso wa ndani. Inaitwa RETINA. Retina ina umbo la sahani yenye unene wa robo ya milimita na ina tabaka 10.

Kwa asili yake, retina ni sehemu ya juu ya ubongo: wakati wa ukuaji wa kiinitete, retina huundwa kutoka kwa Bubbles za jicho, ambazo ni protrusions ya ukuta wa mbele wa Bubble ya msingi ya ubongo. Kuu ya tabaka zake ni safu ya mwanga seli nyeti - WAPIGA PICHA. Wao ni wa aina mbili: FIMBO na MIKONO. Walipata majina kama haya kwa sababu ya sura zao:

Kuna takriban vijiti milioni 125-130 katika kila jicho. Wao ni sifa unyeti mkubwa kuangaza na kufanya kazi kwa mwanga mdogo, yaani, wanawajibika maono ya jioni. Hata hivyo, vijiti haviwezi kutofautisha rangi, na kwa msaada wao tunaona katika nyeusi na nyeupe. Zina vyenye rangi ya kuona RHODOPSIN.

Fimbo ziko kwenye retina yote, isipokuwa katikati kabisa, kwa hivyo, shukrani kwao, vitu kwenye pembezoni mwa uwanja wa kuona hugunduliwa.

Kuna mbegu chache zaidi kuliko fimbo - karibu milioni 6-7 kwenye retina ya kila jicho. Koni hutoa maono ya rangi, lakini ni mara 100 chini ya nyeti kwa mwanga kuliko viboko. Ndiyo maana maono ya rangi- mchana, na katika giza, wakati tu vijiti vinafanya kazi, mtu hawezi kutofautisha rangi. Cones ni bora zaidi kuliko fimbo katika kuchukua harakati za haraka.

Rangi ya koni ambayo tunadaiwa maono ya rangi inaitwa IODOPSIN. Fimbo ni "bluu", "kijani", na "nyekundu", kulingana na urefu wa mawimbi ya mwanga wanapendelea kunyonya.

Cones ziko hasa katikati ya retina, katika kinachojulikana DOA MANJANO(pia inaitwa MACULA) Katika mahali hapa, unene wa retina ni mdogo (0.05-0.08 mm) na tabaka zote hazipo, isipokuwa safu ya mbegu. Macula ina njano kwa sababu ya maudhui ya juu rangi ya njano. doa ya njano mtu huona vyema zaidi: habari zote nyepesi zinazoanguka kwenye eneo hili la retina hupitishwa kikamilifu na bila kuvuruga, kwa uwazi wa hali ya juu.

Retina ya mwanadamu imepangwa kwa njia isiyo ya kawaida: ni kana kwamba imepinduliwa chini. Safu ya retina yenye seli zinazohisi mwanga haiko mbele, upande mwili wa vitreous, kama mtu anaweza kutarajia, lakini nyuma, kutoka upande wa choroid. Ili kufikia vijiti na koni, mwanga lazima kwanza upitie tabaka zingine 9 za retina.

kati ya retina na choroid kuna safu ya rangi iliyo na rangi nyeusi - melanini. Rangi hii hufyonza mwanga kupita kwenye retina na kuizuia isiakisike nyuma, kutawanyika ndani ya jicho. Katika albino - watu walio na ukosefu wa kuzaliwa wa melanini katika seli zote za mwili - kwa mwanga wa juu, mwanga ndani ya mboni ya jicho huonyeshwa pande zote na nyuso za retina. Kwa hiyo, sehemu moja pekee ya mwanga ambayo kwa kawaida inaweza kusisimua vijiti au koni chache huakisiwa kila mahali na kusisimua vipokezi vingi. Kwa hiyo, katika albino, usawa wa kuona ni mara chache zaidi kuliko 0.2-0.1 kwa kiwango cha 1.0.

Chini ya ushawishi wa mionzi ya mwanga katika photoreceptors, mmenyuko wa picha hutokea - kutengana kwa rangi ya kuona. Kama matokeo ya mmenyuko huu, nishati hutolewa. Nishati hii katika mfumo wa ishara ya umeme hupitishwa kwa seli za kati - BIPOLAR(pia huitwa interneurons au interneurons), na kisha kuendelea SELI ZA GANGLIONI ambayo hutoa msukumo wa neva na nyuzi za neva wapeleke bongo.

Kila koni imeunganishwa kupitia seli ya bipolar kwa seli moja ya ganglioni. Lakini ishara za fimbo zinazoenda kwenye seli za ganglioni hupitia kinachojulikana kama muunganisho: vijiti kadhaa vimeunganishwa kwenye seli moja ya bipolar, inafupisha ishara zao na kuzipeleka kwenye seli moja ya ganglioni. Muunganisho huruhusu kuongeza unyeti wa mwanga wa jicho, pamoja na unyeti wa maono ya pembeni kwa harakati, wakati katika kesi ya mbegu, kukosekana kwa muhtasari kunaruhusu kuongeza usawa wa kuona, lakini unyeti wa maono ya "koni" hupunguzwa.

Kupitia mshipa wa macho, habari kuhusu picha kutoka kwa retina huingia kwenye ubongo na kushughulikiwa huko, kwa njia ambayo tunaona. picha ya mwisho ulimwengu unaozunguka.

Soma zaidi: ubongo mfumo wa kuona(kichanganuzi cha kuona)

Muundo vifaa vya kuona binadamu
1 - retina,
2 - nyuzi zisizovuka ujasiri wa macho,
3 - nyuzi zilizovuka za ujasiri wa macho,
4 - njia ya macho,
5 - mwili wa nje,
6 - mwangaza wa kuona,
7 - gamba la kuona
8 - ujasiri wa oculomotor
9 - tubercles ya juu ya quadrigemina

Kwa wanadamu na nyani wa juu, nusu ya nyuzi za kila mshipa wa macho wa pande za kulia na kushoto huingiliana (kinachojulikana kama chiasm ya macho, au. CHIASMA) Katika chiasm, ni nyuzi zile tu zinazopitisha ishara kutoka kwa nusu ya ndani ya retina ya jicho. Na hii ina maana kwamba maono ya nusu ya kushoto ya picha ya kila jicho yanaelekezwa ulimwengu wa kushoto, na maono ya nusu ya kulia ya kila jicho - kwa haki!

Baada ya kupita kwenye chiasm, nyuzi za kila ujasiri wa optic huunda njia ya macho. Njia za macho hutembea kando ya msingi wa ubongo na kufikia subcortical vituo vya kuona- nje miili iliyopigwa. Michakato ya seli za ujasiri ziko katika vituo hivi huunda mionzi ya kuona, ambayo huunda wengi jambo nyeupe lobe ya muda ubongo, pamoja na lobes ya parietali na occipital.

Hatimaye, taarifa zote za kuona hupitishwa kwa fomu msukumo wa neva kwa ubongo, mamlaka yake ya juu - cortex, ambapo uundaji wa picha ya kuona hufanyika.

Kamba ya kuona iko - fikiria! -katika lobe ya oksipitali ubongo.

Kwa sasa, mengi yanajulikana tayari kuhusu mifumo ya mfumo wa kuona, lakini lazima tukubali hilo kwa uaminifu sayansi ya kisasa bado hajui kikamilifu jinsi ubongo unavyokabiliana na kazi ngumu ya kubadilisha ishara za umeme za retina kuwa eneo la kuona kama tunavyoona - pamoja na ugumu wote wa maumbo, kina, harakati na rangi. Lakini utafiti wa suala hili hausimama, na, kwa matumaini, sayansi katika siku zijazo itafunua siri zote za analyzer ya kuona na kuwa na uwezo wa kuzitumia katika mazoezi - katika dawa, cybernetics na maeneo mengine.

Video ya kielimu:
Muundo na uendeshaji wa analyzer ya kuona

Ikolojia ya maisha: Weka macho yako kwenye mstari wa maandishi na usitembeze macho yako. Wakati huo huo, jaribu kubadili mawazo yako kwenye mstari hapa chini. Kisha moja zaidi. Na zaidi. Baada ya nusu dakika, utahisi kuwa macho yako yanaonekana kuwa na ukungu: maneno machache tu ambayo macho yako yameelekezwa yanaonekana wazi, na kila kitu kingine ni blurry. Kwa kweli, hivi ndivyo tunavyoona ulimwengu. Daima. Na wakati huo huo tunadhani kwamba tunaona kila kitu kikiwa wazi.

Weka macho yako kwenye mstari wa maandishi na usiondoe macho yako. Wakati huo huo, jaribu kubadili mawazo yako kwenye mstari hapa chini. Kisha moja zaidi. Na zaidi. Baada ya nusu dakika, utahisi kuwa macho yako yanaonekana kuwa na ukungu: maneno machache tu ambayo macho yako yameelekezwa yanaonekana wazi, na kila kitu kingine ni blurry. Kwa kweli, hivi ndivyo tunavyoona ulimwengu. Daima. Na wakati huo huo tunadhani kwamba tunaona kila kitu kikiwa wazi.

Tuna hatua ndogo, ndogo kwenye retina, ambayo kuna seli nyeti za kutosha - fimbo na mbegu - ili kila kitu kiweze kuonekana kwa kawaida. Hatua hii inaitwa "central fovea". Fovea hutoa angle ya kutazama ya digrii tatu - kwa mazoezi, hii inafanana na ukubwa wa msumari kidole gumba kwa mkono ulionyooshwa.

Kwenye sehemu nyingine ya uso wa retina, kuna seli nyeti chache zaidi - za kutosha kutofautisha muhtasari usio wazi wa vitu, lakini hakuna zaidi. Kuna shimo kwenye retina ambayo haioni chochote - "mahali kipofu", mahali ambapo ujasiri huunganisha kwa jicho. Huoni hilo, bila shaka. Ikiwa hii haitoshi, basi nikukumbushe kwamba pia unapepesa, yaani, kuzima maono yako kila baada ya sekunde chache. Ambayo pia hauzingatii. Ingawa sasa unalipa. Na inakusumbua.

Je, tunaonaje chochote? Jibu linaonekana kuwa dhahiri: tunasonga macho yetu haraka sana, kwa wastani mara tatu hadi nne kwa pili. Harakati hizi kali za macho za synchronous huitwa "saccades". Kwa njia, sisi huwa hatuwatambui pia, ambayo ni nzuri: kama unavyoweza kuwa umekisia, maono hayafanyi kazi wakati wa saccade. Lakini kwa msaada wa saccades, tunabadilisha picha kila wakati kwenye fovea - na kwa sababu hiyo, tunashughulikia uwanja mzima wa maoni.

Amani kupitia majani

Lakini ikiwa unafikiria juu yake, maelezo haya sio mazuri. Chukua majani ya jogoo kwenye ngumi yako, weka machoni pako na ujaribu kutazama sinema kama hiyo - sizungumzii juu ya kwenda matembezini. Je, ni kawaida kuona? Huu ni mtazamo wako wa digrii tatu. Sogeza majani kadri unavyopenda - maono ya kawaida hayatafanya kazi.

Kwa ujumla, swali sio dogo. Inakuwaje tunaona kila kitu ikiwa hatuoni chochote? Kuna chaguzi kadhaa. Kwanza: bado hatuoni chochote - tuna hisia tu kwamba tunaona kila kitu. Ili kuangalia kama maoni haya yanapotosha, tunageuza macho yetu ili fovea ielekezwe haswa mahali tunapojaribu.

Na tunafikiri: vizuri, bado inaonekana! Na upande wa kushoto (zipper ya macho kwenda kushoto), na kulia (zipper ya macho kulia). Ni kama na jokofu: kulingana na yetu hisia mwenyewe basi mwanga huwashwa kila wakati.

Chaguo la pili: hatuoni picha inayotoka kwenye retina, lakini tofauti kabisa - ile ambayo ubongo hutujengea. Hiyo ni, ubongo hutambaa mbele na nyuma kama majani, hutunga kwa bidii picha moja kutoka kwa hii - na sasa tayari tunaiona kama ukweli unaotuzunguka. Kwa maneno mengine, hatuoni kwa macho yetu, lakini kwa kamba ya ubongo.

Chaguzi zote mbili zinakubaliana juu ya jambo moja: njia pekee kuona kitu - kusonga macho yako. Lakini kuna tatizo moja. Majaribio yanaonyesha kuwa tunatofautisha vitu kwa kasi ya ajabu - haraka kuliko misuli ya oculomotor ina wakati wa kuguswa. Na sisi wenyewe hatuelewi hili. Inaonekana kwetu kwamba tayari tumegeuza macho yetu na kuona kitu hicho wazi - ingawa kwa kweli tutafanya hivi. Inatokea kwamba ubongo hauchambui tu picha iliyopokelewa kwa msaada wa maono - pia inatabiri.

Michirizi ya giza isiyovumilika

Wanasaikolojia wa Ujerumani Arvid Herwig na Werner Schneider walifanya jaribio: waliweka vichwa vyao kwa watu wa kujitolea na kurekodi harakati zao za macho na kamera maalum. Mada zilitazama katikati tupu ya skrini. Kwa upande - katika uwanja wa mtazamo wa upande - duara yenye milia ilionyeshwa kwenye skrini, ambayo watu wa kujitolea waligeuza macho yao mara moja.

Hapa wanasaikolojia walifanya hila gumu. Wakati wa saccade, maono haifanyi kazi - mtu huwa kipofu kwa milliseconds chache. Kamera ziligundua kwamba mhusika alianza kusonga macho yake kuelekea duara, na wakati huo kompyuta ikabadilisha duara lenye milia na lingine, ambalo lilikuwa tofauti na nambari ya kwanza ya kupigwa. Washiriki katika jaribio hawakuona mabadiliko.

Ilibadilika kama ifuatavyo: maono ya pembeni wajitolea walionyeshwa mduara wenye mistari mitatu, na katika mstari uliolenga au wa kati, kwa mfano, kulikuwa na minne.

Kwa njia hii, watu waliojitolea walifunzwa kuhusisha taswira isiyoeleweka (ya upande) ya sura moja na taswira ya wazi (ya kati) ya sura nyingine. Operesheni hiyo ilirudiwa mara 240 ndani ya nusu saa.

Baada ya mafunzo, mtihani ulianza. Kichwa na macho vilirekebishwa tena, na mduara wenye milia ulichorwa tena kwenye uwanja wa mtazamo wa upande. Lakini sasa, mara tu yule aliyejitolea alipoanza kusogeza macho yake, duara lilitoweka. Sekunde moja baadaye, mduara mpya ulionekana kwenye skrini na idadi isiyo ya kawaida ya kupigwa.

Washiriki katika jaribio hilo waliulizwa kutumia funguo kurekebisha idadi ya kupigwa ili wapate takwimu ambayo walikuwa wameiona tu kwa maono ya pembeni.

Wajitolea kutoka kwa kikundi cha udhibiti, ambao walionyeshwa takwimu sawa katika maono ya baadaye na ya kati katika hatua ya mafunzo, waliamua "shahada ya kupigwa" kwa usahihi kabisa. Lakini wale waliofundishwa ushirika usiofaa waliona takwimu hiyo kwa njia tofauti. Ikiwa wakati wa mafunzo idadi ya kupigwa iliongezeka, basi katika hatua ya mtihani, masomo yalitambua miduara yenye milia mitatu kama kupigwa nne. Ikiwa waliipunguza, basi miduara ilionekana kwao njia mbili.

Udanganyifu wa kuona na udanganyifu wa ulimwengu

Hii ina maana gani? Akili zetu, zinageuka, zinajifunza kushirikiana kila wakati mwonekano kitu katika maono ya pembeni na jinsi kitu hiki kinavyoonekana tunapokitazama. Na zaidi hutumia vyama hivi kwa utabiri. Hii inaelezea uzushi wetu mtazamo wa kuona: tunatambua vitu hata kabla ya sisi, kwa kusema madhubuti, kuviona, kwa sababu ubongo wetu unachambua picha isiyo wazi na kukumbuka, kulingana na uzoefu uliopita, jinsi picha hii inavyozingatia. Anafanya haraka sana ili tupate hisia maono wazi. Hisia hii ni udanganyifu.

Inashangaza pia jinsi ubongo unavyojifunza kwa ufanisi kufanya utabiri kama huo: nusu saa tu ya picha zisizolingana katika maono ya pembeni na ya kati ilitosha kwa waliojitolea kuanza kuona vibaya. Kwa kuzingatia kwamba katika maisha halisi tunasogeza macho yetu mamia ya maelfu ya mara kwa siku, fikiria terabytes za video kutoka kwa retina majembe ya ubongo kila unapotembea barabarani au kutazama sinema.

Hata haihusu maono kama hayo - ni kielelezo wazi zaidi cha jinsi tunavyouona ulimwengu.

Inaonekana kwetu kwamba tumekaa katika nafasi ya uwazi na kunyonya ukweli unaozunguka. Kwa kweli, hatuingiliani naye moja kwa moja hata kidogo. Kinachoonekana kwetu kuwa alama ya ulimwengu unaotuzunguka, kwa kweli hujengwa na ubongo ukweli halisi, ambayo hutolewa kwa fahamu kwa thamani ya uso.

Hii itakuwa ya manufaa kwako:

Huchukua takriban millisekunde 80 kwa ubongo kuchakata taarifa na kujenga picha kamili zaidi au chache kutoka kwa nyenzo iliyochakatwa. Hizo milisekunde 80 ni kuchelewa kati ya ukweli na mtazamo wetu wa ukweli huo.

Tunaishi kila wakati katika siku za nyuma - kwa usahihi zaidi, katika hadithi ya hadithi kuhusu siku za nyuma, iliyotuambia seli za neva. Sote tuna hakika ya ukweli wa hadithi hii ya hadithi - hii pia ni mali ya ubongo wetu, na hakuna kutoka kwayo. Lakini ikiwa kila mmoja wetu angalau mara kwa mara alikumbuka hizi milliseconds 80 za kujidanganya, basi ulimwengu, inaonekana kwangu, ungekuwa mzuri kidogo. iliyochapishwa

Mgombea wa Sayansi ya Kemikali O. BELOKONEVA.

Sayansi na maisha // Vielelezo

Sayansi na maisha // Vielelezo

Sayansi na maisha // Vielelezo

Fikiria kuwa umesimama kwenye meadow yenye mwanga wa jua. Ni rangi ngapi za rangi zinazozunguka: nyasi za kijani, dandelions ya njano, jordgubbar nyekundu, kengele za lilac-bluu! Lakini ulimwengu ni mkali na wa rangi tu wakati wa mchana, wakati wa jioni vitu vyote vinakuwa kijivu sawa, na usiku havionekani kabisa. Ni mwanga unaokuwezesha kuona Dunia katika uzuri wake wote wa rangi.

Chanzo kikuu cha mwanga duniani ni Jua, mpira mkubwa wa moto, ndani ya kina ambacho athari za nyuklia zinaendelea. Sehemu ya nishati ya athari hizi Jua hututuma kwa namna ya mwanga.

Nuru ni nini? Wanasayansi wamekuwa wakibishana kuhusu hili kwa karne nyingi. Wengine waliamini kuwa mwanga ni mkondo wa chembe. Wengine walifanya majaribio ambayo yalifuata wazi: mwanga hufanya kama wimbi. Wote wawili waligeuka kuwa sawa. Mwanga ni mionzi ya sumakuumeme, ambayo inaweza kuzingatiwa kama wimbi linalosafiri. Wimbi huundwa na kushuka kwa thamani katika uwanja wa umeme na sumaku. Kadiri mzunguko wa oscillation unavyoongezeka, ndivyo nishati inavyobeba mionzi. Na wakati huo huo, mionzi inaweza kuzingatiwa kama mkondo wa chembe - fotoni. Kufikia sasa, ni muhimu zaidi kwetu kwamba mwanga ni wimbi, ingawa mwishowe tutalazimika kukumbuka kuhusu fotoni pia.

Jicho la mwanadamu (kwa bahati mbaya, au labda kwa bahati nzuri) lina uwezo wa kuona mionzi ya sumakuumeme tu katika safu nyembamba sana ya mawimbi, kutoka nanomita 380 hadi 740. Mwangaza huu unaoonekana hutolewa na photosphere - shell nyembamba (chini ya 300 km nene) ya Jua. Ikiwa tutaoza "nyeupe" mwanga wa jua kwa urefu wa mawimbi, unapata wigo unaoonekana - upinde wa mvua unaojulikana kwa kila mtu, ambamo mawimbi urefu tofauti kutambuliwa na sisi kama rangi tofauti: kutoka nyekundu (620-740 nm) hadi zambarau (380-450 nm). Mionzi yenye urefu wa mawimbi zaidi ya 740 nm (infrared) na chini ya 380-400 nm (ultraviolet) kwa jicho la mwanadamu asiyeonekana. Retina ya jicho ina mabwawa maalum- vipokezi vinavyohusika na mtazamo wa rangi. Wana sura ya conical, ndiyo sababu wanaitwa mbegu. Mtu ana aina tatu za mbegu: baadhi huona mwanga bora katika eneo la bluu-violet, wengine katika njano-kijani, na wengine katika nyekundu.

Ni nini huamua rangi ya vitu vinavyotuzunguka? Ili jicho letu lione kitu chochote, ni muhimu kwamba mwanga kwanza ugonge kitu hiki, na kisha tu kwenye retina. Tunaona vitu kwa sababu vinaakisi mwanga, na nuru hii iliyoakisiwa, ikipitia mwanafunzi na lenzi, inagonga retina. Mwanga unaofyonzwa na kitu hauwezi kuonekana kwa jicho. Masizi, kwa mfano, inachukua karibu mionzi yote na inaonekana nyeusi kwetu. Theluji, kwa upande mwingine, inaonyesha karibu mwanga wote unaoanguka juu yake sawasawa na kwa hiyo inaonekana kuwa nyeupe. Na nini kinatokea ikiwa mwanga wa jua unapiga ukuta wa rangi ya bluu? Mionzi ya bluu tu itaonyeshwa kutoka kwayo, na iliyobaki itafyonzwa. Kwa hivyo, tunaona rangi ya ukuta kama bluu, kwa sababu mionzi iliyoingizwa haina nafasi ya kugonga retina.

Vitu tofauti, kulingana na dutu gani vinatengenezwa (au rangi gani wamejenga), huchukua mwanga kwa njia tofauti. Tunaposema: "Mpira ni nyekundu", tunamaanisha kuwa mwanga unaoonekana kutoka kwa uso wake huathiri tu wale wapokeaji wa retina ambao ni nyeti kwa nyekundu. Na hii ina maana kwamba rangi kwenye uso wa mpira inachukua mionzi yote ya mwanga isipokuwa nyekundu. Kitu yenyewe haina rangi, rangi hutokea wakati mawimbi ya umeme ya aina inayoonekana yanaonyeshwa kutoka kwayo. Ikiwa uliulizwa nadhani karatasi ni rangi gani katika bahasha nyeusi iliyotiwa muhuri, hutafanya dhambi kabisa dhidi ya ukweli ikiwa unajibu: "Hapana!". Na ikiwa uso nyekundu unaangazwa na mwanga wa kijani, utaonekana mweusi, kwa sababu mwanga wa kijani hauna mionzi inayofanana na nyekundu. Mara nyingi, dutu inachukua mionzi ndani sehemu mbalimbali wigo unaoonekana. Molekuli ya klorofili, kwa mfano, inachukua mwanga katika sehemu nyekundu na bluu, na mawimbi yanayoakisiwa hutoa. rangi ya kijani. Shukrani kwa hili, tunaweza kupendeza kijani cha misitu na nyasi.

Kwa nini baadhi ya vitu hufyonza mwanga wa kijani ilhali vingine huchukua nyekundu? Hii imedhamiriwa na muundo wa molekuli ambayo dutu hii imeundwa. Mwingiliano wa jambo na mionzi ya mwanga hutokea kwa njia ambayo wakati mmoja molekuli moja "inameza" sehemu moja tu ya mionzi, kwa maneno mengine, kiasi kimoja cha mwanga au photon (hapa ndipo wazo la mwanga kama mwanga. mkondo wa chembe ulikuja kwa manufaa!). Nishati ya photon inahusiana moja kwa moja na mzunguko wa mionzi (ya juu ya nishati, mzunguko mkubwa zaidi). Baada ya kunyonya photon, molekuli huenda kwa juu kiwango cha nishati. Nishati ya molekuli haina kuongezeka vizuri, lakini ghafla. Kwa hiyo, molekuli haiingizii mawimbi yoyote ya sumakuumeme, lakini ni yale tu ambayo yanafaa kwa suala la ukubwa wa "sehemu".

Kwa hiyo inageuka kuwa hakuna kitu kimoja kilichojenga peke yake. Rangi hutokea kutokana na kunyonya kwa maada mwanga unaoonekana. Na kwa kuwa kuna vitu vingi vinavyoweza kunyonya - asili na iliyoundwa na wanakemia - katika ulimwengu wetu, ulimwengu chini ya Jua una rangi na rangi angavu.

Masafa ya kuzungusha ν, urefu wa mawimbi ya mwanga λ na kasi ya mwanga c yanahusiana na fomula rahisi:

Kasi ya mwanga katika utupu ni mara kwa mara (milioni 300 nm / s).

Urefu wa wimbi la mwanga kawaida hupimwa kwa nanometers.

Nanomita 1 (nm) ni kitengo cha urefu sawa na bilioni moja ya mita (10 -9 m).

Kuna nanomita milioni moja katika milimita moja.

Mzunguko wa oscillation hupimwa katika hertz (Hz). 1 Hz ni oscillation moja kwa sekunde.

Aina muhimu sana ya nishati. Maisha duniani hutegemea nishati ya mwanga wa jua. Kwa kuongeza, mwanga ni mionzi ambayo inatupa hisia za kuona. mionzi ya laser Inatumika katika maeneo mengi - kutoka kwa uhamisho wa habari hadi kukata chuma.

Tunaona vitu wakati mwanga kutoka kwao unafikia macho yetu. Vitu hivi ama hutoa mwanga wenyewe, au kuakisi mwanga unaotolewa na vitu vingine, au kupita wenyewe. Tunaona, kwa mfano, Jua na nyota kwa sababu hutoa mwanga. Vitu vingi vinavyotuzunguka tunaona shukrani kwa mwanga unaoakisiwa nao. Na baadhi ya vifaa, kama vile madirisha ya vioo vya rangi katika makanisa makuu, hufunua rangi zao nyingi kwa kuruhusu mwanga kupita ndani yake.

Mwangaza wa jua unaonekana kwetu kama nyeupe safi, yaani, isiyo na rangi. Lakini hapa tunakosea, kwani mwanga mweupe una rangi nyingi. Zinaonekana wakati miale ya jua inapoangazia matone ya mvua na tunatazama upinde wa mvua. Ukanda wa rangi nyingi pia huundwa wakati mwanga wa jua unaonyeshwa kutoka kwa makali ya kioo au hupitia mapambo ya kioo au chombo. Bendi hii inaitwa wigo wa mwanga. Inaanza na rangi nyekundu na, hatua kwa hatua kubadilisha, kuishia mwisho kinyume na zambarau.

Kawaida hatuzingatii vivuli dhaifu vya rangi na kwa hivyo tunazingatia wigo kuwa na bendi zote saba za rangi. Rangi ya wigo, inayoitwa rangi saba za upinde wa mvua, ni pamoja na nyekundu, machungwa, njano, kijani, cyan, indigo, violet.

Prisms

Katika miaka ya 1760, Isaac Newton alijaribu mwanga. Ili kutenganisha mwanga ndani ya vipengele vyake na kupata wigo, alitumia prism ya kioo cha trihedral. Mwanasayansi aligundua kwamba kwa kukusanya boriti iliyogawanyika kwa msaada wa prism ya pili, unaweza tena kupata mwanga mweupe. Kwa hiyo alithibitisha kuwa mwanga mweupe ni mchanganyiko rangi tofauti.

Rangi ya msingi ya mwanga ni nyekundu, kijani na bluu. Mchanganyiko wao huunda mwanga mweupe. Zikichanganywa katika jozi, zinaunda rangi ya manjano, bluu, au zambarau. Rangi ya rangi au rangi ya msingi ya rangi ni zambarau, bluu, njano Mchanganyiko wao unaonyeshwa kwenye takwimu.

Mionzi ya mwanga inayopita kwenye prism inarudiwa. Lakini mionzi ya rangi tofauti hupunguzwa ndani viwango tofauti- nyekundu katika ndogo, zambarau katika kubwa. Ndiyo sababu, kupitia prism, rangi nyeupe imegawanywa katika rangi za mchanganyiko.

Kinyume cha nuru kinaitwa kinzani, na mtengano wa mwanga mweupe kuwa rangi tofauti huitwa utawanyiko. Wakati matone ya mvua hutawanya mwanga wa jua, upinde wa mvua huundwa.

Mawimbi ya sumakuumeme

Wigo wa mwanga ni sehemu tu ya anuwai kubwa ya mionzi, ambayo huitwa wigo wa sumakuumeme. Inajumuisha gamma, x-ray, ultraviolet, mionzi ya infrared (joto) na mawimbi ya redio. Aina zote za mionzi ya umeme huenea kwa namna ya mawimbi ya oscillations ya umeme na magnetic kwa kasi ya mwanga - karibu 300,000 km / s. Mawimbi ya sumakuumeme hutofautiana hasa katika urefu wao wa mawimbi. Imedhamiriwa na mzunguko, yaani, kasi ambayo mawimbi haya huundwa. Ya juu ya mzunguko, ni karibu zaidi kwa kila mmoja na urefu mfupi wa kila mmoja wao. Katika wigo, mawimbi ya mwanga huchukua nafasi kati ya mikoa ya infrared na ultraviolet.

Jua hutoa mbalimbali mionzi ya sumakuumeme. Mizani inatoa urefu wa mawimbi katika nanometers (bilioni moja ya mita) na vitengo vikubwa.

lenzi

Picha katika kamera na vyombo vya macho hupatikana kwa kutumia lenses na uzushi wa refraction ya mionzi ya mwanga ndani yao. Huenda umeona kwamba katika lenses za darubini za bei nafuu, kwa mfano, mpaka wa rangi huunda karibu na mviringo wa picha. Hii hutokea kwa sababu, kama prism, lenzi rahisi, iliyofanywa kutoka kwa kipande kimoja cha kioo au plastiki, inakataa miale ya rangi tofauti kwa digrii tofauti. Katika vifaa vya ubora wa juu, kasoro hii huondolewa kwa kutumia lensi mbili zilizounganishwa pamoja. Sehemu ya kwanza ya lensi ya kiwanja vile hutengana na mwanga mweupe katika rangi tofauti, na sehemu ya pili inawachanganya tena, na hivyo kuondoa mpaka usiohitajika.

Rangi za msingi

Kama Newton alivyoonyesha, mshumaa mweupe inaweza kupatikana kwa kuchanganya rangi saba za upinde wa mvua. Lakini hii inaweza kufanyika hata rahisi zaidi kwa kuchanganya rangi tatu tu - nyekundu, kijani na bluu. Wanaitwa rangi ya msingi ya mwanga. Tutapata rangi nyingine kwa kuchanganya zile kuu. Kwa hiyo, kwa mfano, mchanganyiko wa nyekundu na kijani hutoa njano.

Lenzi mbonyeo hulenga miale sambamba. Kwa kuwa mwanga mweupe una rangi zaidi ya moja, miale yao inarudiwa kwa digrii tofauti na kulenga umbali tofauti kutoka kwa lenzi. Matokeo yake, mpaka wa rangi hutengenezwa karibu na mtaro wa picha.

Lenzi iliyotengenezwa kwa aina mbili za glasi inaweza kutumika kupata picha bila mpaka wa rangi. Sehemu ya kwanza ya lenzi hurudisha miale ya rangi tofauti kwa viwango tofauti, na hivyo kusababisha kutofautiana. Ya pili inawakusanya tena, kuondoa upotovu wa rangi.

Ukweli kwamba mwanga mweupe una rangi nyingi huelezea kwa nini tunaona vitu katika rangi moja au nyingine. (Kwa urahisi, hebu tuchukulie kuwa mwanga mweupe unajumuisha tu nyekundu, kijani kibichi na bluu.) Tunaona kitu cheupe ikiwa kinaonyesha sehemu zote tatu za mwanga mweupe, na nyeusi ikiwa haiakisi hata moja. Lakini kitu chekundu kinachoangaziwa na mwanga mweupe huonekana kuwa chekundu kwa sababu huakisi sehemu nyekundu ya nyeupe na huchukua sehemu nyingi za bluu na kijani. Matokeo yake, tunaona zaidi nyekundu. Vile vile, kitu cha bluu huonyesha miale ya bluu huku kikichukua nyekundu na kijani. Kitu cha kijani kinaonyesha mionzi ya kijani, kunyonya nyekundu na bluu.

Macho yenye mchanganyiko wa nzi yameundwa na maelfu ya lenzi. Kila moja inalenga mwanga kwenye seli chache tu za picha, ili nzi hawezi kuona maelezo yote ya kitu. Ua, kupitia macho ya nzi, inaonekana kama picha inayojumuisha maelfu ya vipande.

Mtandao wa mabango ya WebProm

Ikiwa unachanganya rangi rangi tofauti, basi kila mmoja atachukua (kunyonya) vipengele mbalimbali vya mwanga mweupe, mchanganyiko utakuwa giza. Hivyo, kuchanganya rangi ni mchakato kinyume wa kuchanganya mionzi ya rangi. Ili kupata aina fulani ya rangi, unahitaji kutumia seti tofauti za rangi za msingi. Rangi za msingi zinazotumiwa katika uchoraji huitwa rangi ya msingi ya rangi. Hii ni rangi ya magenta au "nyekundu kamili", bluu na njano kwa kawaida (lakini kimakosa) hujulikana kama nyekundu, bluu na njano. Nyeusi huongezwa ili kuongeza wiani wa maeneo ya giza, na mchanganyiko wa tajiri wa rangi zote za msingi bado huonyesha mwanga kwa kiasi fulani. Matokeo yake ni kahawia nyeusi badala ya nyeusi.

Mawimbi na chembe

Jinsi miale ya mwanga hutengenezwa na kuenezwa imebakia kuwa siri kamili kwa karne nyingi. Na leo jambo hili halijachunguzwa kikamilifu na wanasayansi.

Katika karne ya 17, Isaac Newton na wengine waliamini kwamba nuru ilifanyizwa na chembe zinazotembea kwa kasi zinazoitwa corpuscles. Mwanasayansi wa Denmark Christian Huygens alidai kuwa nuru inaundwa na mawimbi.

Mnamo mwaka wa 1801, mwanasayansi wa Kiingereza Thomas Young alifanya mfululizo wa majaribio na diffraction ya mwanga.Jambo hili linajumuisha ukweli kwamba wakati wa kupita kwa njia nyembamba sana, mwanga hutawanya kidogo, na hauenezi kwa mstari wa moja kwa moja. Young alielezea diffraction kama uenezi wa mwanga katika mfumo wa mawimbi. Na katika miaka ya 60 ya karne ya XIX, mwanasayansi wa Uskoti James Clark Maxwell alipendekeza kwamba nishati ya sumakuumeme inaenea katika mawimbi, na kwamba mwanga aina maalum nishati hii.

Mirage ni udanganyifu wa macho kuzingatiwa katika jangwa la moto (juu). Jua linapopasha joto dunia, hewa iliyo juu yake pia huwaka. Wakati hali ya joto inabadilika urefu tofauti, mwanga wa angani unarudiwa, kama inavyoonekana kwenye picha. Ili kuona sehemu ya juu ya mti, mtazamaji anapaswa kutazama chini, hivyo mti unaonekana chini. Wakati mwingine mwanga unaoanguka kutoka angani huonekana kama madimbwi yaliyomwagika chini. Tabaka za hewa baridi juu ya bahari zinaweza kusababisha jambo kinyume (chini). Mwangaza unaoakisiwa kutoka kwa meli ya mbali unarudishwa nyuma ili meli ionekane inaelea angani.

Hata hivyo, mwanzoni mwa karne ya 20, mwanasayansi wa Ujerumani Max Planck alithibitisha katika kazi zake kwamba nishati ya mionzi inaweza kuwepo tu kwa namna ya vidogo vidogo - quanta. Uthibitisho huu ni msingi wa nadharia ya quantum ya Planck, ambayo alipokea mnamo 1918 Tuzo la Nobel katika uwanja wa fizikia Kiasi cha mionzi ya mwanga ni chembe inayoitwa fotoni. Inapotolewa au kufyonzwa, mwanga daima hufanya kama mkondo wa fotoni.

Kwa hivyo, wakati mwingine mwanga hufanya kama mawimbi, wakati mwingine kama chembe. Kwa hiyo, inachukuliwa kuwa na asili mbili. Wanasayansi, wanapoelezea data ya uchunguzi, wanaweza kutumia nadharia ya wimbi au nadharia ya chembe.

Samaki wa howliod hutoa mwanga wa bioluminescent kutoka kwa viungo vya tumbo (photophores). Samaki hurekebisha mwangaza wao ili kuendana na mwangaza wa mwanga unaotoka kwenye uso.

Kizazi cha mwanga

Kama mkondo wa umeme, mwanga unaweza kuzalishwa na aina nyingine za nishati. Jua hutokeza mwanga na mionzi mingine ya sumakuumeme kupitia mitendo yenye nguvu ya muunganisho ambayo hugeuza hidrojeni kuwa heliamu. Wakati makaa ya mawe au kuni yanachomwa, nishati ya kemikali ya mafuta inabadilishwa kuwa joto na mwanga. Kupitisha sasa kupitia filamenti nyembamba kwenye balbu ya taa ya umeme hutoa matokeo sawa. Taa ya mchana inafanya kazi kwa kanuni tofauti. Voltage ya juu hutumiwa hadi mwisho wa bomba iliyojaa mvuke (kawaida zebaki) chini ya shinikizo la juu. Mvuke huanza kuangaza, kutoa mionzi ya ultraviolet, ambayo hufanya juu ya mipako ya kemikali kuta za ndani mirija. Mipako hiyo inachukua mionzi ya ultraviolet isiyoonekana na hutoa nishati ya mwanga yenyewe. Utaratibu huu wa kubadilisha mionzi inaitwa fluorescence.

Phosphorescence ni jambo la aina moja, lakini mwanga unaendelea kwa muda mrefu hata baada ya kuondolewa kwa chanzo cha mionzi. Rangi ya fosforasi ya mwanga. Baada ya kufichuliwa kwa muda mfupi kwa mwanga mkali, huangaza kwa saa. Fluorescence na phosphorescence ni aina za luminescence - utoaji wa mwanga bila ushawishi wa joto.

bioluminescence

Baadhi ya viumbe hai, ikiwa ni pamoja na mende, aina fulani samaki, kuvu na bakteria, hutoa mwanga katika njia ya bioluminescence. Katika aina hii ya mwangaza, chanzo cha mwanga ni nishati ya kemikali inayozalishwa na oxidation ya dutu inayoitwa luciferin.

Moja ya wengi vyanzo muhimu mwanga ni laser. Neno hili linajumuisha herufi za kwanza za neno kamili "kuzaa kwa nuru kwa kuchochewa kwa mionzi". Katika tube ya laser, chini ya ushawishi wa umeme, photons hutolewa kutoka kwa atomi. Hutoka kwenye mrija kama miale nyembamba ya mwanga au aina nyingine ya mnururisho wa sumakuumeme, ikitegemea dutu inayotumiwa kutokeza fotoni.

Athari za kupumua kwenye matamasha ya roki hupatikana kwa msaada wa jenereta za moshi. Chembe zake hutawanya mihimili ya mwangaza, na kuwapa muhtasari unaoonekana.

Tofauti na mwanga wa kawaida, mwanga wa laser ni madhubuti. Hii ina maana kwamba mawimbi ya mwanga yanayotolewa huinuka na kuanguka pamoja. Mionzi ya mwanga inayotokana ina mwelekeo mkubwa na msongamano mkubwa nishati ina maeneo mbalimbali maombi, ikiwa ni pamoja na kushona tishu katika upasuaji, kukata chuma, kulenga makombora kwenye shabaha, kusambaza habari.