Материал: методика анатомия и физиология глаза

Единицы яркости:

1 нит (нт) = 1 кд/м2. 1 стильб = 1 кд/см2.

1 апостильб (асб) = 1 кд/л м2 (область круга радиусом 1 м). 1 ламберт (лб) = 1 кд/л см2 (область круга радиусом 1 см).

Единицы освещенности сетчатки:

1 троланд – освещенность сетчатки глаза, смотрящего на поверхность, яркость которой равна 1 кд/м2 через зрачок, искусственно суженный до площади 1 мм2.

Для упрощения перерасчета одних единиц яркости в другие можно использовать следующие данные:

1 нит = 0,3142 миллиламберт.

1 ламберт =10 000 апостильб.

1 ламберт = 0,318 стильб.

1 ламберт = 3183 нит.

Как мы знаем, освещенность создается естественным и искусственными источниками света.

Естественным источником света является Солнце, температура поверхности которого равна примерно 6000°С. Солнце излучает сплошной спектр, совпадающий в основном со спектром излучения черного тела той же температуры.

От Солнца на земной шар непрерывно поступает поток излучений мощностью 1,8 ×1011 мВт. Одна треть этого потока мощности отражается от Земли и рассеивается в межпланетном пространстве. Две трети потока излучения Солнца, встречающие на своем пути Землю, нагревают атмосферу, землю и океаны, испаряют воду и вызывают ветер и дождь. Растениями усваивается 0,015%, а людьми в виде топлива и пищи используется лишь 0,002% мощности излучения Солнца, падающего на Землю

(И. А. Шульгин, 1967).

Однако и эти относительно небольшие мощности радиации Солнца имеют колоссальное значение для Земли и ее обитателей.

Земная атмосфера фильтрует падающее излучение Солнца. Поглощается та часть спектра (ультрафиолетовая и инфракрасная области), которая способна вызвать деструктивно-модифи- цирующие фотобиологические реакции у живых организмов (т.е. денатурацию белков). Вследствие этого зрение всех земных оби-

3 6

тателей осуществляется в довольно узком диапазоне длин волн от

300 до 800 нм.

При воздействии на глаз прямых или рассеянных солнечных лучей возникает ощущение белого света, при разложении этих лучей на отдельные части спектра — ощущение определенного цветового тона или оттенка.

Различают хроматические (красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый) и ахроматические цвета

— от белого до черного с промежуточными серыми. Человеческий глаз различает до З00 различных оттенков серого цвета.

Если поверхность абсолютно белая, то она должна отражать падающий на нее свет целиком, если абсолютно черная — поглощать его полностью. И то, и другое возможно лишь теоретически. Самая белая поверхность отражает не более 98% света, а самая черная поверхность максимально поглощает 99% и не менее 1% света отражает.

Той или иной светлотой, т. е. большей или меньшей способностью отражать свет, обладают и хроматические цвета. Их различают также по насыщенности или чистоте, под которой понимается интенсивность цветового тона, слабая или сильная окрашенность.

Ктемным относятся поверхности черных или темно-серых тонов, а также окрашенные в красный, коричневый, темно-зеле- ный или синий цвет, которые имеют коэффициент отражения (отношение отраженного света к падающему) менее 30%.

Светло-серыми условно называют поверхности, окрашенные розовой, желтой, светло-зеленой или светло-голубой краской с коэффициентом отражения от 30 до 60%.

Кбелым относятся все поверхности, которые имеют коэффициент отражения более 60%.

Кхроматическим цветам относятся все тона и оттенки цветного спектра. Они характеризуются тремя качествами:

1) цветовым тоном, который зависит от длины волны светового излучения;

2) насыщенностью, определяемой долей основного тона и примесей к нему;

3) яркостью или светлотой цвета, т. е. степенью близости его

кбелому цвету.

3 7

Различные комбинации этих характеристик дают множество оттенков хроматического цвета. В природе редко приходится видеть чистые спектральные тона. Обычно цветность предметов зависит от отражения лучей смешанного спектрального состава, а возникающие зрительные ощущения являются следствием суммарного эффекта. Каждый из спектральных цветов имеет дополнительный цвет, при смешивании с которым образуется ахроматический цвет - белый или серый. При смешивании цветов в иных комбинациях возникает ощущение хроматического тона.

Bсe многообразие цветовых оттенков можно получить путем смешивания только трех основных цветов — красного, зеленого и синего.

Цвет зависит от того, какую часть спектра поглощает или отражает предмет. Ньютон уже ясно понимал, что цвет есть атрибут восприятия. Он писал: «Цвет Предмета есть не что иное, как Предрасположение отражать тот или иной вид Лучей в большей степени, чем остальные; цвет Лучей – это их Предрасположение тем или иным способом воздействовать на Органы чувств, их ощущение принимает форму Цветов».

Световая энергия, вызывающая ощущение цвета, обладает двумя основными свойствами: интенсивностью и длиной волны.

Таблица2

Психофизическиеэквивалентыинтенсивностисвета

3 8

Интенсивность определяется по числу фотонов, попадающих наопределенную областьв единицувремени. Диапазонинтенсивностей, воспринимаемых глазом человека огромен - порядка 1016.

Электромагнитные волныразличной длины вызывают ощущение цвета от голубого до красного. Глазом может быть виден только свет с длинойволны 400 – 750 нм, воспринимаемый фоторецепторами.

Таблица3

Психофизические эквивалентычастоты идлины волнсвета

Основные показатели зрения. Зрение характеризуют следующие показатели:

гдиапазон воспринимаемых частот или длин волн света;

гдиапазон интенсивностей световых волн от порога восприятия до болевого порога;

гпространственная разрешающая способность – острота

зрения;

гвременная разрешающая способность – время суммации

икритическая частота мельканий;

гпорог чувствительности и адаптация;

гспособность к восприятию цветов;

гстереоскопия – восприятие глубины.

Зрительная система сохраняет следы светового раздражения в

3 9

течение 150 – 250 мс после его включения. Это свидетельствует о том, чтоглазвоспринимаетпрерывистыйсвет, какнепрерывный, при определенныхинтервалахмеждувспышками. Частотавспышек, при которой ряд последовательных вспышек воспринимается как непре-

рывный свет, называется критической частотой мельканий. Этот показатель неразрывно связан с временной суммацией: процесс суммацииобеспечиваетплавноеслияниепоследовательныхизображений внепрерывныйпотокзрительных впечатлений. Чемвышеинтенсивность световых вспышек, тем выше критическая частота мельканий. Критическая частота мельканий при средней интенсивности света составляет16 – 20 в 1 с.

Порог световой чувствительности – это наименьшая интенсивность света, которую человек способен увидеть. Она составляет 1010 – 1011 эрг/с. В реальных условиях на величину порогасущественновлияет процесс адаптации – изменения чувствительности зрительной системы в зависимости от исходной освещенности. При низкой интенсивности света в окружающей среде развивается темновая адаптация зрительной системы. По мере развития темновой адаптации чувствительность зрения возрастает. Длительность полной темновой адаптации составляет 30 мин. При увеличении освещенности окружающей среды происходит световая адаптация, которая завершается за 15 – 60 с. Различия темновой и световой адаптации связаны со скоростью химических процессов распада и синтеза пигментов сетчатки.

При большой яркости работают только колбочки, а при малой только палочки. В дневное время глаз наиболее чувствителен к желто-зеленому свету, а ночью пик смещается в сине-зе- леную область. Этот феномен смещения максимума цветовой чувствительности был описан Пуркинье в 1825 году. Исследователь обнаружил, что части дорожных столбов, окрашенные в красные и синие цвета, днем выглядят одинаковыми по яркости, а на рассвете синий цвет кажется ярче, чем красный. В букете полевых цветов в солнечный день выделяются желтые и красные маки, а в сумерках – синие васильки.

Абсолютная световая чувствительность лежит в основе всех

4 0