Фейнман - 03. Излучение. Волны. Кванты (1055663), страница 37
Текст из файла (страница 37)
а не саин кривые для каждого пигмента в отдельности. потому что координаты на диаграмме могут быть повернуты любым образом. Пробовали использовать самые разные путы для получения кривых, характэриаующих отдельные физические свойства глаза.
Одна нз таких кривых, называемая кривой, яркости, представлена на фнг. 35.3. На рисунке показаны две кривые: одна длн глаза, адаптированного к темноте, а другая длн зрения на свету (последняя характеризует зрение с помощью колбочек). Кривая указывает наименьшую яркость света данной окраски, которую ещо способен воспринять глаз.
т. е. характеризует чувствительность глаза в разных областях спектра. Существует другой, очень интересный способ измерения этой же величины. Возьмем два цвета и будем попеременно показывать нх на экране. Тогда, если частота их появления достаточно мала.
мы увидим на экране мелькание. С увеличением частоты мелькание в конце концов исчезнет. Это произойдет при некоторой частоте, завпсящей от яркости света ти равной, скажем, 16 повторениям в секунду. Теперь можно так подобрать яркости. или интенсивности, двух цветов относительно друг друга, чтобы мелькание цвета при 16 циклах исчезало. При установленной яркости мелькание цветов возникает, только если перейти к меныкей частоте. Следовательно, при болыпой частоте мы получаем так называемое мелькание яркости, а при меныпих частотах — мелькание цвета. Таким способом удается подобрать два цвета с «одинаковой яркостью». Получающиеся отсюда результаты почти, но не совсем аналогичны данным по пороговой чувствительности глаза к слабым потокам света, наблюдаемым с помощью колбочек.
Большинство специалистов 167 я и г. вй.й. Св>евгение цве- в>ве й дейв>ела неявв. ча у 04 о а> йг аз ае ав аа при определении кривой яркости пользуются данными опыта с мельканием цвета. Итак, если глаз содержит три рода цветочувствительного пигмента, то задача заключается в определении формы спектра поглощения для каждого из них. Как это сделать? Известно, что встречаются люди, не раэличающне цветов; среди мужчин их насчитывается 8вйв, а среди женщин — 0,5в>>в.
Ьольшинство людей, имеющих какие-либо отклонения в цветовом зрении или вообще нм не обладающих, чувствительны к изменению цвета в разной степени, но для всех них характерно восприятие трех основных цветов. Есть, однако, и такие >поди (их называют дихромап>ами), для которых любой цвет составлен нэ двух основных цветов. Естественно предположить, что у нпх отсутствует один из трех пигментов. Если бы существовало три типа дихроматов, для которых правила смешения были бы различны, то у одних должна была бы отсутствовать красная пигментация, у других — зе.гения, а у третьих — си»яя. По измерению восприятия цвета у этих трех типов л>одей можно определить три искомые кривые поглощения! И действишеяьно,обнаружено трн типа дихроматов: два из них встречаются довольно часто, а третий — крайне редко; измерения дали возможность установить спектры поглощения пигмента.
На фиг. 35.6 показан механизм смешения цветов у одного типа людей, страдающих неправильным цветовым восприятием,— так наэываемых дейтеранопов. У ннх определенному цве- Оа Ф и в. 88.7, Дефееет цветовово арен ил, свойственный иротанопалс Ц5 и о,л о 67 Ог аз ов 05 оз цг ту отвечает на диаграмме линяя, а не точка, т. е. все цвета на линии кажутся им одинаковыми. Если правильно предположение об отсутствии у такого типа людей одной из трех составных частей цветовой информации, то все линии постоянного цвета должны пересечься в одной точке. Тщательное измерение на графике показывает, что линии действительно пересекаются в одной точке.
Но зтн линии были, очевидно, вычислены математиками и вовсе не являются истинными опытными данными! В самом деле, если взять последние опытяые данные, то окахсется, что точка пересечения на фнг. 35.6 находится не там, где она должна быть. Указанное на рисунке положение линий приводит к физически неправильному спектру поглощения: в ряде областей возникает н положительное, и отрицательное поглощение. Но из последних данных Юстовой получается, что кривые поглощения всюду положительны. 10 Ф и в. 88.8. Кривые спентралъной чувствительности для рецстпорое, воспрннимаюыих три основных цвета. юао зова .
васо Л,Я 6Н Ванна га Ым,выа. З ф 6. сривтгтго-химические евойетиви т1вепгового вгг еггия Что можно сказать о сравнении полученных кривых со свойствами настоящего глазного пигмента7 Пигменты, извлекаемые из сетчатки, главным обрааом состоят из одного вида, называемого зрительным пурпуром. Его самые примечательные свойства заключаются в том, что он присутствует в глазах почти всех позвоночных животных и его кривая поглощения почти точно совпадает с кривой чувствительности глаза. На фиг. 35.9 в одном масштабе изображены кривая поглощения зрительного пурпура н кривая чувствительности глаза, адаптированного к темноте.
Очевидно, именно с помощью пурпура мы получаем возможность видеть в темноте. Зрительный пурпур представляет собой пигмент палочек и никакого отношения к цветовому зрению не имеет. Этот факт был установлен в 1877 г. Но и сейчас мы должны скааать, что цветовые пигменты колбочек ни разу не были выделены в пробирках.
В 1958 г. еще можно было утверждать, что их никто никогда ие го Доз вй сб сг 1, Вз и г, Вб.р. Кривил чувствительности глаза при сумеречном зрении и нрнвал псглоигенил зрительного пурпура. ЯЮ бВО двина саагьу ели Фиг. 35.7 иллюстрирует другой дефект цветового зрения, свойственный протанопам; линии на рисунке сходятся к точке вблизи красного конца граничной кривой.
Примерно такое же положение точки пересечения получается и из данных 1Остовой. Измерения восприятия цвета у люден, страдающих тремя разными дефектами цветового зрения, окончательно установили кривые поглощения для трех пигментов, они приведены на фиг. 35.8. Окончательно ли7 Может быть. Остается выяснить еще следующие вопросы: справедлива лп на самом деле теория трех пигментов, проистекают ли дефекты восприятия цвета из-за недостатка пигмента,и, кроме того, непонятно, насколько правильны данные по смешению цвета в случае дефектов зрения.
Ряд исследователей получили разные результаты. И вопросы зтн пока находятся в стадии изучения. видел. Но с тех пор два иа шгх были обнаружены Раштоном, который применил очень простой и красивый метод. Трудность, по-видимому, заключается в том, что глаз гораздо менее чувствителен к яркому свету, чем к свету малой интенсивности и, следовательно, для зрения требуется много пурпура, но относительно мало пигмента, восприимчивого к цвету. Замысел Раштона состоял в том, чтобы пигмент оставить в славе и там как-то определить его свойства. Конкретно он сделал следующее. Есть такой прибор — офтальмоскоп, который позволяет послать луч света в глаз через хрусталик и сфокусировать отраженный глазом свет.
С помощью етого прибора можно измерить количество отраженного света. В результате получают козффициент отражения для света, дважды прошедшего через пигмент (свет отражается задними слоями глазного яблока и снова проходит череа пигмент колбочек). В природе не часто бывает так здорово устроено. Колбочки устроены так хитро, что попадаюгцпй в них свет многократно отражается и постепенно доходит до маленьких чувствительных точек в вершинах колбочек. Попав прямо в чувствительную точку, свет отражается и выходит обратно, проделав значительный участок пухи в светочувствительном пигменте.
Кромо того, если направить луч в желтое пятно, где нет палочек, можно избежать побочного действия зрительного пурпура. Цвет сетчатки наблзодали уже давно, он имеет оранжево-роаоватый оттенок; но сюда примешивается так.ке цвет кровеносных сосудов и цвет задней стенки глаза и т. д. Как узнать, когда в офтальмоскопе виден сам пигмент? Ответ: сначала нужно найти человека с дефектом цветового зрения, у которого пигментов меньше и, следовательно, на котором легче провести анализ.
Во-вторых, многие пигменты, в частности зрительный пурпур, обесцвечиваются на свету и теряют свою интенсивность; при освещении их концентрация меняется. Поэтому прн измерепип спектра поглощении глаза Раштон освещал весь глаз другим пучком, меняющим концентрацию пигмента, и измерял изменение спектра, на котором уже не сказывается отражение от сосудов, задней стенки глаза и т. д. Таким путем Раштону удалось получить кривую поглощения для чистого пигмента в главе протанопа, показанную на фиг. 35.10. Вторая кривая на фнг.
35.10 получена прн исследовании нормального глаза следузощим методом: после предварительного изучения нормального глаза и определения, к каким лучам чувствителен данный пигмент, другой пигмент обесцвечивался красным светом, к которому первый пигмент нечувствителен. Красный свет не воадействует на глаз протанопа, а нормальный глаз к атому свету чувствителен: таким способом можно получить кривую для отсутствующего пигмента. Форма одной кривой прекрасно согласуется с кривой Юстовой для зеленого 6В* И1 йел и 005 „' С,еа ~ До( 0 005 оаг 500 550 500 550 Ле клк Ф и г. 55.10. Спектр поглощения цветового пигмента протанопа (квадратики) и нормального глаза (тонки), В гните лич крокодил еквогь ело« пиеиенеоо Ввпгези.
пигмента, но другая кривая, красная, несколько смещена. Можно думать позтому, что мы находимся на правильном пути. Л может быть, и нет. Последние данные, полученные при исследовании дейтеранопов, не указывают на отсутствие какого-то определенного пигмента.
Явление цвета не относится к физике света как таковой. Цвет есть ощущение, а ощущение разных цветов в различных условиях различно. Если, например, взять розовый свет, полученный прн сложении пучков белого и красного света (из красного к белого может, очевидно, получиться только розовый цвет), то в сравнении с ним белый свет может показаться голубым. Предмет, поставленный на пути лучей, отбрасывает две тени — одна из них освещается только белым, а друтая— только красным светом.
Для большинства людей «белан» тень кажется голубой, но, если увеличивать область тени, пока она не закроет весь зкран, мы неожиданно увидим болый, а пе голубой цвет! Подобные зффекты можно получить и при смешивании красного, белого и желтого света.
Эта смесь может дать только оранжево-желтый цвет с разнымн оттенками. Смешав зги цвета в равных количествах, мы получим только оранжевый цвет. Тем не менее, рассматривая тени, на которые накладываютсл лучи в разных комбинациях, можно увидеть набор очень красивых цветов, отсутствующих в самом свете (поскольку в нем есть только оранжевые лучи), но вовкина«ощих в наших ощущениях.
Мы ясно видим разнообразные цвета, совсем непохожие на «физические» цвета, присутствующие в самих лучах света. Вая«но помнить, что сетчатка сама «осмысливает» свет; она, хотя и бессознательно, сравнивает то, что видит в одной области, с тем, что видит в другой. А что нам иавестно о том, как ато происходит, будет расскааано в следующей главе. л.«авг««лгл МЕХАНЫ331 ЗРЕЫИЯ $ $. Ощущение цвета ф 2. Физиология ар ения ф 1.
С)ищго~ег«г«е цвета й 3. Палочки й 4. Сложные глаза насекомых ив к. другие типы глаз ив 6. Первные механизмы зрения 179 Обсуждая механизм зрения, прежде всего необходимо понять, что мы обычно видим не беспорядочный набор цветных или световых пятен (разумеется, если не находимся на выставке некоторых современных художников!). Когда мы смотрим на что-то, то видим человека или вещь; другими словами, мозг интерпретирует то, что мы видим, как человека или вещь. Как он это делает — гггпгому неведомо, но делает он зто, надо сказать, великолепно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
