Фейнман - 03. Излучение. Волны. Кванты (1055663), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Таким образом, было обнаружено, что глаз пчелы чувствителен к более коротким длинам волн, чем глаз человека. Наши глаза видят в диапазоне от 7000 до 4000 А, от красного до фиолетового, а пчелы могут видеть вплоть до 3000 Л, т. е. в ультрафиолетовой области! Л это порождает целый ряд очень интересных аффектов. Прежде всего пчелы различают многие цветы, которые нам кажутся абсолютно одинаковыми. В этом нет ничего удивительного; ведь цветы цветут вовсе не для того, чтобы радовать наш взор. Они служат приманкой для пчел, своеобразным сигналом о том, что здесь есть мед. Всем известно, что есть очень много «оелых» цветов. Цвет, который нам кожев<ел белым, по-видимому, пчелы пе видят, ибо выяснилось, что разные белые цветы не отражают рльтрафиолюпэзмг лучи столь полно, как это делают «стив><о белые цветы.
От белого предмета отражается не весь падающий на него свет, улырафиолетовые лучи теряются, а это в точности то же, что для нас потеря голубого цвета, т. е. получение желтого цвета. Итак, все белые цветы кажутся пчелам цветными. Однако нам известно также, что пчелы не видят красного цвета. Выходит, можно считать, что красные цветы кажутся пчелам черными? Ничего подобного! Тщательное изучение красных цветов показывает, что, во-первых, даже наши глаза способны рааличать у огром- Г8й ного большинства красных цветов легкий синеватый оттенок, вызванный дополнительным отражением болыпинством из них синего цвета, который находится в видимой пчелами области. Кроме того, опыты также показывают, что цветы отличаются по своей способности отрагкать ультрафиолет от различных частей лепестка и т.
д. Итак, если бы мы могли видеть цветы такими. как их видят пчелы, то нашли бы их еще прекраснее и разнообразнее! Впрочем, было обнаруя.ено, что имеются такие красные цветы, которые не отраксают голубых или ультрафиолетовых лучей, поэтому онн должны казаться пчелам черными! Это в какой-то степени объясняет недоумение тех людей, которых очень волнуе~ этот вопрос: ведь черный цвет не кажется привлекательным, да и трудно его отличить от грязной густой тени. Так оно и получается на самом деле: пчелы не прилетают на эти цветы.
Но зато как раз опи нравятся крохотным колибри; оказывается, эти птички отлично видят красный цвет! Еще одна интересная сторона зрения пчелы. Взглянув на кусочек голубого неба и не видя самого солнца, пчела, повидимому, может все-таки определить, где находится солнце. Для нас это не так-то просто. Посмотрите из окна на небо. Вы видите, что оно голубое. Л в каком направлении находится сейчас солнцей Пчела может это определить, ибо она очень чувствительна к направлению поляризованного света, а отраженный от неба свет поляризован е.
До сих пор спорят о том, как это ей удается; то лн потому, что рассеяние света различно при разных обстоятельствах, то ли глаза пчелы непосредственно чувствительны к направлению поляризованного света. В самое недавнее время получены данные о непосредственной чувствительности глаза пчелы. Говорят также, что пчела способна различать отдельные вспышки спета с частотой 200 раз в 1 сек, тогда как мы различаем только 20 вспышек. В улье пчелы движутся очень быстро; они шевелят лапками, магпут крылышками, но наши глаза с трудом успевают уследить за всеми этими движениями. Вот если бы мы могли различать более быстрые мелькания, тогда другое дело. Видимо, для пчелы очень важно, чтобы ее глаза имели столь быструю реакцию.
Теперь поговорим о том, какова, собственно, острота зрения у пчелыг Глаз пчелы сложный; состоит он из огромного числа е Человеческий гааз тоже слегка чувствителен к направлению поляризованного света, в научиться угадывать направление солнца з общем можно. 'Здесь используется язлеяяе, называемое хайдивгерозской гребенкой (НаЫ1вйег'з ЬгззЬ). Это бледное желтоватое пятно в центре поля зрения, напоминающее яо форме песочные часы; видно оно через пояярвзацнозвые очки за фоне безграничного бесцветного пространства. Впрочем, его можно вздеть и без поляризацконных очков за голубом небе, если позорзчказть голову то туда, то сюда вокруг оси зрения.
«В и г. 86.7 Строение омматидио, сс с-рс с-рс ге1 гн1 и Итак, можно сказать: «Чем меныпе будет значение б, особых глазъов, называемых олькат идиями, котовой поверхности ры р е расположены на почти сферичес1 р а иг. 36.7 показан по бокам головы насекомого. На фиг. омматидий. В его вершине наход ится ппозрачная область. своего рода «хрусталнк, », но в лействптель- ности зто больше напоминает фил р, ьт, заставляющии свет идти вдоль узкого волокна, д н, г е, по-видимому, и происходит его поглощение. От дру гого его конца тхотпт нервное волокно. Центральное нервное во- от имеет по бокам шесть клеток, локно н. елей этого с тн дела оно н отходит. Для наших ц" то, что клетка описания вполне достаточно; главное то, имеет коническую форму, и множ ;ество таких клеток, примыкая друг к другу, образ? е р ~ет нове хность глаза пчелы.
не такого Пос1«отрим теперь, каково разрешенн глаза. Цроведем линию (фнг. 36.8), схематически хности глаза, и едставляющую омматндий, на ковер и т... й а и сонг.Мысей- который мы будем считать сферор р д у каж ого оммати- час п опытаемся вычислить ширину к жд наш сооб азитель- ня, для чего напряжем немного нашу . р ность н предположим, что прир д о а столь же соо- азительна как н мы! Если омматпднй очень велик, то аз ешенне не может быть больши.. коря. один омматиднй получает ф р в р, . инфо мацию об од- ном направлении, соседний — дру — о гом и т. д., а предметы. попавшие в промежуток, и чела не сможет ви еть достаточно хорошо, Таким образом, неопре- видет д .
а а, несомненно, свя- д еленность остроты зрения глаза, р о . и- зака с угловым р азмером конца омматндпя относ. (??а самом деле глаза тельно центра кривизны глаза. ( - а 'сны только на поверхности головы.) Но угол расположены его авен, конечно, от одного омматидня до следующего равен, диаметру омматидия, деленному на радиус кривизны поверхности глаза; (36.1) Ф и г. дд.д. Саема рпелределения ом.чотидиев на повергноепеи глаза пчелы. д (аэр+ ЛВа) иб = =е бе' что дает расстояние (36.3) б=)вел . (36.4) Если мы для оценки буде»~ считать, что г приблизительно равно 3 лии, а длину волны света, который пчела видит, примем равной 4000 А, го после умножения н извлечения корня найдем б=(3 ° 10 ' ° 4 ° 10 ')" ш=3,5 ° 10 ' ге=35 лж.
(36.5) В книгах указывается диаметр, равный 30 лги. 11аь зпдпте, согласие оказывается довольно хорошим! Ясно, что именно этот механизм определяет размер глаза пчелы и оп вполне доступен нашему пониманию. Подставив теперь полученное число з (36.'1), легко определить, каково угловое разрешение глаза пчелы. Оно окааывается очень плохим по сравнению с глазом человека. Мы способны видеть вещи, кажущийся размер которых в тридцать раэ меньше, чем видит пчела. Так что по тем больше о| ажется острота арения. Но почему же тогда природа не дала пчеле очень-очень мелкие омматидии?» В ответ можно сказать следующее: мы уже достаточно хорошо внаем физику, чтобы понять, что при попытке пропустить свет через уакую щелку из-за дифракции невозможно достаточно хорошо видеть в данном направлении, ибо туда будет попадать свет от раалнчных направлений, т.
е. от всех направлений, находящихся внутри угла Лбю такого, что ло =~. (36.2) Теперь ясно, что, если взять б слишком маленьким, каждый омматидий вследствие дифракции будет видеть не только в одном направлении! Но если сделать значение б слишком большии, то, хотя каждый будет смотреть в одном направлении, их окажется слишком мало, чтобы получить достаточно подробную картину. Таким образом, мы должны подобрать такое расстояние г(, чтобы полный эффект этих двух механнамов был минимальным.
Если мы ело'кнм два выражения и найдем место, где сумма имеет минимум, то получим ав Ф и е 86.9. Онтималъный равмер омматидия, равнин б, . сравнению с человеком изображение у пчелы получается довольяо расплывчатое, несфокусированное. Тем не менее так оно есть, и ка болыпее она просто не может рассчитывать. Естественно воанш;ает вопрос: а почему бы пчеле не завести себе такой же глаз, как у нас, с хрусталиком п со всем прочим? Этому мешает несколько довольно интересных причин. Прежде всего пчела слишком мала; если бы у нее был глаз, похожий яа наш, но соответственно уменьшенньш, то размер зрачка оказался бы порядка 30 мн, а позтому дифракция была бы так велика, что пчела все равно не видела бы лучше.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
