كم عدد الظلال التي يمكن تمييزها بالعين البشرية. تصور الإنسان للون. تأثير اللون على الإنسان. كانوا يقولون إن الخلايا العصبية لا تتجدد ، لكن يبدو الآن أنهم يقولون إن هذا ليس صحيحًا تمامًا. إذا كيف

جهاز الرؤية البشرية ليس كاميرا نقطية. تعتبر العيون آلية فريدة ومعقدة تدرك باستمرار أي معلومات خارجية وترجمتها إلى صورة بانورامية مثالية "موضوعية". لذلك ، يجيب الأطباء أن عدد الميجابكسل في العين البشرية هو صفر. يعمل نظام الإدراك البصري وفقًا لمبادئ مختلفة تمامًا عن التكنولوجيا الرقمية وأجهزة الاستشعار. إن كثافة وتركيز القضبان والأقماع مثيرة للإعجاب لدرجة أن مصفوفات الكاميرات الحديثة لا يمكنها الوصول إليها بالتأكيد. ترى العيون الصور التناظرية ، ولا تقوم برقمنتها ، لذا فإن مقارنة إدراكنا البصري مع مصفوفة CCD ليس أكثر من ترفيه مثير للاهتمام ليس له أساس علمي.

كم عدد الرموش التي يمتلكها الإنسان في عين واحدة؟

الرموش (الأهداب) هي شعيرات خشنة تؤطر العين من الأسفل ومن الأعلى. إنها لا تؤدي فقط دور الزخرفة الجمالية للجزء الخارجي ، ولكنها تعمل أيضًا كحاجز وقائي ضد جميع أنواع التلوث والغبار والعرق والأجسام الغريبة الصغيرة.

1. تنمو الرموش طوال حياة الإنسان. في الشباب ، ينموون ويتجددون بشكل مكثف ، بينما في كبار السن ينمون ببطء أكثر ، ويصبحون أكثر ندرة ونحافة.
2. متوسط ​​فترة تجدد الشعر عند الإنسان هو 8-9 أسابيع.
3. يبدأ الشعر الواقي على حواف الجفون في التكون حتى في الرحم ، حوالي الأسبوع السابع من النمو داخل الرحم.
4. على مدى العمر ، يصل الطول الإجمالي للأهداب التي نمت وسقطت في الإنسان إلى 30 مترًا.
5. عدد الرموش ليس قيمة ثابتة ، فهي تتراوح في المتوسط ​​من 250 إلى 400 قطعة لكل عين. علاوة على ذلك ، يوجد في الجفن العلوي ضعف عددهم في الجفن السفلي.
6. يحتوي الشعر الخشن على 97٪ من الكيراتين و 3٪ فقط من الماء.

العث على رموش عيون الشخص - هل هو خطير؟

Demodex ، أو كما يقول الناس ، سوس العين ، هي مشكلة شائعة جدًا. الضيوف الخطرين حجمهم مجهري (0.1-0.2 مم فقط) ، لذلك يمكنهم الاستقرار بحرية على الغدد الدهنية للجفون. تعتبر غدة حب الشباب (القراد) في حد ذاتها مخلوقًا غير ضار ، لكن نواتج الاضمحلال لنشاطها الحيوي تشكل خطورة كبيرة على الإنسان ، حيث يمكنها أن تدخل مجرى الدم وتصيب الجسم كله.

أهم أعراض الإصابة

1. ظهور حكة وانتفاخ واحمرار بالجفون.
2. تكوين قشور على الجذور الهدبية.
3. زيادة فقدان الرموش وتقشير متزايد.
4. تدهور الرؤية ، ظهور رهاب الضوء ، تطور الحساسية.

بمجرد أن تلاحظ العلامات المذكورة أعلاه في نفسك ، اتصل بطبيب العيون لتحديد التشخيص وتحديد نظام علاج المتابعة.

كم عدد الظلال التي يمكن للعين البشرية أن تميزها؟

وأخيرًا ، بعض المعلومات الشيقة حول الإمكانيات المذهلة لرؤيتنا. في مساحة الألوان المتاحة للشخص العادي ، هناك حوالي سبعة ملايين لون وظلال ، من مختلف التكافؤات. لا تدرك العين وتميز سبعة ألوان أساسية فحسب ، بل تدرك أيضًا عددًا كبيرًا من النغمات المتوسطة وشبه اللونية والظلال ذات التشبع المختلف وأطوال الضوء المختلفة. في المتوسط ​​، بمساعدة أجهزة الرؤية ، يمكننا التمييز بين حوالي 10 ملايين نغمة وحوالي 500 درجة لون من كل لون أساسي.

العين البشرية هي النظام البصري الأكثر تقدمًا الذي اخترعته الطبيعة. تحتوي شبكية العين على ما يقرب من 125 مليون خلية حساسة للضوء. إنهم يعالجون جزيئات الضوء التي تدخلهم ، ويقوم الدماغ ، بتلقي هذه المعلومات ، بتحويلها إلى مجموعة متنوعة من الأشكال والألوان. كم عدد الألوان التي يمكن للشخص أن يميزها؟

من الناحية النظرية ، يمكن للعين البشرية تمييز ما يصل إلى 10 ملايين لون. لكن في الواقع ، لا يميز سوى حوالي 100 لون ، وأولئك الذين ترتبط مهنتهم بالألوان - الفنانين والمصممين - حوالي 150. تحتوي شبكية العين على نوعين من الخلايا الحساسة للضوء: المخاريط والقضبان. الأول مسؤول عن إدراك الألوان (الرؤية النهارية) ، بينما يتيح الثاني رؤية ظلال اللون الرمادي في الإضاءة المنخفضة (الرؤية الليلية). في المقابل ، هناك ثلاثة أنواع من المخاريط ، وأفضل تمييز بين الأجزاء الزرقاء والخضراء والحمراء من الطيف. تسمى هذه الرؤية ثلاثية الألوان. لكن بعض الناس لديهم انتهاك لإدراك الألوان ، وغالبًا ما يكون اللون الأحمر والأخضر (عمى الألوان). يطلق عليهم ديكروماتس. الرؤية ثنائية اللون متأصلة أيضًا في معظم الثدييات.

لكن احتمالات أعيننا ليست بلا حدود. المخاريط قادرة فقط على اكتشاف فوتونات الضوء التي يتراوح طولها الموجي من 370 إلى 710 نانومتر) - وهذا ما يسمى طيف الإشعاع المرئي. يوجد أدناه الأشعة تحت الحمراء والطيف الراديوي ، وفوقها الأشعة فوق البنفسجية ، والأعلى من الأشعة السينية ثم طيف جاما. كل ما يقع خارج حدود الطيف المرئي ، لم تعد أعيننا تدركه. على الرغم من وجود أشخاص يعانون من انعدام العدسة (نقص العدسة) ، إلا أنهم قادرون على رؤية الموجات فوق البنفسجية.

في الواقع ، كل تنوع الألوان هو فقط قدرة الأجسام الزرقاء والخضراء والحمراء على عكس الضوء بأطوال موجية مختلفة ، ويقوم دماغنا بتحويلها إلى ألوان ، واستقبال إشارة من المستقبلات البصرية. يبلغ الطول الموجي للأخضر 530 نانومتر ، والأحمر 560 نانومتر ، والأزرق 420.

• أبطال الرؤية اللونية هم الطيور والزواحف والأسماك. تم العثور على أربعة أنواع من المخاريط في شبكية العين ، ومعظم هذه الحيوانات هي رباعي الألوان قادرة على تمييز ملايين الظلال. يمكن للطيور أيضًا رؤية الأشعة فوق البنفسجية.
• ترى العين البشرية في الحياة الواقعية الصورة مقلوبة ، ويقلبها دماغنا.
• العيون هي أكثر العضلات نشاطا في جسم الإنسان.
• لون العين الأكثر شيوعًا على كوكبنا هو البني ، والأندر هو الأخضر. وجميع العيون البنية هي في الواقع زرقاء ، مخفية بصبغة بنية.
• يمكن لأعيننا تمييز ما يصل إلى 500 درجة من درجات اللون الرمادي.

يتحدث عن الخصائص المذهلة لرؤيتنا - من القدرة على رؤية المجرات البعيدة إلى القدرة على التقاط موجات الضوء التي تبدو غير مرئية.

ألق نظرة حول الغرفة التي تتواجد بها - ماذا ترى؟ الجدران والنوافذ والأشياء الملونة - كل هذا يبدو مألوفًا وواضحًا. من السهل أن ننسى أننا لا نرى العالم من حولنا إلا بفضل الفوتونات - جزيئات الضوء تنعكس من الأشياء وتسقط على شبكية العين.

هناك ما يقرب من 126 مليون خلية حساسة للضوء في شبكية عين كل من أعيننا. يقوم الدماغ بفك شفرات المعلومات الواردة من هذه الخلايا حول اتجاه وطاقة الفوتونات التي تسقط عليها ويحولها إلى مجموعة متنوعة من الأشكال والألوان وشدة إضاءة الأجسام المحيطة.

الرؤية البشرية لها حدودها. لذا ، لا نستطيع رؤية موجات الراديو المنبعثة من الأجهزة الإلكترونية ، ولا أن نرى أصغر بكتيريا بالعين المجردة.

بفضل التقدم في الفيزياء وعلم الأحياء ، من الممكن تحديد حدود الرؤية الطبيعية. يقول مايكل لاندي ، أستاذ علم النفس وعلم الأعصاب في جامعة نيويورك: "أي شيء نراه له" عتبة "معينة نتوقف عن تمييزها تحتها".

لنفكر أولاً في هذه العتبة من حيث قدرتنا على تمييز الألوان - ربما تكون أول قدرة تتبادر إلى الذهن فيما يتعلق بالرؤية.

حقوق التأليف والنشر الصورة SPLتعليق على الصورة المخاريط مسؤولة عن إدراك اللون ، وتساعدنا القضبان على رؤية ظلال اللون الرمادي في الإضاءة المنخفضة.

قدرتنا على التمييز ، على سبيل المثال ، البنفسجي من الأرجواني مرتبطة بالطول الموجي للفوتونات التي تضرب شبكية العين. هناك نوعان من الخلايا الحساسة للضوء في شبكية العين - العصي والمخاريط. المخاريط مسؤولة عن إدراك اللون (ما يسمى بالرؤية النهارية) ، بينما تسمح لنا القضبان برؤية ظلال من اللون الرمادي في الإضاءة المنخفضة - على سبيل المثال ، في الليل (الرؤية الليلية).

في العين البشرية ، هناك ثلاثة أنواع من المخاريط وعدد مماثل من أنواع الأوبسين ، ولكل منها حساسية خاصة للفوتونات مع نطاق معين من الأطوال الموجية للضوء.

المخاريط من النوع S حساسة للجزء ذي الطول الموجي القصير البنفسجي والأزرق من الطيف المرئي ؛ المخاريط من النوع M هي المسؤولة عن الأصفر والأخضر (الطول الموجي المتوسط) ، والأقماع من النوع L هي المسؤولة عن الأصفر والأحمر (الطول الموجي الطويل).

كل هذه الموجات ، بالإضافة إلى مجموعاتها ، تسمح لنا برؤية النطاق الكامل للألوان في قوس قزح. يقول لاندي: "تصدر جميع مصادر الضوء المرئي للإنسان ، باستثناء عدد من المصادر الاصطناعية (مثل المنشور الانكساري أو الليزر) ، مزيجًا من الأطوال الموجية".

حقوق التأليف والنشر الصورةثينكستوكتعليق على الصورة ليس كل الطيف مفيد لأعيننا ...

من بين جميع الفوتونات الموجودة في الطبيعة ، تستطيع المخاريط لدينا فقط التقاط تلك التي تتميز بطول موجة في نطاق ضيق جدًا (عادةً من 380 إلى 720 نانومتر) - وهذا ما يسمى طيف الإشعاع المرئي. يوجد تحت هذا النطاق أطياف الأشعة تحت الحمراء والراديو - يختلف الطول الموجي للفوتونات منخفضة الطاقة لهذه الأخيرة من ملليمترات إلى عدة كيلومترات.

على الجانب الآخر من مدى الطول الموجي المرئي يوجد طيف الأشعة فوق البنفسجية ، يليه طيف الأشعة السينية ، ثم طيف أشعة جاما بالفوتونات التي لا يتجاوز طولها الموجي تريليون جزء من المتر.

على الرغم من أن رؤية معظمنا تقتصر على الطيف المرئي ، فإن الأشخاص الذين يعانون من انعدام العدسة - غياب العدسة في العين (نتيجة جراحة الساد أو عيب خلقي أقل شيوعًا) - قادرون على رؤية الموجات فوق البنفسجية.

في العين السليمة ، تحجب العدسة أطوال الموجات فوق البنفسجية ، ولكن في حالة عدم وجودها ، يكون الشخص قادرًا على إدراك الأطوال الموجية التي تصل إلى حوالي 300 نانومتر على أنها لون أزرق-أبيض.

تشير دراسة أجريت عام 2014 إلى أنه يمكننا جميعًا رؤية فوتونات الأشعة تحت الحمراء أيضًا. إذا اصطدم اثنان من هذه الفوتونات بنفس خلية شبكية العين في وقت واحد تقريبًا ، يمكن أن تتراكم طاقتهما ، مما يؤدي إلى تحويل أطوال موجية غير مرئية ، على سبيل المثال ، 1000 نانومتر إلى طول موجي مرئي يبلغ 500 نانومتر (معظمنا يرى أطوال موجية من هذا الطول الموجي بلون أخضر بارد) .

كم عدد الألوان التي نراها؟

في العين البشرية السليمة ، هناك ثلاثة أنواع من المخاريط ، كل منها قادر على تمييز حوالي 100 لون مختلف. لهذا السبب ، يقدر معظم الباحثين عدد الألوان التي يمكننا تمييزها بحوالي مليون لون. ومع ذلك ، فإن إدراك اللون شخصي للغاية وفريد.

يعرف جيمسون ما يتحدث عنه. تدرس رؤية رباعي الألوان - الأشخاص الذين يتمتعون بقدرات خارقة حقًا لتمييز الألوان. تيتراكروماسي نادر الحدوث ، في الغالب عند النساء. نتيجة لطفرة جينية ، لديهم نوع رابع إضافي من المخاريط ، مما يسمح لهم ، وفقًا لتقديرات تقريبية ، برؤية ما يصل إلى 100 مليون لون. (الأشخاص المكفوفون بالألوان ، أو ثنائي اللون ، لديهم نوعان فقط من المخاريط - لا يمكنهم رؤية أكثر من 10000 لون.)

كم عدد الفوتونات التي نحتاجها لرؤية مصدر الضوء؟

بشكل عام ، تتطلب المخاريط مزيدًا من الضوء لتعمل على النحو الأمثل من القضبان. لهذا السبب ، في الإضاءة الخافتة ، تنخفض قدرتنا على التمييز بين الألوان ، وتؤخذ العصي للعمل ، مما يوفر رؤية بالأبيض والأسود.

في ظروف المختبر المثالية ، في مناطق شبكية العين حيث تكون القضبان غائبة إلى حد كبير ، يمكن أن تطلق المخاريط عندما تصطدم ببضعة فوتونات فقط. ومع ذلك ، فإن العصي تقوم بعمل أفضل في التقاط حتى الضوء الخافت.

حقوق التأليف والنشر الصورة SPLتعليق على الصورة بعد جراحة العيون ، يكتسب بعض الأشخاص القدرة على رؤية الأشعة فوق البنفسجية.

كما أظهرت التجارب التي أجريت لأول مرة في الأربعينيات من القرن الماضي ، فإن كمًا واحدًا من الضوء يكفي لأعيننا أن تراه. يقول بريان واندل ، أستاذ علم النفس والهندسة الكهربائية في جامعة ستانفورد: "يستطيع الشخص فقط رؤية فوتون واحد. المزيد من حساسية الشبكية لا معنى له".

في عام 1941 ، أجرى باحثون من جامعة كولومبيا تجربة - تم إحضار الأشخاص إلى غرفة مظلمة ومنح أعينهم وقتًا معينًا للتكيف. تستغرق العصي عدة دقائق لتصل إلى الحساسية الكاملة ؛ لهذا السبب ، عندما نطفئ الضوء في الغرفة ، نفقد القدرة على رؤية أي شيء لفترة من الوقت.

بعد ذلك ، تم توجيه الضوء الأزرق والأخضر الوامض إلى وجوه الأشخاص. مع وجود احتمال أعلى من المعتاد ، سجل المشاركون في التجربة وميضًا من الضوء عندما اصطدم 54 فوتونًا فقط بشبكية العين.

لا يتم تسجيل جميع الفوتونات التي تصل إلى شبكية العين بواسطة خلايا حساسة للضوء. بالنظر إلى هذا الظرف ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن خمسة فوتونات فقط تنشط خمسة قضبان مختلفة في شبكية العين تكفي للإنسان أن يرى وميضًا.

أصغر وأبعد الأشياء المرئية

قد تفاجئك الحقيقة التالية: قدرتنا على رؤية جسم ما لا تعتمد على الإطلاق على حجمه المادي أو بعده ، ولكن على الأقل على ما إذا كانت بعض الفوتونات المنبعثة منه قد اصطدمت بشبكيتنا.

يقول لاندي: "الشيء الوحيد الذي تحتاجه العين لرؤية أي شيء هو كمية معينة من الضوء المنبعث أو المنعكس مرة أخرى إليها بواسطة جسم. كل ذلك يعود إلى عدد الفوتونات التي تصل إلى شبكية العين. توجد لجزء بسيط من ثانيًا ، لا يزال بإمكاننا رؤيتها إذا كانت تُصدر عددًا كافيًا من الفوتونات ".

حقوق التأليف والنشر الصورةثينكستوكتعليق على الصورة يكفي عدد قليل من الفوتونات للعين أن ترى الضوء.

غالبًا ما تذكر كتب علم النفس أنه في ليلة مظلمة صافية ، يمكن رؤية شعلة الشمعة من مسافة تصل إلى 48 كم. في الواقع ، تتعرض شبكية العين باستمرار للقصف بالفوتونات ، بحيث يتم فقد كمية واحدة من الضوء المنبعث من مسافة بعيدة في خلفيتها.

لتخيل المدى الذي يمكننا رؤيته ، دعنا نلقي نظرة على سماء الليل المرصعة بالنجوم. أحجام النجوم هائلة. العديد من الذين نراهم بالعين المجردة يبلغ قطرهم ملايين الكيلومترات.

ومع ذلك ، فحتى أقرب النجوم إلينا تقع على مسافة تزيد عن 38 تريليون كيلومتر من الأرض ، لذا فإن أحجامها الظاهرة صغيرة جدًا لدرجة أن أعيننا لا تستطيع تمييزها.

من ناحية أخرى ، ما زلنا نلاحظ النجوم كمصادر نقطة مضيئة للضوء ، لأن الفوتونات المنبعثة منها تتغلب على المسافات الهائلة التي تفصلنا وتضرب شبكية عيننا.

حقوق التأليف والنشر الصورةثينكستوكتعليق على الصورة تقل حدة البصر مع زيادة المسافة إلى الجسم

جميع النجوم الفردية المرئية في سماء الليل موجودة في مجرتنا - درب التبانة. أبعد شيء يمكن أن يراه الإنسان بالعين المجردة يقع خارج مجرة ​​درب التبانة وهو نفسه كتلة نجمية - هذا هو سديم أندروميدا ، الذي يقع على مسافة 2.5 مليون سنة ضوئية ، أو 37 كوينتيليون كيلومتر ، من شمس. (يدعي بعض الناس أنه في الليالي المظلمة بشكل خاص ، تسمح لهم الرؤية الحادة برؤية مجرة ​​المثلث ، التي تقع على مسافة حوالي 3 ملايين سنة ضوئية ، لكن دع هذا البيان يظل في ضميرهم).

يحتوي سديم أندروميدا على تريليون نجم. نظرًا للمسافة الكبيرة ، تندمج كل هذه النجوم المضيئة في بقعة ضوء يصعب تمييزها. في نفس الوقت ، حجم سديم أندروميدا هائل. حتى في مثل هذه المسافة العملاقة ، فإن حجمها الزاوي يبلغ ستة أضعاف قطر البدر. ومع ذلك ، يصل إلينا عدد قليل جدًا من الفوتونات من هذه المجرة بحيث بالكاد يمكن رؤيتها في سماء الليل.

حد حدة البصر

لماذا لا يمكننا رؤية النجوم الفردية في سديم المرأة المسلسلة؟ الحقيقة هي أن الدقة أو حدة الرؤية لها حدودها. (تشير حدة البصر إلى القدرة على تمييز عناصر مثل نقطة أو خط ككائنات منفصلة لا تندمج مع الكائنات المجاورة أو مع الخلفية.)

في الواقع ، يمكن وصف حدة البصر بنفس طريقة دقة شاشة الكمبيوتر - من حيث الحد الأدنى لحجم البكسل الذي لا يزال بإمكاننا تمييزه كنقاط فردية.

حقوق التأليف والنشر الصورة SPLتعليق على الصورة يمكن رؤية ما يكفي من الأجسام الساطعة على مسافة عدة سنوات ضوئية

تعتمد حدود حدة البصر على عدة عوامل - مثل المسافة بين المخاريط والقضبان الفردية في شبكية العين. تلعب الخصائص البصرية لمقلة العين دورًا لا يقل أهمية ، حيث لا يصطدم كل فوتون بخلية حساسة للضوء.

من الناحية النظرية ، تُظهر الدراسات أن حدة البصر لدينا محدودة بقدرتنا على رؤية حوالي 120 بكسل لكل درجة زاوية (وحدة قياس الزاوية).

يمكن أن يكون التوضيح العملي لحدود حدة البصر البشري شيئًا بحجم ظفر يقع على طول الذراع ، مع 60 خطًا أفقيًا و 60 خطًا رأسيًا من الألوان البيضاء والسوداء بالتناوب المطبقة عليه ، مما يشكل نوعًا من رقعة الشطرنج. يقول لاندي: "ربما يكون هذا هو أصغر رسم يمكن للعين البشرية أن ترسمه".

تعتمد الجداول التي يستخدمها أطباء العيون لفحص حدة البصر على هذا المبدأ. يتكون جدول Sivtsev الأكثر شهرة في روسيا من صفوف من الأحرف الكبيرة السوداء على خلفية بيضاء ، ويصبح حجم الخط أصغر مع كل صف.

يتم تحديد حدة البصر للشخص من خلال حجم الخط الذي يتوقف عنده عن رؤية معالم الحروف بوضوح ويبدأ في إرباكها.

حقوق التأليف والنشر الصورةثينكستوكتعليق على الصورة تستخدم مخططات حدة البصر أحرفًا سوداء على خلفية بيضاء.

إن حدود حدة البصر هي التي تفسر حقيقة أننا لا نستطيع أن نرى بالعين المجردة خلية بيولوجية ، لا يتجاوز حجمها بضعة ميكرومترات.

لكن لا تقلق بشأن ذلك. إن القدرة على تمييز مليون لون ، والتقاط فوتونات مفردة ، ورؤية المجرات على بعد بضعة ملايين من الكيلومترات هي نتيجة جيدة جدًا ، نظرًا لأن رؤيتنا يتم توفيرها من خلال زوج من الكرات الشبيهة بالهلام في تجاويف العين ، المتصلة بـ 1.5 كجم كتلة مسامية في الجمجمة.

17 أغسطس 2015 09:25 صباحا

ندعوك للتعرف على الخصائص المذهلة لرؤيتنا - من القدرة على رؤية المجرات البعيدة إلى القدرة على التقاط موجات الضوء التي تبدو غير مرئية.

ألق نظرة حول الغرفة التي تتواجد بها - ماذا ترى؟ الجدران والنوافذ والأشياء الملونة - كل هذا يبدو مألوفًا وواضحًا. من السهل أن ننسى أننا لا نرى العالم من حولنا إلا بفضل الفوتونات - جزيئات الضوء تنعكس من الأشياء وتسقط على شبكية العين.

هناك ما يقرب من 126 مليون خلية حساسة للضوء في شبكية عين كل من أعيننا. يقوم الدماغ بفك شفرات المعلومات الواردة من هذه الخلايا حول اتجاه وطاقة الفوتونات التي تسقط عليها ويحولها إلى مجموعة متنوعة من الأشكال والألوان وشدة إضاءة الأجسام المحيطة.

الرؤية البشرية لها حدودها. لذا ، لا نستطيع رؤية موجات الراديو المنبعثة من الأجهزة الإلكترونية ، ولا أن نرى أصغر بكتيريا بالعين المجردة.

بفضل التقدم في الفيزياء وعلم الأحياء ، من الممكن تحديد حدود الرؤية الطبيعية. يقول مايكل لاندي ، أستاذ علم النفس وعلم الأعصاب في جامعة نيويورك: "أي شيء نراه له" عتبة "معينة نتوقف عن تمييزها تحتها".

لنفكر أولاً في هذه العتبة من حيث قدرتنا على تمييز الألوان - ربما تكون أول قدرة تتبادر إلى الذهن فيما يتعلق بالرؤية.

قدرتنا على التمييز ، على سبيل المثال ، البنفسجي من الأرجواني مرتبطة بالطول الموجي للفوتونات التي تضرب شبكية العين. هناك نوعان من الخلايا الحساسة للضوء في شبكية العين - العصي والمخاريط. المخاريط مسؤولة عن إدراك اللون (ما يسمى بالرؤية النهارية) ، بينما تسمح لنا القضبان برؤية ظلال من اللون الرمادي في الإضاءة المنخفضة - على سبيل المثال ، في الليل (الرؤية الليلية).

في العين البشرية ، هناك ثلاثة أنواع من المخاريط وعدد مماثل من أنواع الأوبسين ، ولكل منها حساسية خاصة للفوتونات مع نطاق معين من الأطوال الموجية للضوء.

المخاريط من النوع S حساسة للجزء ذي الطول الموجي القصير البنفسجي والأزرق من الطيف المرئي ؛ المخاريط من النوع M هي المسؤولة عن الأصفر والأخضر (الطول الموجي المتوسط) ، والأقماع من النوع L هي المسؤولة عن الأصفر والأحمر (الطول الموجي الطويل).

كل هذه الموجات ، بالإضافة إلى مجموعاتها ، تسمح لنا برؤية النطاق الكامل للألوان في قوس قزح. يقول لاندي: "تصدر جميع مصادر الضوء المرئي للإنسان ، باستثناء عدد من المصادر الاصطناعية (مثل المنشور الانكساري أو الليزر) ، مزيجًا من الأطوال الموجية".

من بين جميع الفوتونات الموجودة في الطبيعة ، تستطيع المخاريط لدينا فقط التقاط تلك التي تتميز بطول موجة في نطاق ضيق جدًا (عادةً من 380 إلى 720 نانومتر) - وهذا ما يسمى طيف الإشعاع المرئي. يوجد تحت هذا النطاق أطياف الأشعة تحت الحمراء والراديو - يختلف الطول الموجي للفوتونات منخفضة الطاقة لهذه الأخيرة من ملليمترات إلى عدة كيلومترات.

على الجانب الآخر من مدى الطول الموجي المرئي يوجد طيف الأشعة فوق البنفسجية ، يليه طيف الأشعة السينية ، ثم طيف أشعة جاما بالفوتونات التي لا يتجاوز طولها الموجي تريليون جزء من المتر.

على الرغم من أن رؤية معظمنا تقتصر على الطيف المرئي ، فإن الأشخاص الذين يعانون من انعدام العدسة - غياب العدسة في العين (نتيجة جراحة الساد أو عيب خلقي أقل شيوعًا) - قادرون على رؤية الموجات فوق البنفسجية.

في العين السليمة ، تحجب العدسة أطوال الموجات فوق البنفسجية ، ولكن في حالة عدم وجودها ، يكون الشخص قادرًا على إدراك الأطوال الموجية التي تصل إلى حوالي 300 نانومتر على أنها لون أزرق-أبيض.

تشير دراسة أجريت عام 2014 إلى أنه يمكننا جميعًا رؤية فوتونات الأشعة تحت الحمراء أيضًا. إذا اصطدم اثنان من هذه الفوتونات بنفس خلية شبكية العين في وقت واحد تقريبًا ، يمكن أن تتراكم طاقتهما ، مما يؤدي إلى تحويل أطوال موجية غير مرئية ، على سبيل المثال ، 1000 نانومتر إلى طول موجي مرئي يبلغ 500 نانومتر (معظمنا يرى أطوال موجية من هذا الطول الموجي بلون أخضر بارد) .

كم عدد الألوان التي نراها؟

في العين البشرية السليمة ، هناك ثلاثة أنواع من المخاريط ، كل منها قادر على تمييز حوالي 100 لون مختلف. لهذا السبب ، يقدر معظم الباحثين عدد الألوان التي يمكننا تمييزها بحوالي مليون لون. ومع ذلك ، فإن إدراك اللون شخصي للغاية وفريد.

يعرف جيمسون ما يتحدث عنه. تدرس رؤية رباعي الألوان - الأشخاص الذين يتمتعون بقدرات خارقة حقًا لتمييز الألوان. تيتراكروماسي نادر الحدوث ، في الغالب عند النساء. نتيجة لطفرة جينية ، لديهم نوع رابع إضافي من المخاريط ، مما يسمح لهم ، وفقًا لتقديرات تقريبية ، برؤية ما يصل إلى 100 مليون لون. (الأشخاص المكفوفون بالألوان ، أو ثنائي اللون ، لديهم نوعان فقط من المخاريط - لا يمكنهم رؤية أكثر من 10000 لون.)

كم عدد الفوتونات التي نحتاجها لرؤية مصدر الضوء؟

بشكل عام ، تتطلب المخاريط مزيدًا من الضوء لتعمل على النحو الأمثل من القضبان. لهذا السبب ، في الإضاءة الخافتة ، تنخفض قدرتنا على التمييز بين الألوان ، وتؤخذ العصي للعمل ، مما يوفر رؤية بالأبيض والأسود.

في ظروف المختبر المثالية ، في مناطق شبكية العين حيث تكون القضبان غائبة إلى حد كبير ، يمكن أن تطلق المخاريط عندما تصطدم ببضعة فوتونات فقط. ومع ذلك ، فإن العصي تقوم بعمل أفضل في التقاط حتى الضوء الخافت.

كما أظهرت التجارب التي أجريت لأول مرة في الأربعينيات من القرن الماضي ، فإن كمًا واحدًا من الضوء يكفي لأعيننا أن تراه. يقول بريان واندل ، أستاذ علم النفس والهندسة الكهربائية في جامعة ستانفورد: "يستطيع الشخص فقط رؤية فوتون واحد. المزيد من حساسية الشبكية لا معنى له".

في عام 1941 ، أجرى باحثون من جامعة كولومبيا تجربة - تم إحضار الأشخاص إلى غرفة مظلمة ومنح أعينهم وقتًا معينًا للتكيف. تستغرق العصي عدة دقائق لتصل إلى الحساسية الكاملة ؛ لهذا السبب ، عندما نطفئ الضوء في الغرفة ، نفقد القدرة على رؤية أي شيء لفترة من الوقت.

بعد ذلك ، تم توجيه الضوء الأزرق والأخضر الوامض إلى وجوه الأشخاص. مع وجود احتمال أعلى من المعتاد ، سجل المشاركون في التجربة وميضًا من الضوء عندما اصطدم 54 فوتونًا فقط بشبكية العين.

لا يتم تسجيل جميع الفوتونات التي تصل إلى شبكية العين بواسطة خلايا حساسة للضوء. بالنظر إلى هذا الظرف ، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن خمسة فوتونات فقط تنشط خمسة قضبان مختلفة في شبكية العين تكفي للإنسان أن يرى وميضًا.

أصغر وأبعد الأشياء المرئية

قد تفاجئك الحقيقة التالية: قدرتنا على رؤية جسم ما لا تعتمد على الإطلاق على حجمه المادي أو بعده ، ولكن على الأقل على ما إذا كانت بعض الفوتونات المنبعثة منه قد اصطدمت بشبكيتنا.

يقول لاندي: "الشيء الوحيد الذي تحتاجه العين لرؤية أي شيء هو كمية معينة من الضوء المنبعث أو المنعكس مرة أخرى إليها بواسطة جسم. كل ذلك يعود إلى عدد الفوتونات التي تصل إلى شبكية العين. توجد لجزء بسيط من ثانيًا ، لا يزال بإمكاننا رؤيتها إذا كانت تُصدر عددًا كافيًا من الفوتونات ".

غالبًا ما تذكر كتب علم النفس أنه في ليلة مظلمة صافية ، يمكن رؤية شعلة الشمعة من مسافة تصل إلى 48 كم. في الواقع ، تتعرض شبكية العين باستمرار للقصف بالفوتونات ، بحيث يتم فقد كمية واحدة من الضوء المنبعث من مسافة بعيدة في خلفيتها.

لتخيل المدى الذي يمكننا رؤيته ، دعنا نلقي نظرة على سماء الليل المرصعة بالنجوم. أحجام النجوم هائلة. العديد من الذين نراهم بالعين المجردة يبلغ قطرهم ملايين الكيلومترات.

ومع ذلك ، فحتى أقرب النجوم إلينا تقع على مسافة تزيد عن 38 تريليون كيلومتر من الأرض ، لذا فإن أحجامها الظاهرة صغيرة جدًا لدرجة أن أعيننا لا تستطيع تمييزها.

من ناحية أخرى ، ما زلنا نلاحظ النجوم كمصادر نقطة مضيئة للضوء ، لأن الفوتونات المنبعثة منها تتغلب على المسافات الهائلة التي تفصلنا وتضرب شبكية عيننا.

جميع النجوم الفردية المرئية في سماء الليل موجودة في مجرتنا - درب التبانة. أبعد شيء يمكن أن يراه الإنسان بالعين المجردة يقع خارج مجرة ​​درب التبانة وهو نفسه كتلة نجمية - هذا هو سديم أندروميدا ، الذي يقع على مسافة 2.5 مليون سنة ضوئية ، أو 37 كوينتيليون كيلومتر ، من شمس. (يدعي بعض الناس أنه في الليالي المظلمة بشكل خاص ، تسمح لهم الرؤية الحادة برؤية مجرة ​​المثلث ، التي تقع على مسافة حوالي 3 ملايين سنة ضوئية ، لكن دع هذا البيان يظل في ضميرهم).

يحتوي سديم أندروميدا على تريليون نجم. نظرًا للمسافة الكبيرة ، تندمج كل هذه النجوم المضيئة في بقعة ضوء يصعب تمييزها. في نفس الوقت ، حجم سديم أندروميدا هائل. حتى في مثل هذه المسافة العملاقة ، فإن حجمها الزاوي يبلغ ستة أضعاف قطر البدر. ومع ذلك ، يصل إلينا عدد قليل جدًا من الفوتونات من هذه المجرة بحيث بالكاد يمكن رؤيتها في سماء الليل.

حد حدة البصر

لماذا لا يمكننا رؤية النجوم الفردية في سديم المرأة المسلسلة؟ الحقيقة هي أن الدقة أو حدة الرؤية لها حدودها. (تشير حدة البصر إلى القدرة على تمييز عناصر مثل نقطة أو خط ككائنات منفصلة لا تندمج مع الكائنات المجاورة أو مع الخلفية.)

في الواقع ، يمكن وصف حدة البصر بنفس طريقة دقة شاشة الكمبيوتر - من حيث الحد الأدنى لحجم البكسل الذي لا يزال بإمكاننا تمييزه كنقاط فردية.

تعتمد حدود حدة البصر على عدة عوامل - مثل المسافة بين المخاريط والقضبان الفردية في شبكية العين. تلعب الخصائص البصرية لمقلة العين دورًا لا يقل أهمية ، حيث لا يصطدم كل فوتون بخلية حساسة للضوء.

من الناحية النظرية ، تُظهر الدراسات أن حدة البصر لدينا محدودة بقدرتنا على رؤية حوالي 120 بكسل لكل درجة زاوية (وحدة قياس الزاوية).

يمكن أن يكون التوضيح العملي لحدود حدة البصر البشري شيئًا بحجم ظفر يقع على طول الذراع ، مع 60 خطًا أفقيًا و 60 خطًا رأسيًا من الألوان البيضاء والسوداء بالتناوب المطبقة عليه ، مما يشكل نوعًا من رقعة الشطرنج. يقول لاندي: "ربما يكون هذا هو أصغر رسم يمكن للعين البشرية أن ترسمه".

تعتمد الجداول التي يستخدمها أطباء العيون لفحص حدة البصر على هذا المبدأ. يتكون جدول Sivtsev الأكثر شهرة في روسيا من صفوف من الأحرف الكبيرة السوداء على خلفية بيضاء ، ويصبح حجم الخط أصغر مع كل صف.

يتم تحديد حدة البصر للشخص من خلال حجم الخط الذي يتوقف عنده عن رؤية معالم الحروف بوضوح ويبدأ في إرباكها.

إن حدود حدة البصر هي التي تفسر حقيقة أننا لا نستطيع أن نرى بالعين المجردة خلية بيولوجية ، لا يتجاوز حجمها بضعة ميكرومترات.

لكن لا تقلق بشأن ذلك. إن القدرة على تمييز مليون لون ، والتقاط فوتونات مفردة ، ورؤية المجرات على بعد بضعة ملايين من الكيلومترات هي نتيجة جيدة جدًا ، نظرًا لأن رؤيتنا يتم توفيرها من خلال زوج من الكرات الشبيهة بالهلام في تجاويف العين ، المتصلة بـ 1.5 كجم كتلة مسامية في الجمجمة.

لدى الشخص العادي حوالي 150 عنصرًا أساسيًا ، وهو محترف - ما يصل إلى 10-15 ألفًا ، في ظل ظروف معينة ، تتميز عين الشخص حقًا بعدة ملايين من تكافؤ الألوان ، لذا فهم يشكلون طاولات لرواد الفضاء الأمريكيين. قد تختلف الأرقام بناءً على التدريب والحالة الفردية وظروف الإضاءة وعوامل أخرى.
وفقًا للمصدر - "علم الأحياء في الأسئلة والأجوبة" - تحتوي مساحة اللون "للشخص العادي على حوالي 7 ملايين تكافؤ مختلف ، بما في ذلك فئة صغيرة من الألوان اللونية وفئة واسعة جدًا من العناصر اللونية. تتميز التكافؤات اللونية للون سطح جسم ما بثلاث صفات ظاهرية: النغمة والتشبع والخفة. في حالة المنبهات اللونية المضيئة ، يتم استبدال "الإضاءة" بـ "السطوع". من الناحية المثالية ، تدرجات الألوان هي ألوان "نقية". يمكن مزج الصبغة مع التكافؤ اللوني لإعطاء درجات مختلفة من الألوان. تشبع اللون هو مقياس للمحتوى النسبي للمكونات اللونية واللونية فيه ، ويتم تحديد الإضاءة من خلال موضع المكون اللوني على المقياس الرمادي.

أظهرت الدراسات أنه في المنطقة المرئية من الطيف ، يمكن للعين البشرية أن تميز ، في ظل ظروف مواتية ، حوالي 100 درجة من ظلال الخلفية اللونية. على مدى الطيف بأكمله ، مع استكماله بألوان أرجوانية نقية ، في ظروف السطوع الكافي للتمييز اللوني ، يصل عدد الظلال المميزة في درجات اللون إلى 150.

لقد ثبت بشكل تجريبي أن العين لا تدرك الألوان الأساسية السبعة فحسب ، بل تدرك أيضًا مجموعة كبيرة ومتنوعة من الظلال المتوسطة للألوان والألوان التي يتم الحصول عليها من مزج الضوء ذي الأطوال الموجية المختلفة. في المجموع ، هناك ما يصل إلى 15000 درجة لون وظلال.

يمكن للمراقب الذي يتمتع برؤية طبيعية للألوان ، عند مقارنة الكائنات ذات الألوان المختلفة أو مصادر الضوء المختلفة ، التمييز بين عدد كبير من الألوان. يميز مراقب مدرب حوالي 150 لونًا حسب درجة اللون ، وحوالي 25 عن طريق التشبع ، وبالخفة من 64 في الإضاءة العالية إلى 20 في الإضاءة المنخفضة.

على ما يبدو ، فإن التناقض في البيانات المرجعية يرجع إلى حقيقة أن إدراك اللون يمكن أن يتغير جزئيًا اعتمادًا على الحالة النفسية الفسيولوجية للمراقب ، ودرجة تدريبه ، وظروف الإضاءة ، وما إلى ذلك.

معلومة

إشعاع مرئي- الموجات الكهرومغناطيسية التي تراها العين البشرية ، والتي تشغل جزءًا من الطيف بطول موجة يبلغ حوالي 380 إلى 740 نانومتر. تحتل هذه الموجات نطاق التردد من 400 إلى 790 تيراهيرتز. ويسمى أيضًا الإشعاع الكهرومغناطيسي بهذه الأطوال الموجية ضوء مرئي، أو ببساطة خفيفة. قدم إسحاق نيوتن التفسيرات الأولى لطيف الإشعاع المرئي في كتاب "البصريات" ويوهان جوته في عمل "نظرية الألوان" ، ولكن حتى قبلهما ، لاحظ روجر بيكون الطيف البصري في كوب من الماء.

عين- عضو حسي للإنسان والحيوان لديه القدرة على إدراك الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق الطول الموجي للضوء ويوفر وظيفة الرؤية. حوالي 90٪ من المعلومات من العالم الخارجي تأتي من خلال العين البشرية. حتى أبسط اللافقاريات لديها القدرة على التوجه الضوئي بسبب رؤيتها ، وإن كانت غير كاملة للغاية.