Свет

ЦВЕТ, СВЕТ И ЗРЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Свет

2. Органы зрения

2.1. Основные тенденции развития органов зрения в животном мире

2.2. Цветовое зрение

3. Зрительный анализатор человека

3.1. Строение глаза

3.2. Оптическая система

3.3. Адаптация

3.4. Световая и цветовая чувствительность

4. Фотохимическая теория зрения

5. Объяснение цвета тел

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

Учение о свете и световых явлениях составляет раздел физики, называемый оптикой.

Знание основных оптических законов имеем большое познава-тельное и практическое значение.

Мы живем в мире разнообразных световых явлений. Многие из ни, например такие, как вечерние зори, когда небо и облака над горизон-том как будто пылают в огне; радуга, простирающаяся от горизонта до горизонта, или полярные сияния, наблюдающиеся в полярных широтах, весьма красочны. Тем, кто не знаком с причинами их возникновения, эти световые явления кажутся необыкновенными и загадочными.

Чтобы выяснить причины тех или иных световых явлений, нужно обнаружить связь наблюдаемого явления с другими явлениями и объяс-нить его на основании определенного закона природы. Тогда загадоч-ность явления исчезнет, и мы приобретем о нем научное знание.

В повседневной жизни мы встречаемся со многими световыми явлениями, но обычно не задумываемся над ними – настолько они при-вычны для нас, а вот объяснить их часто затрудняемся. Например,

чайная ложка, опущенная в стакан с водой, кажется нам надломленной или сломанной, в зависимости от того, с какой стороны мы смотрим на ложку.

А вот пример более сложного светового явления. Мы видим ок-ружающие нас предметы многоцветными при освещении солнцем или яркой лампой, но с наступлением сумерек или при ослаблении света цветность предметов блекнет.

На основе законов оптики возникла оптическая и осветительная тех-ника.

Оптическая техника получила свое развитие благодаря изобрете-нию и использованию линз. Линзы составляют главную основу оптиче-ских приборов. Каждому теперь известны очки, лупа, микроскоп, би-нокль, телескоп и др.

Но самым главным и ценнейшим для нас является живой оптиче-ский – наш орган зрения – глаз.

1. СВЕТ – ИСТОЧНИК ЗРЕНИЯ

Когда мы при дневном свете смотрим на различные тела, Тела окружающие нас, мы видим их окрашенными в различные цвета. Так трава и листья деревьев – зеленые, цветы – красные или синие или жел-тые или фиолетовые. Есть также черные, белые, серые тела. Вс6е это не может не вызывать удивление. Казалось бы, все тела освещены одним и тем же светом – светом Солнца. Почему же различны их цвета

Будем исходить из того , что свет – электромагнитная волна, то есть распространяющая переменное электромагнитное поле. В солнеч-ном свете содержаться волны, в которых электрическое и магнитное по-ля колеблются с различными частотами.

Всякое же вещество состоит из атомов и молекул, содержащих заряженые частицы, которые взаимодействуют друг с другом. Посколь-ку частицы заряжены под действием электрического поля они могут двигаться, а если поле переменное – то они могут совершать колебания, причем каждая частица в теле имеет определенную собственную часто-ту колебаний.

Это простая, хотя не слишком точная картина позволит нам по-нять, что происходит при взаимодействии света с веществом.

Когда на тело падает свет, электрическое поле, ‘принесенное’ им, заставляет заряженные частицы в теле совершать вынужденные колеба-ния (поле световой волны переменное). При этом у некоторых частиц их собственная частота колебаний может совпадать с какой-то частотой ко-лебаний поля световой волны. Тогда, как известно, произойдет явление резонанса – резкого увеличения амплитуды колебаний. При резонансе энергия, принесенная волной, передается атомам тела, что в конечном счете вызывает его нагревание. О свете, частота которого попала в резо-нанс говорят, что он поглотился теплом.

Но какие то волны из падающего света не попадают в резонанс. Однако они тоже заставляют колебаться с малой амплитудой. Эти час-тицы сами становятся источником так называемых вторичных электро-магнитных волн тлой же частоты. Вторичные волны, складываясь с па-дающей волной, составляют отраженный или проходящий свет.

Если тело непрозрачное, то поглощение и отражение все, что мо-жет произойти с падающим на тело светом: не попавший в резонанс свет отражается, попавший – поглощается. В этом и состоит “секрет” цветности тел. Если например из состава падающего солнечного света в резонанс попали колебания, соответствующий красному цвету, то в от-раженном свете их не будет. А наш глаз устроен так, что солнечный свет, лишенный своей красной части, вызывает ощущение зеленого цве-та. Окраска непрозрачных тел зависит, таким образом, от того, какие частоты падающего света отсутствуют в свете, отраженным телом.

Существуют тела, в которых заряженные частийы имеют так много различных собственных частот колебаний, что каждая или почти каждая частота в падающем свете попадает в резонанс. Тогда ведь па-дающий свет поглощается, и отражаться просто нечему. Такие тела на-зывают черными, то есть телами черного цвета.

2.ОРГАНЫ ЗРЕНИЯ И ИХ ЭВОЛЮЦИЯ.

2.1Основные тенденции развития органов зрения в животном мире.

Органы многоклеточных животных (кроме губок), обеспе-чивают восприятие световых раздражений. Основные элементы органов зрения - светочувствительные клетки (фоторецепторы). Простые органы зрения (например, у дождевых червей) состоят из светочувствительных клеток без пигмента, рассеяных среди эпителиальных клеток наружного покрова. Они воспринимают лишь изменения в интенсивности освеще-ния и не реагируют на направление падаюшего света. У пиявок образу-ются скопления светочувствительных клеток, подостланные или заэкра-нированные пигментными клетками, которые изолируют светочувстви-тельные клетки от боковых лучей, что позволяет различать не только интенсивность, но и направление падающего света. У некоторых медуз и плоских червей органы зрения - разрозненные светочувствительные клетки, концентрирующиеся в глазные пятна (стигмы). Дальнейшее ус-ложнение органов зрения привело к углублению эпителия глазного пят-на в глазной бокал. Если края его смыкаются, органы зрения принимают форму пузырька, заполненного студнеобразным веществом, образую-щим стекловидное тело. Такое постепенное развитие органов зрения ха-рактерно для многощетинковых червей и молюсков. Зрительные клетки таких органов зрения лежат под эпителием и вместе с пигментными клетками образуют сетчатку. У многих членистоногих органы зрения представлены фасеточными глазами. Дальнейшее усовершенствование пузырчатого органа зрения приводит к увеличению числа фоторецепто-ров, появлению роговицы, радужной оболочки со зрачком хрусталика, особого аккомодационного приспособления и мускулатуры, служащей для движения самого глаза. Органы зрения развиваясь независимо в раз-личных филогенетических ветвях животного мира, на высших ступенях приобретают сходное строение. При этом ведущим фактором эволюции органов зрения по-видимому, была тенденция оптимального сочетания процессов как большего использования энергии светового потока, таки улучшение избирательной чувствительности

Каждое животное видит мир по-своему. Сидя в засаде, ля-гушка видит только движущиеся предметы: насекомых, на которых они охотятся, или своих врагов. Чтобы увидеть все остальное, она должна сама начать двигаться.

Сумеречные и ночные животные (например, волки и дру-гие хищные звери), как правило, почти не различают цветов.

А вот стрекоза хорошо различает цвета, но только... ниж-ней половиной глаз. Верхняя половина смотрит в небо, на фоне которого добыча и так хорошо заметна.

О хорошем зрении насекомых мы можем судить хотя бы по красоте цветков растений - ведь эта красота предназначена природой именно для насекомых-опылителей. Но мир, какими они его видят, сильно отличается от привычного нам.

Цветки, которые опыляют пчелы, обычно не окрашены в красный цвет: пчела этот цвет воспринимает, как мы - черный. Зато, ве-роятно, многие невзрачные на наш взгляд цветы приобретают неожи-данное великолепие в ультрофиолетовом спектре, в котором видят насе-комые. На крыльях некоторых бабочек (например, лимонницы) имеются узоры, скрытые от человеческого глаза и видимые только в ультрофио-летовых лучах.

Удивительным образом используют особенности зрения насеко-мых некоторые пауки, поджидающие своих жертв внутри цветков. Ра-зумеется, будущая жертва, садясь на цветок, не должна замечать паука, между тем, на брюшках многих таких пауков бросаются в глаза яркие красные пятна. Чем это объяснить? Оказывается, когда на тех же пауков взглянули, так сказать, глазами насекомых, пятна стали совершенно не-заметными. Зато