Светлочувствителност на човешкото око.

Способността на окото да възприема светлината и да разпознава различна степен на нейната яркост се нарича възприемане на светлината, а способността да се адаптира към различна яркост на осветлението се нарича адаптация на окото; светлинната чувствителност се изчислява от стойността на прага на светлинния стимул. Човек с добро зрение е в състояние да види светлината от свещ през нощта на разстояние от няколко километра. Максималната чувствителност към светлина се достига след достатъчно продължителна адаптация на тъмнината. Определя се под действието на светлинен поток под твърд ъгъл от 50 ° при дължина на вълната 500 nm (максимална чувствителност на очите). При тези условия праговата светлинна енергия е около 10-9 erg/s, което е еквивалентно на потока от няколко кванта от оптичния диапазон в секунда през зеницата. Приносът на зеницата за регулирането на чувствителността на окото е изключително незначителен. Целият диапазон от яркост, който нашият визуален механизъм е в състояние да възприеме, е огромен: от 10-6 cd • m² за око, напълно приспособено към тъмнината, до 106 cd • m² за око, напълно адаптирано към светлината. обхватът на чувствителност се крие в разлагането и възстановяването на фоточувствителни пигменти в фоторецепторите на ретината - конуси и пръчки. Човешкото око съдържа два вида светлочувствителни клетки (рецептори): високочувствителни пръчки, които са отговорни за здрач (нощно) зрение, и по-малко чувствителни конуси, които са отговорни за цветното зрение.

В ретината на човешкото око има три вида конуси, максимумите на чувствителност на които са в червената, зелената и синята част на спектъра. Разпределението на типовете конуси в ретината е неравномерно: "сините" конуси са по-близо до периферията, докато "червените" и "зелените" са разпределени на случаен принцип. Съчетаването на типовете конуси с три "основни" цвята позволява разпознаване на хиляди цветове и нюанси. Кривите на спектралната чувствителност на трите вида конуси частично се припокриват, което допринася за явлението метамеризъм (фиг. 10).

Фигура 9. Нормализирани графики на светлинната чувствителност на конусите на човешкото око S, M, L. Пунктираната линия показва полумрака, "черно-бялата" чувствителност на пръчките.

Много силната светлина възбужда и трите вида рецептори и поради това се възприема като ослепително бяло лъчение.

Равномерното дразнене и на трите елемента, съответстващо на среднопретеглената дневна светлина, също създава усещане за бяло.
Гените, кодиращи светлочувствителни опсинови протеини, са отговорни за цветното зрение на човека (Таблица 1). Според привържениците на трикомпонентната теория, присъствието на три различни протеина, които реагират на различни дължини на вълната, е достатъчно за възприемане на цветовете. Повечето бозайници имат само два от тези гени, така че имат черно-бяло зрение. Чувствителният към червена светлина опсин се кодира при хората от гена OPN1LW. Други човешки опсини кодират гени OPN1MW, OPN1MW2 и OPN1SW, първите два от които кодират протеини, които са чувствителни към светлина при средни дължини на вълните, а третият е отговорен за опсина, който е чувствителен към късите дължини на вълната на спектъра.

Зрителното поле е пространството, едновременно възприемано от окото с фиксиран поглед и фиксирана позиция на главата. Той има определени граници, съответстващи на прехода на оптично активната част на ретината в оптически сляпата. Зрителното поле е изкуствено ограничено от изпъкналите части на лицето - задната част на носа, горния ръб на орбитата. Освен това границите му зависят от положението на очната ябълка в орбитата. Освен това във всяко око на здрав човек има област на ретината, която не е чувствителна към светлина, която се нарича сляпо петно. Нервните влакна от рецепторите до сляпото петно преминават по ретината и се събират в зрителния нерв, който преминава през ретината към другата страна на ретината. По този начин на това място няма светлинни рецептори.

Тази конфокална микрография показва оптичния диск в черно, клетките, покриващи кръвоносните съдове в червено, и съдържанието на съдовете в зелено. Клетките на ретината се показват като сини петна (Фигура 11).

Слепите петна в две очи са на различни места (симетрично). Този факт и фактът, че мозъкът коригира възприетия образ, обяснява защо при нормално използване на двете очи те са невидими. Всеки от нас ще може да наблюдава сляпо петно в себе си, ако постави Фигура 12 пред себе си и затвори дясното си око и погледне с лявото си око в десния кръст, който е кръгъл. В този случай лицето трябва да се държи изправено. Без да откъсвате поглед от десния кръст, увеличете (или отдалечете) лицето си от изображението и в същото време следвайте левия кръст (без да го гледате). В един момент ще изчезне.
Този метод може също да изчисли приблизителния ъглов размер на сляпото петно.

Фигура 11. Рецепция за откриване на сляпо петно.

Разграничават се и парацентралните части на зрителното поле. В зависимост от участието на едното или двете очи в зрението се прави разлика между монокулярното и бинокулярното зрителни полета. В клиничната практика обикновено се изследва монокулярно зрително поле.

Бинокулярно и стереоскопично зрение.

Човешкият зрителен анализатор при нормални условия осигурява бинокулярно зрение, тоест зрение с две очи с едно зрително възприятие. Основният рефлексен механизъм на бинокулярното зрение е рефлексът на сливане на изображението - рефлексът на сливане (сливане), който се получава при едновременно стимулиране на функционално различни нервни елементи на ретината и на двете очи. В резултат на това се получава физиологично двойно виждане на обекти, разположени по-близо или по-далеч от неподвижната точка (бинокулярно фокусиране). Физиологичното двойно виждане (фокус) помага да се оцени разстоянието на даден обект от очите и създава усещане за облекчение или стереоскопично зрение. При зрение с едно око възприемането на дълбочината (релефното разстояние) се извършва от hl. обр. поради вторични спомагателни признаци на отдалеченост (привиден размер на обект, линейни и въздушни перспективи, препятствие на някои обекти от други, приспособяване на окото и др.).

Фигура 12. Пътеки на зрителния анализатор

1 - лява половина на зрителното поле, 2 - дясна половина на зрителното поле, 3 - око, 4 - ретина, 5 - зрителни нерви, 6 - окуломоторен нерв, 7 - хиазма, 8 - оптичен тракт, 9 - странично геникулатно тяло, 10 - Горни хълмове на четворка, 11 - Неспецифичен визуален път, 12 - Зрителна кора. [2]

Това, което човек вижда не с очите си, а през очите, е ясно видимо на Фигура 13. Информацията или нашите зрителни усещания, възприемани от очите ни, се предават чрез зрителния нерв, хиазма, зрителни пътища до определени области на тилната част на мозъка кора, където онази картина на външния свят, която виждаме. Всички тези органи изграждат нашия зрителен анализатор или зрителна система.

Ето защо съвременната наука определя цвета като усещане, което се появява в зрителния орган на човек при излагане на цвят. По едно време Нютон емпирично доказа, че светлината е област на електромагнитно излъчване, видима за човека, от основния източник на светлина в нашата слънчева система - слънцето. Няколко вида електромагнитно излъчване произхождат от Слънцето, тези емисии са представени в таблица 2 по-долу. Както можете да видите, човек възприема само малка част - видима светлина.

Опростено, човешкото око е радиоприемник, способен да приема електромагнитни вълни с определен (оптичен) честотен диапазон (фиг. 13).