GuruAnimale.com

Какви са границите на човешкото зрение?

Видео: Какво всъщност може да йога? Границата на човешките възможности

От наблюдения на далечни галактики светлинни години от нас, за да възприятието на невидими цветове, Адам Hedheyzi по Би Би Си обяснява защо очите ви могат да правят невероятни неща. Огледайте се наоколо. Какво виждаш? Всички тези цветове, стените, прозорците, всичко изглежда очевидно, тъй като, ако тя трябва да е тук. Идеята, че можем да го видим през частиците на светлина - фотони - че скача на разстояние от предмети и попадат в нашите очи, изглежда невероятно.

Това фотон бомбардиране абсорбира около 126 милиона светлочувствителни клетки. Различна посока и енергията на фотоните се предават в мозъка ни в различни форми, цветове, яркост, пълни с изображения на нашия многоцветен свят.

Нашата забележителна зрение очевидно има няколко ограничения. Ние не можем да видим радиовълни, произтичащи от нашите електронни устройства, не могат да видят на бактериите под носа си. Но с напредъка на физиката и биологията, можем да определим основните границите на естественото. "Всичко, което може да се направи разграничение между праг, най-ниското ниво по-горе и по-долу, които не можете да видите," - казва Майкъл Ланди, професор по неврология в университета в Ню Йорк.

Започнете да търсите най-визуалните праговете в светлината на - помилване на игра на думи - че много сътрудник с визията първо: цветът.

Защо ние виждаме, лилаво, не кафявото, това зависи от енергията, или дължина на вълната, фотони инцидента върху ретината, разположен в задната част на нашите очи. Има два вида фоторецептори, пръчки и конуси. Конуси са отговорни за цвета и пръчки, ни позволяват да видим нюанси на сивото при ниска осветеност, като през нощта. Opsins или пигментни молекули в клетките на ретината поглъщат електромагнитна енергия от случайните фотони, генериране на електрически импулс. Този сигнал преминава през зрителния нерв до мозъка, където той е роден в съзнание възприемане на цветове и изображения.

В момента има три вида конуси и съответния опсин всеки чувствителен на фотони от определен дължина на вълната. Тези конуси са обозначени с букви S на, М и L (кратко, средносрочен и дългосрочен дължини на вълните, съответно). Кратко вълна ние възприемаме синьо, дълго - в червено. Дължини на вълните между тях и техните комбинации се превръщат в пълен дъга. "Всички светлината, която се вижда, в допълнение към изкуствено създаден чрез използване на призми или интелигентни устройства, като например лазери, е смес от различни дължини на вълните - каза Landy."

От всички възможни конуси фотон дължини на вълните открие нашата малка група от 380 до 720 нанометра - това, което наричаме видимия спектър. Отвъд нашата гама от възприятие е, инфрачервена и радиочестотния спектър, като последният вълнов обхват диапазона от милиметър до км.

С течение на нашия видим спектър на по-високи енергии и малка дължина на вълната, ние откриваме, ултравиолетова спектър, тогава рентгеновите лъчи, а отгоре - гама-спектър, където дължината на вълната да достигне една трилионна част от метъра.

Докато повечето от нас са ограничени до видимия спектър, хора с афакия (липса на обектива) са видими в ултравиолетовия спектър. Афакия обикновено се създава в резултат на хирургично отстраняване на катаракта или вродени дефекти. Обикновено обектива блокове UV светлина, така че без него, хората могат да видят отвъд видимия спектър и да се възприемат дължини на вълната до 300 нанометра в синкав оттенък.

Проучване през 2014 г. показа, че, относително казано, всички ние можем да видим, че инфрачервените фотони. Ако две инфрачервена фотон случайно попаднат в ретинални клетки почти едновременно, общото им енергия, превръщането от невидим дължина на вълната (напр 1000 пМ) във видимата 500 нанометра (студен зелен по-голямата част на окото).

Как виждаме цвят?

Здравословният човешкото око има три вида конуси, всяка от които могат да различат около 100 различни цветове, така че повечето изследователи са съгласни, че очите ни като цяло могат да различат около един милион нюанси. Въпреки това, на възприемането на цветовете - по-скоро субективно капацитет, който варира от човек на човек, следователно, за да се определят точните цифри е трудно.

"Това е доста трудно да го смени на телефонните номера, - казва Кимбърли Джеймисън, изследовател в Университета на Калифорния в Ървайн. - Какво един човек вижда, че може да бъде само част от цветовете се виждат от другия човек ".

Jamison знае какво се говори, тъй като той работи с "tetrachromacy" - хора, които имат "свръхчовек" визия. Тези редки индивиди, най-вече жени, са с генетична мутация, която им даде допълнително четвъртото конуси. Грубо казано, защото на четвърти пакет от конуси, tetrachromacy да видите 100 милиона цвята. (Хора с цветна слепота, dichromates, имат само два вида конуси и могат да се видят около 10 000 цвята).

Колко фотони най-малко трябва да видим?

С цел да се работи цветоусещане, конуси са склонни да се нуждаят от много повече светлина, отколкото техните колеги пръчки. Ето защо, при слаба светлина цвят е "погасява", тъй като челните монохромни коли.



При идеални лабораторни условия и в области на ретината, където пръчки са до голяма степен отсъстват, шишарки могат да се активират само от шепа фотони. И все пак се придържа по-добра работа от гледна точка на разсеяна светлина. Експериментите показаха, че 40-те години, един квант светлина е достатъчно, за да привлече вниманието ни. "Хората могат да отговорят на един единствен фотон, - каза Брайън Wandell, професор по психология и електротехника в Станфорд. - Няма смисъл в още по-голяма чувствителност ".

През 1941 г. учени от университета Колумбия седнали хора в тъмна стая и даде очите им се адаптира. Той се придържа отне няколко минути, за да достигне пълния чувствителност - ето защо ние имаме проблеми със зрението, когато изведнъж светлината изгасва.

След това изследователите осветени в синьо зелена светлина пред лицата от тестовете. На ниво, което надхвърля статистическо отклонение, участниците имаха възможност да се определи светлината, когато първият фотон 54 достигна очите им.

След загубата на плащане фотон чрез усвояване на другите компоненти на окото, учените са установили, че в продължение на пет от фотоните активирате пет индивидуални пръчки, които дават на участниците чувство на света.

Каква е границата на малкия и далечен, че можем да видим?

Този факт може да ви изненада: Няма вътрешна ограничения малката или в най-отдалечената нещо, което може да се види. Докато обекти от всякакъв размер, по всяко разстояние предават фотони клетки на ретината, ние може да ги види.

"Всичко, което вълнува окото, е количеството светлина, която достига до окото, - казва Ланди. - Общият брой на фотони. Можете да направите източника на светлина е абсурдно малък и дистанционно, но ако той излъчва фотони мощни, можете да го видя. "

Например, конвенционалната мъдрост гласи, че ние можем да видим пламъка на свещ от разстояние от 48 км тъмна ясна нощ. На практика, разбира се, очите ни би просто плуват в фотони, така бездомни светлинните лъчи от разстояние просто се губят в хаоса. "Когато се увеличи интензивността на заден план, количеството светлина, което трябва да видите нещо, увеличена", - каза Ланди.

Нощното небе с тъмен фон, звездния, е красноречив пример за обхвата на нашата визия. звезда ogromny- много от тези, които виждаме в нощното небе, да направи милиони километри в диаметър. Но дори и най-близките звезди са най-малко 24 трилиона километра от нас, а защото толкова малки, за нашите очи, че не може да каже. И все пак ние ги виждаме като една от силните страни на излъчване на светлина като фотони преминават космически разстояния и да получите в нашите очи.

Всички индивидуални звезди, които виждаме в нощното небе, са в нашата галактика - Млечния път. Най-далечен обект можем да видим с просто око, е извън нашата галактика: галактика Андромеда, който се намира на 2,5 милиона светлинни години от нас. (Въпреки че това е спорно, някои хора твърдят, че те могат да видят галактиката на триъгълник в изключително тъмно нощно небе, но това е три милиона светлинни години от нас, само трябва да се вземат думата си за него).

Милиардите звезди в галактиката Андромеда, дадени му разстояние, разпределени в една неясна част от нажежен небе. И все пак размерът му е огромен. От гледна точка на видимия си размер, дори и да е в квинтилион километра, тази галактика е шест пъти по-широк от пълната луна. Въпреки това, нашите очи нагоре толкова малко фотони, че това небесно чудовище е почти незабележимо.

Доколкото може да бъде остра визия?

Защо ние не се разграничи отделните звезди в галактиката Андромеда? Границите на нашата визуална резолюция, или зрителна острота, са ограничаващи. Зрителната острота - е способността да се направи разграничение детайли като точки или линии, разделени един от друг, така че те не са обединени. Така, че е възможно да се помисли за границите на броя на "точки", които можем да различим.

Границите на зрителната острота създават няколко фактора, като разстоянието между конусите и пръти, опаковани в ретината. Също така важно е оптиката на очната ябълка, която, както казахме, той предотвратява всички възможни фотони на светлочувствителни клетки.

Теоретично, проучвания показват, че най-доброто, което можем да видим, това е около 120 пиксела на степен на дъга, единица ъглово измерване. Можете да си го представите като черно-бяла шахматна дъска 60 от 60 клетки, които отговарят на рамото на ноктите. "Това е ясен модел, който можете да видите," - каза Ланди.

скрининг Vision, както и таблица с дребен шрифт, се ръководи от същите принципи. Тези ограничения за визуално да обяснят защо не можем да се разграничат и да се съсредоточи върху една ширина тъп биологична клетка на няколко микрометра.

Но не се отпишат самите отчети. Милиона цвята, единични фотони, галактически светове отвъд kvantilliony километра - не е твърде лошо за балон на желе в нашите контакти, свързани с гъбата на 1,4-килограмова в нашите черепи.

Видео: Space: Път в скоростта на пространство на светлината 1080-HD

Споделяне в социалните мрежи:

сроден