Inimsilma hämmastavad võimed: kosmiline nägemine ja nähtamatud kiired. Kui kaugele näeb inimsilm Kui kaugele näeb inimsilm
Maa pind kõverdub ja kaob vaateväljast 5 kilomeetri kaugusel. Kuid meie nägemise teravus võimaldab meil näha kaugele horisondi taha. Kui Maa oleks lame või kui seisaksite mäe otsas ja vaataksite planeedil palju suuremat ala kui tavaliselt, võiksite näha eredaid tulesid sadade miilide kaugusel. Pimedal ööl võis näha isegi küünla leeki, mis asus sinust 48 kilomeetri kaugusel.
Kui kaugele inimsilm näeb, sõltub sellest, kui palju valgusosakesi ehk footoneid kauge objekt kiirgab. Kaugeim palja silmaga nähtav objekt on Andromeeda udukogu, mis asub Maast 2,6 miljoni valgusaasta kaugusel. Üks triljon tähte selles galaktikas eraldab kokku nii palju valgust, et mitu tuhat footonit põrkaks iga sekundiga kokku maapinna iga ruutsentimeetriga. Pimedal ööl piisab sellest kogusest võrkkesta aktiveerimiseks.
1941. aastal tegid nägemisspetsialist Selig Hecht ja tema kolleegid Columbia ülikoolist selle, mida siiani peetakse usaldusväärseks absoluutse nägemisläve mõõtmiseks – minimaalne arv footoneid, mis peavad võrkkestasse sisenema, et tekitada teadlikkust visuaalsest tajust. Katse seadis ideaalsetes tingimustes künnise: osalejate silmadel anti aega täielikuks kohanemiseks absoluutse pimedusega, stiimulina toiminud sinakasrohelise valgussähvatuse lainepikkus oli 510 nanomeetrit (mille suhtes silmad on kõige tundlikumad), ja valgus oli suunatud võrkkesta perifeersesse serva.täidetud valgust ära tundvate varrasrakkudega.
Selleks, et katses osalejad enam kui pooltel juhtudel sellist valgussähvatust ära tunneksid, pidi teadlaste sõnul silmamunadesse langema 54–148 footoni. Võrkkesta neeldumise mõõtmiste põhjal arvutasid teadlased välja, et inimese võrkkesta vardad neelavad tegelikult keskmiselt 10 footoni. Seega näitab 5-14 footoni neeldumine või vastavalt 5-14 varda aktiveerumine ajule, et te näete midagi.
"See on tõepoolest väga väike arv keemilisi reaktsioone," märkis Hecht ja tema kolleegid seda katset käsitlevas artiklis.
Võttes arvesse absoluutset läve, küünlaleegi heledust ja hinnangulist kaugust, mil helendav objekt hämardub, jõudsid teadlased järeldusele, et inimene suudab eristada küünlaleegi nõrka värelust 48 kilomeetri kaugusel.
Kuid millise vahemaa tagant saame ära tunda, et objekt on midagi enamat kui lihtsalt valguse värelus? Selleks, et objekt paistaks ruumiliselt väljavenituna, mitte punktina, peab sellest tulev valgus aktiveerima vähemalt kaks kõrvuti asetsevat võrkkesta koonust – värvinägemise eest vastutavad rakud. Ideaalis peaks objekt asuma külgnevate koonuste ergastamiseks vähemalt 1 kaareminuti ehk ühe kuuendiku kraadise nurga all. See nurgamõõt jääb samaks sõltumata sellest, kas objekt on lähedal või kaugel (kauge objekt peab olema palju suurem, et olla lähedal asuvaga sama nurga all). Täiskuu asub 30 kaareminuti nurga all, samas kui Veenus on vaevu nähtav väljaveninud objektina umbes 1 kaareminuti nurga all.
Inimese suurused objektid on väljaulatutuna eristatavad vaid umbes 3 kilomeetri kauguselt. Võrdluseks, sellel kaugusel võisime selgelt eristada kahte
22-08-2011, 06:44
Kirjeldus
Ameerika kodusõja ajal töötas dr Herman Snellen välja diagrammi nägemise kontrollimiseks kahekümne jala (6 m) kauguselt. Tänaseni kaunistavad mudeli järgi kujundatud lauad silmaarstide ja kooliõdede kabinettide seinu.
Üheksateistkümnendal sajandil otsustasid nägemiseksperdid, et me peaksime nägema 6 m kõrgusel veidi alla 1,25 cm kõrgusi tähti. Nendel, kes näevad selle suurusega tähti, on väidetavalt täiuslik nägemine – st 20/20.
Sellest ajast peale on palju vett voolanud. Maailm on dramaatiliselt muutunud. Toimus teaduslik ja tehnoloogiline revolutsioon, lastehalvatus võideti, mees läks Kuule, ilmusid arvutid ja mobiiltelefonid.
Kuid vaatamata uusimale lasersilmakirurgia tehnoloogiale, mitmevärvilistele kontaktläätsedele, vaatamata Interneti üha suurenevale nägemisnõudlusele, on igapäevane silmahooldus sisuliselt sama, mis dr Snelleni tabel, mis loodi peaaegu sada viiskümmend aastat tagasi.
Mõõdame oma selge nägemise lihaste tugevust, mõõtes, kui hästi näeme väikeseid tähti lähedalt.
Normaalse nägemisega 15-aastased lapsed näevad väikeseid tähti kolme-nelja tolli kaugusel. Vanusega hakkavad need jõud aga vähenema. Loomuliku vananemisprotsessi tulemusena kaotame umbes kolmekümneaastaselt poole oma selgest nägemisest ja suudame keskenduda nelja-kaheksa tolli (10-20 sentimeetri) kaugusele. Järgmise kümne aasta jooksul kaotame jälle poole oma jõust ja meie fookus libiseb kuueteistkümne tollini (40 cm). Järgmine kord, kui kaotame poole oma selgest nägemisest, on tavaliselt neljakümne ja neljakümne viie aasta vanused. Sel perioodil suureneb fookus 80 cm-ni ja äkki on meie käed lugemiseks liiga lühikesed. Kuigi paljud patsiendid, keda nägin, väitsid, et probleem on pigem nende kätes kui silmades, eelistasid nad kõik endale lugemisprillid hankida, selle asemel et teha käepikendusoperatsiooni.
Siiski mitte ainult eakad inimesed vajadus suurendada visuaalsete lihaste tugevust. Mõnikord kohtan noori ja isegi lapsi, kes peavad seda jõudu oluliselt suurendama, et lugeda või õppida ilma väsimata. Et saada kohe aimu enda nägemise võimsusest, katke üks silm käega ja liikuge lähinägemise tabeli lähedale, nii et näete tähti real 40. Nüüd sulgege teine silm ja korrake protsessi. Kui kannate lugemisprille, kandke neid kontrolli ajal. Kui olete kahe nädala jooksul selge nägemise harjutusi teinud, korrake testi samal viisil ja märkige, kas on muutusi.
Paindlikkus
Need, kellel on objektid hägustuvad silme ees esimestel sekunditel, kui nad vaatavad raamatust või arvutist üles, on neil raskusi selge nägemise lihaste paindlikkusega. Kui su hobid või töö nõuavad sagedast silmade fookuse muutmist ja objektide piirjooned ei muutu kohe teravaks, siis oled ilmselt juba kaotanud palju tunde, oodates, millal nägemine taas selgeks saab. Näiteks õpilasel, kellel kulub teistest rohkem aega, et tahvlilt pilku pöörata ja oma märkmikule keskenduda, kulub tahvlile kirjutatud ülesande täitmiseks kauem aega.
Vastupidavus
Nagu ma olen varemgi öelnud, ei piisa sellest, kui suudad kontrollimise ajal tabelis pool tosinat tähte nimetada. Peaksite suutma mõnda aega oma nägemist selgena hoida, isegi kui suudate lugeda 20/10 rida. Vastupidavusprobleemidega inimestel on lugemise või autojuhtimise ajal raske selget nägemist säilitada. Tavaliselt näevad nad objekte ebaselgelt, nende silmad lähevad põletikuliseks ja neil on isegi peavalu, kui nad peavad midagi pikka aega lähedalt vaatama. Selle peatüki teises pooles kirjeldatud harjutuste sooritamise lihtsus annab aimu nii nägemise painduvusest kui ka vastupidavusest.
Aastal rääkisin loo Billist ja sellest, kuidas tema nägemine pika interneti kasutamise tõttu halvenes. See oli näide sellest, kuidas 20/20 nägemine on hea lähtepositsioon, kuid see on ainult lähtepositsioon. 20/20 nägemine ei garanteeri, et esemed on selged, kui võtame pilgu raamatult või arvutimonitorilt või et me ei kannata lugemise ajal peavalu ega ebamugavustunnet kõhus. 20/20 nägemine ei garanteeri, et näeme pimedal ajal hästi liiklusmärke ega ka teisi inimesi.
Kõige rohkem, mida 20/20 nägemine garanteerida saab, on see, et suudame 19. sajandi diagrammist eemal hoida oma silmi piisavalt kaua fookuses, et lugeda kuut või kaheksat tähte.
« Miks peaksime siis leppima 20/20 visiooniga? - te küsite.
Minu vastus on loomulikult: Ja tõesti, miks?»
Miks leppida arvutiga töötades valutavate silmade või peavaluga? Miks leppida lisapingutusega, mis meid lugedes delikaatselt kurnab ja paneb end päeva lõpuks tundma nagu pigistatud sidrun? Milleks leppida selle pingega, millega õhtul liikluses liikudes teeviitasid välja teha püüame? Kas see Vana Testamendi nägemuskaart poleks pidanud maha matta ammu enne kahekümnenda sajandi lõppu? Lühidalt, miks peaksime leppima sellega, et meie nägemus ei ühti internetiajastuga?
Noh, kui soovite, et teie nägemise kvaliteet vastaks kahekümne esimese sajandi nõuetele, siis on aeg töötada oma silmalihaste paindlikkuse kallal.
Kuid enne kui alustame, lubage mul öelda teile ettevaatlik sõna. Nagu iga treeningu puhul, võib silmalihaste testimine alguses valu ja ebamugavustunnet tekitada. Teie silmad võivad pingest põleda. Võite tunda kerget peavalu. Isegi teie kõht võib treeningule vastu seista, sest seda kontrollib sama närvisüsteem, mis kontrollib teie silmade fookust. Kuid kui te ei anna alla ja jätkate treenimist seitse minutit päevas (kolm ja pool minutit kummagi silma kohta), siis valu ja ebamugavustunne kaovad järk-järgult ning te ei koge neid mitte ainult treeningu ajal, vaid ka ka päeva ülejäänud ajal.
Täpsus. Jõud. Paindlikkus. Vastupidavus. Siin on omadused, mille teie silmad selle tulemusel omandavad silmade sobivus.
Noh. Piisavalt on juba öeldud. Alustame. Isegi kui otsustate kõigepealt kogu raamatu läbi lehitseda ja hiljem alustada, soovitan siiski kohe proovida Clear Vision I harjutust – lihtsalt selleks, et saada aimu, kuidas teie silmalihased töötavad. Või kui eelistate mitte tõusta, proovige Clear Vision III harjutust – ärge lihtsalt pingutage ennast liiga palju.
Selle raamatu harjutusi läbides ärge lugege kogu harjutust korraga läbi. Enne harjutuse järgmise sammu kirjelduse lugemist lõpeta eelmine. Parem on seda harjutust teha, kui lihtsalt selle kohta lugeda. Nii et te ei satu segadusse ja teil õnnestub.
Harjutuste komplekt "Selge nägemine"
Selge nägemine 1
Pakun teile kolm lauda visuaalse selguse treenimiseks: suurte tähtedega tabel kaugnägemise treenimiseks ja kaks väikeste tähtedega tabelit (A ja B) lähinägemise treenimiseks. Lõika need raamatust välja või tehke koopiaid.
Kui te prille ei vaja, on see suurepärane! Nende harjutuste jaoks pole neid vaja. Kui teile on määratud alati prille kandma, kandke neid treenimise ajal. Kui teil on madala hinnaga prillid ja teie arst on teile öelnud, et võite neid kanda alati, kui soovite, ja eelistate ilma nendeta teha, proovige harjutust ka ilma prillideta.
Ja kui eelistate neid kanda, siis tehke harjutust ka nendes.
Tehke harjutust järgmises järjekorras:
1. Kinnitage Distance Vision Chart hästi valgustatud seina külge.
2. Liikuge lauast nii kaugele, et näete selgelt kõiki tähti – umbes kuus kuni kümme jalga (1,8 m kuni 3 m).
3. Hoidke lähinägemise diagrammi paremas käes.
4. Sulgege vasak silm vasaku peopesaga. Ärge suruge seda vastu silma, vaid painutage seda nii, et mõlemad silmad jäävad lahti.
5. Tooge diagramm A oma silma lähedale, et saaksite mugavalt tähti lugeda – umbes kuus kuni kümme tolli (15–25 cm). Kui olete üle neljakümne aasta vana, peate tõenäoliselt alustama kuueteistkümnest tollist (40 cm).
6. Selles asendis (peopesaga suletud vasak silm, seistes kaugusnägemise graafikust sellisel kaugusel, et saaksite seda vabalt lugeda, ja graafik A silmade lähedal, et saaksite seda mugavalt lugeda) kolm esimest tähte kauguse nägemise kontrollimiseks laual: E, F, T.
7. Liigutage oma silmad lähinägemise kontrollimiseks tabelile ja lugege läbi järgmised kolm tähte: Z, A, C.
9. Olles lõpetanud parema silmaga tabelite lugemise (ja kulutanud sellele kolm ja pool minutit), võtke vasakusse kätte lähim laud ja sulgege parem silm peopesaga, jällegi seda vajutamata, kuid nii, et see jääb peopesa alla avatuks.
10. Lugege tabeleid vasaku silmaga, kolm tähte korraga, nii nagu parema silmaga: E, F, T - kauge tabel, Z, A, C - laua lähedal jne.
Harjutuse "Selge nägemine I" ajal märkad, et alguses ühest lauast teise vaadates kulub sul neile keskendumiseks mõni sekund. Iga kord, kui vaatate kaugusesse, lõdvestate silmalihaseid ja pingutate neid, kui vaatate midagi lähedalt. Mida kiiremini saate oma silmi uuesti fokuseerida, seda paindlikumaks muutuvad teie silmalihased. Mida kauem saate harjutust teha ilma väsimust tundmata, seda suurem on teie silmalihaste vastupidavus. Laudadega töötades hoiad need enda jaoks mugavas kauguses, et harjuda silmalihaseid pingutamata ja lõdvestama ilma silmi pingutamata. Vähemalt alguses töötage selle harjutusega mitte rohkem kui seitse minutit päevas – kolm ja pool minutit kummagi silmaga. Liikuge järk-järgult suurest lauast eemale ja tooge väike oma silmadele lähemale. Kui saate seda harjutust sooritada ilma ebamugavustundeta, olete valmis liikuma edasi harjutuse Clear Vision II juurde.
Selge nägemus 2
Harjutuse "Selge nägemine I" eesmärk oli õppida kiiresti ja pingevabalt nihutama nägemise fookust erinevatele kaugustele. See oskus aitab teil keskenduda ka lugemisel, auto juhtimisel või siis, kui peate nägema objekti üksikasju. Tehes harjutust Selge nägemine JA, avardate veelgi selguse ulatust ning suurendate nägemise võimsust ja täpsust.
Selge visioon II harjutuse kallal töötamine, järgige sama kümneastmelist protseduuri nagu Clear Vision I puhul, välja arvatud mõned erandid, nimelt: sammus 2 liikuge suurest tabelist eemale, kuni tunnete vaevu tähed ära. Näiteks kui harjutuses Clear Vision I oli lauast kümne jala kaugusel seistes tähti lihtne näha, siis seiske nüüd lauast 12 jala kaugusel. Kui hakkate paremini nägema, jätkake lauast eemaldumist, kuni saate tähti lugeda kahekümne jala (6 m) kauguselt.
Samamoodi sammus 5: selle asemel, et hoida väikest lauda käte vahel nii lähedal, et saaksite seda mugavalt lugeda, viige see nüüd paar sentimeetrit silmadele lähemale, st nii kaugele, et peate selle lugemiseks pingutama. kirju. Töötage, kuni saate lugeda diagrammi silmadest umbes nelja tolli (10 cm) kaugusel. Kui olete üle neljakümne, ei saa te tõenäoliselt nelja tolli kõrgust diagrammi lugeda. Võimalik, et peate treenima kuue (15 cm) või kümne tolli (25 cm) või isegi kuueteistkümne tolli (40 cm) kaugusel. Soovitud kauguse peate ise määrama. Lihtsalt veenduge, et hoiate graafikut silmadele nii lähedal, et saate vaevu tähti eristada. Harjutades avardate oma selge nägemisulatust.
Kui suudate seista 10 jala kaugusel kauguse nägemistabelist ja näete kõiki tähti selgelt, on teie nägemisteravus 20/20. Kui suudate sellest veel veidi eemalduda – kolmteist jalga (3,9 meetrit) ja näete endiselt tähti, on teie nägemine ligikaudu 20/15. Ja lõpuks, kui näete selgelt laual olevaid tähti kahekümne jala (6 m) kaugusel, tähendab see, et teie nägemisteravus on kahekordistunud võrreldes nende üheksateistkümnenda sajandi lühinägelike teadlastega, see tähendab, et teie nägemine on 20/10 - sa näed kahekümne jala pealt seda, mida nad nägid vaid kümne jala pealt.
Selge nägemus III
Harjutus "Selge nägemine III" loodud selleks, et veelgi suurendada käeulatuses olevate silmade täpsust, tugevust, paindlikkust ja vastupidavust. Seda saab hõlpsasti teha oma laua taga istudes.
Lähinägemise selguse määramiseks kasutage diagrammi "B". Kui sul on lugemisprillid, siis harjuta nendega. Kui tabel B on liiga väike, et saaksite sellel olevaid tähti ka prillidega näha, siis kasutage tabelit A.
Järgige allolevaid samme.
1. Kata üks silm peopesaga.
2. Too laud B teise silma lähedale, et sul oleks mugav tähti lugeda.
3. Pilgutage vaikselt ja vaadake, kas saate lauda endale veidi rohkem lähemale tuua, kuid nii, et suudaksite siiski keskenduda.
4. Seejärel vii laud endast kaugele, et saaksid endiselt mugavalt tähti lugeda – võimalusel käeulatuses.
5. Pilgutage vaikselt ja vaadake, kas saate lauda endast veidi rohkem eemale nihutada, kuid nii, et suudaksite siiski keskenduda.
7. Pärast ühe silmaga harjutuse sooritamist sulgege see peopesaga ja korrake kogu protseduuri teise silmaga veel kolm minutit.
8. Lõpuks, ühe minuti jooksul, mõlema silmaga, liigutage laud kas kaugemale või silmadele lähemale.
Kui olete harjutuse Clear Vision I sooritanud, saate harjutusi vaheldumisi teha, tehes ühel päeval harjutust Clear Vision II ja järgmisel päeval harjutust Clear Vision III, kulutades igaühele seitse minutit.
Treeningu ajakava
Ma räägin teie ajakavast lähemalt 10. peatükis, kuid kui soovite kohe alustada, tehke harjutusi seitse minutit päevas ja samal ajal. Sel juhul olete juba enne selle raamatu lugemise lõpetamist teel oma nägemise paremaks teostamiseks.
Artikkel raamatust:
Kui kaugele inimsilm näeb (tavaliselt)? ja sain parima vastuse
Vastus Leonidilt[guru]
Kui pidada Maa pinda normaalseteks tingimusteks, taandatakse probleem Pythagorase teoreemile. Ja loomaarstist - umbes 4 km. Just sellel kaugusel asub horisondi joon keskmist kasvu inimesel. Ideaalne näide on mees mererannas otse veekogu ääres.Känd on selge, et maastikutingimustes on leviala ettearvamatu. Näiteks mitte kaugemal kui kuru vastasnõlv...
Vastus alates 2 vastust[guru]
Tere! Siin on valik teemasid, kus on vastused teie küsimusele: kui kaugele inimsilm (tavaliselt) näeb?
Vastus alates Dee[guru]
Põhimõtteliselt lõpmatult kaugel. Terve inimese silm suudab lugeda nägemistabeli alumisi ridu.
Vastus alates FingerScan Polunin[guru]
Teadlased on tõestanud, et silm on võimeline reageerima ainult ühele võrkkesta tabavale footonile! Omal ajal tegeles sellega Vavilov. Tema katsed näitasid, et tavalisel treenimata inimesel valgusaistingu ilmnemiseks on vaja umbes 5-7 footoni samasse piirkonda sattumist võrkkestale.Kuid on olemas meetodid nägemise tundlikkusläve tõstmiseks.istuge pimedas vähemalt 30 minutit) Ja kui olete oma nägemise suhtes tõsiseltvõetav, saate ilma täieliku pimeduseta hakkama (näiteks palmimise harjutust kasutades) Pärast seda on inimene võimeline püüdma üksikuid footoneid võrkkestale Kui pöördume numbreid, mille kohta küsisid, siis on olukord järgmine: põlevast küünlast 7 km kauguselt satub inimesele täielikus pimeduses silma vaid 1 footon Selgub, et treenitud inimene täielikus pimeduses on võimeline nägema küünal alates 7 km.Tavaline harimatu silm suudab nii eristada 5-7 läheduses põlevat küünalt Siin on sinu vastus.
Vastus alates Inna V[guru]
Inimsilma fotoparameetrid ja mõned selle struktuuri tunnused Inimsilma tundlikkus (ISO) muutub dünaamiliselt sõltuvalt hetke valgustuse tasemest vahemikus 1 kuni 800 ISO ühikut. Silma täielikuks kohanemiseks pimeda keskkonnaga kulub umbes pool tundi.Inimese silma megapikslite arv on umbes 130, kui arvestada iga valgustundlikku retseptorit eraldi pikslina. Keskne fovea (fovea), mis on võrkkesta valgustundlikum osa ja vastutab selge keskse nägemise eest, on aga umbes ühe megapiksli eraldusvõimega ja katab umbes 2 nägemiskraadi.Fookuskaugus on ~ 22- 24 mm.Ava (pupilli) suurus avatud vikerkestaga on ~ 7 mm Suhteline ava on 22/7 = ~ 3,2-3,5 Andmeedastussiin ühest silmast ajju sisaldab umbes 1,2 miljonit närvikiudu ( aksonid).Silmast ajju viiva kanali ribalaius on umbes 8-9 megabitti sekundis Nurgad Ühe silma vaateväli on 160 x 175 kraadi Inimese võrkkestas on ligikaudu 100 miljonit varrast ja 30 miljonit koonust. või alternatiivsetel andmetel 120 + 6. Koonused on üks kahest võrkkesta fotoretseptori rakkude tüübist. Koonused said oma nime oma koonilise kuju tõttu. Nende pikkus on umbes 50 mikronit, läbimõõt 1-4 mikronit.Koonused on ligikaudu 100 korda vähem valgustundlikud kui vardad (teine tüüp võrkkesta rakud), kuid nad tajuvad kiireid liikumisi palju paremini.Konbid on kolme tüüpi, vastavalt tundlikkusele erineva pikkusega valguslainetele (lilled). S-tüüpi koonused on tundlikud violetse-sinise, M-tüüpi rohelise-kollase ja L-tüüpi kollase-punase värviga. Nende kolme tüüpi koonuste (ja spektri smaragdrohelises osas tundlikud vardad) olemasolu annab inimesele värvinägemise. Pika- ja kesklainelistel koonustel (sinakasrohelise ja kollakasrohelise tipuga) on laiad tundlikkustsoonid, mis kattuvad olulisel määral, nii et teatud tüüpi koonused reageerivad enamale kui ainult oma värvile; nad reageerivad sellele ainult intensiivsemalt kui teised.Öösel, kui footonivoost ei piisa koonuste normaalseks toimimiseks, pakuvad nägemist ainult vardad, mistõttu öösel ei suuda inimene värve eristada.Varrasrakud on üks kahest fotoretseptori rakkude tüübist. silma võrkkestas, mida nimetatakse selle silindrilise kuju järgi. Vardad on valgustundlikumad ja inimsilmas on koondunud võrkkesta äärte poole, mis määrab nende osalemise öö- ja perifeerses nägemises.
Heitke pilk oma ruumis ringi – mida näete? Seinad, aknad, värvilised esemed – see kõik tundub nii tuttav ja enesestmõistetav. Lihtne on unustada, et me näeme ümbritsevat maailma vaid tänu footonitele – objektidelt peegelduvatele ja silma võrkkestale langevatele valgusosakestele.
Iga meie silma võrkkestas on ligikaudu 126 miljonit valgustundlikku rakku. Aju dešifreerib nendelt rakkudelt saadud teabe neile langevate footonite suuna ja energia kohta ning muudab selle ümbritsevate objektide erinevateks kujunditeks, värvideks ja valgustuse intensiivsuseks.
Inimese nägemisel on oma piirid. Seega ei ole meil võimalik näha elektrooniliste seadmete kiirgavaid raadiolaineid ega näha palja silmaga väikseimaid baktereid.
Tänu füüsika ja bioloogia edusammudele on võimalik määratleda loomuliku nägemise piirid. "Igal objektil, mida me näeme, on teatud "lävi", millest allpool me ei erista seda," ütleb New Yorgi ülikooli psühholoogia ja neuroteaduse professor Michael Landy.
Mõelgem esmalt sellele künnisele, pidades silmas meie võimet eristada värve – võib-olla kõige esimesena, mis nägemisega seoses meelde tuleb.
Meie võime eristada näiteks violetset magentast on seotud silma võrkkesta tabanud footonite lainepikkusega. Võrkkestas on kahte tüüpi valgustundlikke rakke – vardad ja koonused. Koonused vastutavad värvide tajumise eest (nn päevanägemine), samas kui vardad võimaldavad näha halli varjundeid hämaras – näiteks öösel (öine nägemine).
Inimsilmas on kolme tüüpi koonuseid ja vastav arv opsiinide liike, millest igaühel on eriline tundlikkus teatud valguse lainepikkuste vahemikuga footonite suhtes.
S-tüüpi koonused on tundlikud nähtava spektri violetse-sinise lühikese lainepikkusega osa suhtes; M-tüüpi koonused vastutavad rohelise-kollase (keskmise lainepikkusega) ja L-tüüpi koonused kollase-punase (pika lainepikkusega).
Kõik need lained ja ka nende kombinatsioonid võimaldavad meil näha vikerkaares kogu värvigamma. "Kõik inimesele nähtava valguse allikad, välja arvatud mitmed tehislikud (näiteks murdumisprisma või laser), kiirgavad lainepikkuste segu," ütleb Landy.
Kõigist looduses eksisteerivatest footonitest on meie koonused võimelised tabama ainult neid, mida iseloomustab lainepikkus väga kitsas vahemikus (tavaliselt 380–720 nanomeetrit) – seda nimetatakse nähtava kiirguse spektriks. Sellest vahemikust allpool on infrapuna- ja raadiospektrid – viimaste madala energiaga footonite lainepikkus varieerub millimeetrist mitme kilomeetrini.
Nähtava lainepikkuse vahemiku teisel poolel on ultraviolettkiirguse spekter, millele järgneb röntgenspekter ja seejärel gammakiirguse spekter footonitega, mille lainepikkus ei ületa triljondikuid meetrist.
Kuigi enamiku meist on nägemine piiratud nähtava spektriga, on inimesed, kellel on afakia – läätse puudumine silmas (katarakti operatsiooni või harvem sünnidefekti tõttu) – näha ultraviolettlaineid.
Terves silmas lääts blokeerib ultraviolettkiirguse lainepikkusi, kuid selle puudumisel on inimene võimeline tajuma kuni umbes 300 nanomeetriseid lainepikkusi sini-valge värvina.
2014. aasta uuring märgib, et teatud mõttes võime me kõik näha ka infrapuna footoneid. Kui kaks sellist footonit tabavad sama võrkkesta rakku peaaegu samaaegselt, võib nende energia liita, muutes näiteks 1000 nanomeetrised nähtamatud lainepikkused 500 nanomeetriseks nähtavaks lainepikkuseks (enamik meist tajub selle lainepikkuse lainepikkusi külma rohelise värvina).
Mitu värvi me näeme?
Terves inimese silmas on kolme tüüpi käbisid, millest igaüks on võimeline eristama umbes 100 erinevat värvitooni. Sel põhjusel hindab enamik teadlasi eristatavate värvide arvuks umbes miljon. Värvitaju on aga väga subjektiivne ja individuaalne.
Jameson teab, millest räägib. Ta uurib tetrakromaatide nägemist – inimesi, kellel on tõeliselt üliinimlikud võimed värve eristada. Tetrakromaatiat esineb harva, enamasti naistel. Geneetilise mutatsiooni tulemusena on neil täiendav, neljandat tüüpi koonused, mis võimaldab neil ligikaudsete hinnangute kohaselt näha kuni 100 miljonit värvi. (Värvipimedatel ehk dikromaatidel on ainult kahte tüüpi koonuseid – nad ei näe rohkem kui 10 000 värvi.)
Mitu footonit on meil vaja valgusallika nägemiseks?
Üldiselt vajavad koonused optimaalseks toimimiseks palju rohkem valgust kui vardad. Sel põhjusel langeb vähese valguse korral meie võime värve eristada ja pulgad hakkavad tööle, pakkudes mustvalget nägemist.
Ideaalsetes laboritingimustes võivad koonused võrkkesta piirkondades, kus vardad suures osas puuduvad, vallandada, kui neid tabab vaid mõni footon. Kuid pulgad teevad veelgi paremat tööd ka kõige nõrgema valguse püüdmisel.
Nagu näitavad esmakordselt 1940. aastatel tehtud katsed, piisab ühest valguskvandist, et meie silm seda näeks. "Inimene on võimeline nägema ainult ühte footonit," ütleb Stanfordi ülikooli psühholoogia ja elektrotehnika professor Brian Wandell. "Suuremal võrkkesta tundlikkusel pole lihtsalt mõtet."
1941. aastal viisid Columbia ülikooli teadlased läbi eksperimendi – katsealused toodi pimedasse ruumi ja nende silmadele anti teatud kohanemisaega. Pulgade täieliku tundlikkuse saavutamiseks kulub mitu minutit; seepärast kaotame ruumis valgust kustutades mõneks ajaks võime midagi näha.
Seejärel suunati katsealuste nägudele vilkuv sinakasroheline tuli. Tavalisest suurema tõenäosusega registreerisid katses osalejad valgussähvatuse, kui võrkkesta tabas vaid 54 footoni.
Valgustundlikud rakud ei registreeri kõiki võrkkestale jõudvaid footoneid. Seda asjaolu arvestades jõudsid teadlased järeldusele, et sähvatuse nägemiseks piisab vaid viiest footonist, mis aktiveerivad võrkkesta viit erinevat varrast.
Väikseimad ja kaugeimad nähtavad objektid
Teid võib üllatada järgmine tõsiasi: meie võime näha objekti ei sõltu üldse selle füüsilisest suurusest ega kaugusest, vaid sellest, kas meie võrkkesta tabab vähemalt paar selle kiirgavat footonit.
"Ainus asi, mida silm millegi nägemiseks vajab, on teatud kogus valgust, mida objekt kiirgab või peegeldub sellele tagasi," ütleb Landy. "Kõik taandub võrkkestani jõudvate footonite arvule. eksisteerib murdosa teiseks näeme seda ikka veel, kui see kiirgab piisavalt footoneid."
Psühholoogiaõpikutes on sageli kirjas, et pilvitu pimedal ööl on küünla leek näha kuni 48 km kauguselt. Tegelikkuses pommitatakse meie võrkkesta pidevalt footonitega, nii et üksainus kaugelt kiirgav valguskvant kaob nende taustal lihtsalt ära.
Et kujutada ette, kui kaugele me näeme, heidame pilgu tähtedega täis öötaevasse. Tähtede suurused on tohutud; paljud neist, keda me palja silmaga näeme, on miljonite kilomeetrite läbimõõduga.
Kuid isegi meile lähimad tähed asuvad Maast enam kui 38 triljoni kilomeetri kaugusel, mistõttu on nende näiv suurus nii väike, et meie silm ei suuda neid eristada.
Teisest küljest vaatleme tähti endiselt eredate punktvalgusallikatena, sest nende kiirgavad footonid ületavad meid eraldavaid hiiglaslikke vahemaid ja tabavad võrkkesta.
Kõik üksikud nähtavad tähed öötaevas asuvad meie galaktikas – Linnutees. Meist kaugeim objekt, mida inimene palja silmaga näeb, asub väljaspool Linnuteed ja on ise täheparv – see on Andromeeda udukogu, mis asub 2,5 miljoni valgusaasta ehk 37 kvintiljoni km kaugusel. Päike. (Mõned inimesed väidavad, et eriti pimedatel öödel võimaldab terav nägemine neil näha kolmnurga galaktikat, mis asub umbes 3 miljoni valgusaasta kaugusel, kuid see väide jääb nende südametunnistusele.)
Andromeeda udukogu sisaldab triljonit tähte. Suure kauguse tõttu sulanduvad kõik need valgustid meie jaoks vaevu eristatavaks valguskübaraks. Samal ajal on Andromeeda udukogu suurus kolossaalne. Isegi sellisel hiiglaslikul kaugusel on selle nurga suurus kuus korda suurem täiskuu läbimõõdust. Sellest galaktikast jõuab meieni aga nii vähe footoneid, et seda on öötaevas vaevu näha.
Nägemisteravuse piirang
Miks me ei näe Andromeeda udukogus üksikuid tähti? Fakt on see, et nägemise eraldusvõimel või teravusel on oma piirangud. (Nägemisteravus viitab võimele eristada selliseid elemente nagu punkt või joon eraldi objektidena, mis ei sulandu naaberobjektidega ega taustaga.)
Tegelikult võib nägemisteravust kirjeldada samamoodi nagu arvutimonitori eraldusvõimet – pikslite minimaalse suuruse poolest, mida me veel üksikute punktidena eristada suudame.
Nägemisteravuse piirid sõltuvad mitmest tegurist – näiteks võrkkesta üksikute koonuste ja varraste vahelisest kaugusest. Samavõrd olulist rolli mängivad silmamuna enda optilised omadused, mille tõttu ei taba iga footon valgustundlikku rakku.
Teoreetiliselt näitavad uuringud, et meie nägemisteravus on piiratud meie võimega näha umbes 120 pikslit nurga kraadi kohta (nurga mõõtühik).
Inimese nägemisteravuse piiride praktiliseks illustratsiooniks võib olla käeulatuses asuv küünesuurune objekt, millele on kantud 60 horisontaalset ja 60 vertikaalset valget ja musta värvi vahelduvat joont, mis moodustavad omamoodi malelaua. "See on ilmselt väikseim joonistus, mida inimsilm veel välja näeb," ütleb Landy.
Silmaarstide poolt nägemisteravuse kontrollimiseks kasutatavad tabelid põhinevad sellel põhimõttel. Venemaa kuulsaim Sivtsevi tabel koosneb valgel taustal mustade suurtähtede ridadest, mille kirjasuurus muutub iga reaga väiksemaks.
Inimese nägemisteravus määratakse fondi suuruse järgi, mille puhul ta enam tähtede kontuure selgelt ei näe ja hakkab neid segamini ajama.
Just nägemisteravuse piiriga on seletatav asjaolu, et me ei näe palja silmaga bioloogilist rakku, mille suurus on vaid paar mikromeetrit.
Kuid ärge muretsege selle pärast. Võimalus eristada miljonit värvi, püüda kinni üksikuid footoneid ja näha mõne kvintiljoni kilomeetri kaugusel asuvaid galaktikaid on päris hea tulemus, arvestades, et meie nägemist tagavad paar tarretisesarnast kuuli silmakoobastes, mis on ühendatud 1,5 kg kaaluva palliga. poorne mass koljus.
Kuna visuaalse taju protsessis on palju etappe, vaadeldakse selle individuaalseid omadusi erinevate teaduste – optika (sh biofüüsika), psühholoogia, füsioloogia, keemia (biokeemia) – vaatenurgast. Igas tajumise etapis esineb moonutusi, vigu ja tõrkeid, kuid inimaju töötleb saadud teavet ja teeb vajalikud kohandused. Need protsessid on teadvuseta ja neid rakendatakse moonutuste mitmetasandilises autonoomses korrigeerimises. See välistab sfäärilised ja kromaatilised aberratsioonid, pimeala efektid, teostatakse värvikorrektsiooni, stereoskoopilise kujutise moodustamist jne. Juhtudel, kui alateadlik infotöötlus on ebapiisav või ülemäärane, tekivad optilised illusioonid.
Inimese nägemise füsioloogia
värvinägemine
Inimsilm sisaldab kahte tüüpi valgustundlikke rakke (fotoretseptoreid): ülitundlikud vardad, mis vastutavad öise nägemise eest, ja vähem tundlikud koonused, mis vastutavad värvinägemise eest.
Erineva lainepikkusega valgus stimuleerib erinevat tüüpi koonuseid erinevalt. Näiteks kollakasroheline valgus stimuleerib L- ja M-tüüpi käbisid võrdselt, kuid stimuleerib S-tüüpi koonuseid vähemal määral. Punane tuli stimuleerib L-tüüpi käbisid palju tugevamini kui M-tüüpi koonuseid ja S-tüüpi koonused ei stimuleeri peaaegu üldse; roheline-sinine valgus stimuleerib M-tüüpi retseptoreid rohkem kui L-tüüpi ja S-tüüpi retseptoreid veidi rohkem; sellise lainepikkusega valgus stimuleerib ka vardaid kõige tugevamalt. Violetne valgus stimuleerib peaaegu eranditult S-tüüpi käbisid. Aju tajub erinevatelt retseptoritelt saadud kombineeritud informatsiooni, mis annab erineva lainepikkusega valguse erineva taju.
Inimeste ja ahvide värvinägemist kontrollivad geenid, mis kodeerivad valgustundlikke opsiini valke. Kolmekomponendilise teooria pooldajate sõnul piisab värvide tajumiseks kolme erineva valgu olemasolust, mis reageerivad erinevatele lainepikkustele. Enamikul imetajatel on neist geenidest ainult kaks, seega on neil kahevärviline nägemine. Juhul, kui inimesel on kaks valku, mida kodeerivad erinevad geenid, mis on liiga sarnased või üks valkudest ei ole sünteesitud, tekib värvipimedus. N. N. Miklukho-Maclay tegi kindlaks, et Uus-Guinea paapualastel, kes elavad paksus rohelises džunglis, puudub oskus rohelist eristada.
Punase valguse suhtes tundlikku opsiini kodeerib inimestel geen OPN1LW.
Teised inimese opsiinid kodeerivad geene OPN1MW, OPN1MW2 ja OPN1SW, millest kaks esimest kodeerivad keskmise lainepikkusega valgustundlikke valke ja kolmas vastutab opsiini eest, mis on tundlik spektri lühilainepikkuse osa suhtes.
Kolme tüüpi opsiinide vajadus värvinägemise jaoks on hiljuti tõestatud katsetes oravate ahvidega (saimiri), kelle isased raviti kaasasündinud värvipimedusest inimese opsiini geeni OPN1LW viimisega nende võrkkestasse. See töö (koos sarnaste katsetega hiirtel) näitas, et küps aju on võimeline kohanema silma uute sensoorsete võimetega.
OPN1LW geen, mis kodeerib punase tajumise eest vastutavat pigmenti, on väga polümorfne (Virrelli ja Tiškovi hiljutises töös leiti 256 inimesest koosnevast proovist 85 alleeli) ja umbes 10% naistest on kaks erinevat alleeli. sellel geenil on tegelikult täiendavat tüüpi värviretseptorid ja teatud määral neljakomponendiline värvinägemine. "Kollakasrohelist" pigmenti kodeeriva OPN1MW geeni variatsioonid on haruldased ja ei mõjuta retseptorite spektraalset tundlikkust.
OPN1LW geen ja keskmise lainepikkusega valguse tajumise eest vastutavad geenid asuvad X-kromosoomis tandemina ning nende vahel toimub sageli mittehomoloogne rekombinatsioon või geenikonversioon. Sel juhul võib tekkida geenide sulandumine või nende koopiate arvu suurenemine kromosoomis. OPN1LW geeni defektid on osalise värvipimeduse, protanoopia põhjuseks.
Kolmekomponendilist värvinägemise teooriat väljendas esmakordselt 1756. aastal M. V. Lomonosov, kui ta kirjutas "silmapõhja kolmest asjast". Sada aastat hiljem töötas selle välja saksa teadlane G. Helmholtz, kes ei maini Lomonossovi kuulsat teost "Valguse päritolust", kuigi see avaldati ja lühidalt esitleti saksa keeles.
Paralleelselt oli Ewald Heringi oponent värviteooria. Selle töötasid välja David H. Hubel ja Torsten N. Wiesel. Nad said avastuse eest 1981. aastal Nobeli preemia.
Nad väitsid, et aju ei saa üldse teavet punase (R), rohelise (G) ja sinise (B) värvide kohta (Jung-Helmholtzi värviteooria). Aju saab teavet heleduse erinevuse kohta - valge (Y max) ja musta (Y min) heleduse erinevuse kohta, rohelise ja punase värvi erinevuse kohta (G - R), sinise ja kollase erinevuse kohta värvid (B - kollane) ja kollane (kollane = R + G) on punase ja rohelise summa, kus R, G ja B on värvikomponentide heledus - punane, R, roheline, G ja sinine, B .
Meil on võrrandisüsteem - K h-b \u003d Y max - Y min; K gr \u003d G - R; K brg = B - R - G, kus K b-w, K gr , K brg - mis tahes valgustuse valge tasakaalu koefitsientide funktsioonid. Praktikas väljendub see selles, et inimesed tajuvad erinevate valgusallikate all objektide värvi ühtemoodi (värvide kohandamine). Vastase teooria selgitab üldiselt paremini asjaolu, et inimesed tajuvad objektide värve äärmiselt erinevate valgusallikate korral ühtemoodi (värvide kohandamine), sealhulgas samas stseenis olevad erinevat värvi valgusallikad.
Need kaks teooriat ei ole üksteisega täiesti kooskõlas. Kuid vaatamata sellele eeldatakse endiselt, et kolme stiimuli teooria toimib võrkkesta tasemel, kuid informatsioon töödeldakse ja aju saab andmeid, mis on juba kooskõlas vastase teooriaga.
Binokulaarne ja stereoskoopiline nägemine
Pupilli panus silma tundlikkuse reguleerimisse on äärmiselt ebaoluline. Kogu heleduse vahemik, mida meie visuaalne mehhanism suudab tajuda, on tohutu: alates 10–6 cd m² täielikult pimedas kohanenud silma puhul kuni 10 6 cd m² täiesti valgusega kohanenud silma jaoks. tundlikkus seisneb valgustundlike pigmentide lagunemises ja taastamises võrkkesta fotoretseptorites - koonustes ja varrastes.
Silma tundlikkus sõltub kohanemise täielikkusest, valgusallika intensiivsusest, allika lainepikkusest ja nurgamõõtmetest, samuti stiimuli kestusest. Silma tundlikkus väheneb vanuse kasvades kõvakesta ja pupilli optiliste omaduste, samuti taju retseptori lüli halvenemise tõttu.
Maksimaalne tundlikkus päevavalguses on 555–556 nm ja nõrgal õhtul / öösel nihkub see nähtava spektri violetse serva poole ja võrdub 510 nm-ga (kõikub päevasel ajal vahemikus 500–560 nm). Seda seletatakse (inimese nägemise sõltuvus valgustingimustest, kui ta tajub mitmevärvilisi objekte, nende näilise heleduse suhe - Purkinje efekt) silma kahte tüüpi valgustundlike elementidega - eredas valguses, nägemine. teostatakse peamiselt koonuste abil ja nõrga valguse korral kasutatakse eelistatavalt ainult pulgakesi.
Nägemisteravus
Erinevate inimeste võime näha objekti suuremaid või väiksemaid detaile samalt kauguselt sama silmamuna kuju ja sama dioptrilise silmasüsteemi murdumisvõimega on tingitud võrkkesta tundlike elementide vahelise kauguse erinevusest. ja seda nimetatakse nägemisteravuseks.
Nägemisteravus on silma võime tajuda peale kaks punkti, mis asuvad üksteisest teatud kaugusel ( detail, peeneteraline, eraldusvõime). Nägemisteravuse mõõt on vaatenurk, st nurk, mille moodustavad kõnealuse objekti servadest (või kahest punktist) väljuvad kiired. A Ja B) sõlmpunktini ( K) silmad. Nägemisteravus on pöördvõrdeline nägemisnurgaga, st mida väiksem see on, seda suurem on nägemisteravus. Tavaliselt on inimsilm selleks võimeline peale tajuma objekte, mille nurkkaugus ei ole väiksem kui 1 ′ (1 minut).
Nägemisteravus on nägemise üks olulisemaid funktsioone. Inimese nägemisteravus on piiratud selle struktuuriga. Inimese silm, erinevalt näiteks peajalgsete silmadest, on pöördorgan ehk valgustundlikud rakud asuvad närvide ja veresoonte kihi all.
Nägemisteravus sõltub maakula, võrkkesta piirkonnas paiknevate koonuste suurusest, aga ka paljudest teguritest: silma murdumine, pupilli laius, sarvkesta läbipaistvus, lääts (ja selle elastsus) , klaaskeha (mis moodustavad murdumisaparaadi), võrkkesta ja nägemisnärvi seisund, vanus.
Nägemisteravust ja/või valgustundlikkust nimetatakse sageli ka palja silma lahutusvõimeks ( lahutusvõime).
vaateväli
Perifeerne nägemine (vaateväli) - määrake vaatevälja piirid nende projitseerimisel sfäärilisele pinnale (perimeetrit kasutades). Vaateväli on ruum, mida silm tajub, kui pilk on fikseeritud. Nägemisväli on võrkkesta perifeersete osade funktsioon; selle seisund määrab suuresti inimese võime ruumis vabalt navigeerida.
Nägemisvälja muutusi põhjustavad visuaalse analüsaatori orgaanilised ja/või funktsionaalsed haigused: võrkkest, nägemisnärv, nägemisrada, kesknärvisüsteem. Nägemisvälja rikkumised avalduvad kas selle piiride ahenemises (väljendatud kraadides või lineaarsetes väärtustes) või selle üksikute sektsioonide kadumises (hemianopsia), skotoomi ilmnemises.
binokulaarsus
Vaadates objekti mõlema silmaga, näeme seda alles siis, kui silmade vaateteljed moodustavad sellise lähenemisnurga (konvergentsi), mille juures saadakse sümmeetrilised selged kujutised võrkkestale tundliku kollase laigu (fovea) teatud vastavates kohtades. centralis). Tänu sellele binokulaarsele nägemisele ei hinda me mitte ainult objektide suhtelist asukohta ja kaugust, vaid tajume ka reljeefi ja helitugevust.
Binokulaarse nägemise peamised omadused on elementaarse binokulaarse, sügavuse ja stereoskoopilise nägemise olemasolu, stereonägemise teravus ja fusioonivarud.
Elementaarse binokulaarse nägemise olemasolu kontrollitakse, jagades osa kujutistest fragmentideks, millest osa esitatakse vasakule ja osa paremale silmale. Vaatlejal on elementaarne binokulaarne nägemine, kui ta suudab fragmentidest koostada ühe originaalpildi.
Sügava nägemise olemasolu kontrollitakse silueti ja stereoskoopiliste - juhuslike täppide stereogrammide esitamisega, mis peaks tekitama vaatlejas spetsiifilise sügavusekogemuse, mis erineb monokulaarsetel tunnustel põhinevast ruumilisuse muljest.
Stereonägemise teravus on stereoskoopilise taju läve pöördväärtus. Stereoskoopilise taju lävi on minimaalne tuvastatav erinevus (nurknihe) stereogrammi osade vahel. Selle mõõtmiseks kasutatakse põhimõtet, mis on järgmine. Vaatleja vasakule ja paremale silmale esitatakse eraldi kolm paari kujundeid. Ühes paaris kattuvad kujundite asukohad, teises kahes on üks kujunditest teatud vahemaa võrra horisontaalselt nihutatud. Katsealusel palutakse näidata figuurid suhtelise kauguse kasvavas järjekorras. Kui arvud on õiges järjestuses, siis testi tase tõuseb (erinevus väheneb), kui mitte, siis erinevus suureneb.
Fusioonireservid - tingimused, mille korral on stereogrammi motoorne sulandumine võimalik. Fusioonivarud määratakse stereogrammi osade vahelise maksimaalse erinevuse järgi, mille puhul tajutakse seda endiselt kolmemõõtmelise kujutisena. Fusioonivarude mõõtmiseks kasutatakse stereonägemisteravuse uurimisel kasutatavale vastupidist põhimõtet. Näiteks palutakse katsealusel ühendada üheks pildiks kaks vertikaalset triipu, millest üks on nähtav vasakule ja teine paremale silmale. Samal ajal hakkab eksperimenteerija ribasid aeglaselt eraldama, kõigepealt koonduva ja seejärel lahkneva erinevusega. Pilt hakkab jagunema kaheks erinevuse väärtuse juures, mis iseloomustab vaatleja ühinemisreservi.
Binokulaarsus võib olla kahjustatud kõõrdsilmsus ja mõned muud silmahaigused. Tõsise väsimuse korral võib tekkida ajutine strabismus, mis on põhjustatud juhitava silma väljalülitamisest.
Kontrastsuse tundlikkus
Kontrastsuse tundlikkus - inimese võime näha objekte, mille heledus erineb taustast veidi. Kontrastsuse tundlikkust hinnatakse sinusoidsete võredega. Kontrastsuse tundlikkuse läve tõus võib olla märk paljudest silmahaigustest ja seetõttu saab selle uuringut kasutada diagnoosimisel.
Nägemise kohandamine
Ülaltoodud nägemisomadused on tihedalt seotud silma kohanemisvõimega. Silma kohanemine – nägemise kohanemine erinevate valgustingimustega. Kohanemine toimub valgustuse muutustega (eristada valguse ja pimedusega kohanemist), valgustuse värviomadusi (võime tajuda valgeid objekte valgena isegi langeva valguse spektri olulise muutumise korral).
Valgusega kohanemine toimub kiiresti ja lõpeb 5 minutiga, silma kohanemine pimedusega on aeglasem protsess. Valgusaistingut põhjustav minimaalne heledus määrab silma valgustundlikkuse. Viimane suureneb kiiresti esimese 30 minutiga. viibida pimedas, selle tõus lõpeb praktiliselt 50-60 minutiga. Silma kohanemist pimedusega uuritakse spetsiaalsete seadmete – adaptomeetrite – abil.
Silma pimedusega kohanemise vähenemist täheldatakse mõnede silmahaiguste (pigmentoosne retiniit, glaukoom) ja üldiste (A-avitaminoos) haiguste korral.
Kohanemine väljendub ka nägemise võimes osaliselt kompenseerida nägemisaparaadi enda defekte (läätse optilised defektid, võrkkesta defektid, skotoomid jne).
Visuaalse taju psühholoogia
nägemishäired
Suurim puudus on lähedal asuvate või kaugemate objektide hägune, ebaselge nähtavus.
objektiivi defektid
kaugnägelikkus
Kaugnägelikkuseks nimetatakse sellist murdumisanomaaliat, mille puhul silma sisenevad valguskiired ei keskendu mitte võrkkestale, vaid selle taha. Hea akommodatsiooniga silma heledate vormide korral kompenseerib see nägemispuudulikkust, suurendades läätse kumerust koos ripslihasega.
Tugevama kaugnägemise korral (3 dioptrit ja rohkem) on nägemine halb mitte ainult lähedale, vaid ka kaugele ning silm ei suuda defekti ise kompenseerida. Kaugnägelikkus on tavaliselt kaasasündinud ja ei edene (koolieaks tavaliselt väheneb).
Kaugnägelikkuse korral on prillid ette nähtud lugemiseks või pidevaks kandmiseks. Prillide jaoks valitakse koonduvad läätsed (viivad fookuse edasi võrkkestale), mille kasutamisel muutub patsiendi nägemine parimaks.
Mõnevõrra erinev kaugnägelikkusest, presbüoopiast või seniilsest kaugnägelikkusest. Presbüoopia areneb läätse elastsuse kadumise tõttu (mis on selle arengu normaalne tulemus). See protsess algab juba koolieas, kuid tavaliselt märkab inimene lähinägemise vähenemist pärast 40. eluaastat. (Kuigi 10-aastaselt oskavad emmetroopsed lapsed lugeda 7 cm kauguselt, 20-aastaselt - juba vähemalt 10 cm ja 30-14 cm jne.) Seniilne kaugnägelikkus areneb järk-järgult ja vanuseks. 65-70-aastaselt kaotab inimene juba täielikult kohanemisvõime, presbüoopia areng on lõppenud.
Lühinägelikkus
Lühinägelikkus on silma murdumise anomaalia, mille puhul fookus liigub ettepoole ja võrkkestale langeb juba defokuseeritud kujutis. Müoopia korral asub selge nägemise edasine punkt 5 meetri raadiuses (tavaliselt asub see lõpmatus). Müoopia on vale (kui tsiliaarse lihase ülepinge tõttu tekib selle spasm, mille tagajärjel jääb läätse kõverus kaugele nägemiseks liiga suureks) ja tõene (kui silmamuna suureneb eesmise-tagamise teljel). Kergetel juhtudel on kauged objektid hägused, samas kui lähedal asuvad objektid jäävad teravaks (selge nägemise kaugeim punkt asub silmadest üsna kaugel). Kõrge lühinägelikkuse korral väheneb nägemine oluliselt. Alates ligikaudu −4 dioptrist vajab inimene prille nii kauguse kui ka lähikauguse jaoks (muidu tuleb kõnealune objekt silmadele väga lähedale viia).
Noorukieas lühinägelikkus sageli progresseerub (silmad pingutavad pidevalt, et lähedal töötada, mistõttu silm kasvab kompenseerivalt pikkust). Müoopia progresseerumine võtab mõnikord pahaloomulise vormi, mille puhul nägemine langeb 2-3 dioptrit aastas, täheldatakse kõvakesta venitamist ja võrkkesta düstroofseid muutusi. Rasketel juhtudel on oht ülevenitatud võrkkesta irdumiseks füüsilise koormuse või äkilise löögi korral. Müoopia progresseerumine peatub tavaliselt 22-25-aastaselt, kui keha kasv peatub. Kiire progresseerumisega langeb nägemine selleks ajaks -25 dioptrini ja alla selle, mis kahjustab väga silmi ning häirib järsult kaugele ja lähedale nägemise kvaliteeti (kõik, mida inimene näeb, on udused piirjooned ilma üksikasjaliku nägemiseta) ja sellised kõrvalekalded on väga raske on optikaga täielikult korrigeerida: paksud prillid tekitavad tugevaid moonutusi ja vähendavad objekte visuaalselt, mistõttu inimene ei näe isegi prillidega piisavalt hästi. Sellistel juhtudel saab parima efekti saavutada kontaktkorrektsiooni abil.
Hoolimata asjaolust, et lühinägelikkuse progresseerumise peatamise küsimusele on pühendatud sadu teaduslikke ja meditsiinilisi töid, pole endiselt tõendeid progresseeruva lühinägelikkuse ravimeetodi, sealhulgas operatsiooni (skleroplastika) tõhususe kohta. On tõendeid selle kohta, et atropiini silmatilkade ja (pole Venemaal saadaval) pirentsipiini silmageeli kasutamisel lastel on lühinägelikkuse suurenemise kiirus väike, kuid statistiliselt oluline vähenemine.
Müoopia korral kasutavad nad sageli nägemise laserkorrektsiooni (sarvkesta mõju laserkiirega, et vähendada selle kõverust). See parandusmeetod ei ole täiesti ohutu, kuid enamikul juhtudel on pärast operatsiooni võimalik saavutada märkimisväärne nägemise paranemine.
Lühinägelikkusest ja kaugnägelikkusest saab üle prillide või taastusvõimlemise kursustega, nagu ka teiste murdumishäiretega.
Astigmatism
Astigmatism on silma optika defekt, mis on põhjustatud sarvkesta ja (või) läätse ebakorrapärasest kujust. Kõigil inimestel erineb sarvkesta ja läätse kuju ideaalsest pöörlemiskehast (see tähendab, et kõigil inimestel on ühel või teisel määral astigmatism). Raskematel juhtudel võib venitus piki üht telge olla väga tugev, lisaks võib sarvkestal esineda muudest põhjustest (haavad, nakkushaigused jne) põhjustatud kõverusdefekte. Astigmatismi korral murduvad valguskiired erinevates meridiaanides erineva tugevusega, mille tulemusena on pilt moonutatud ja kohati hägune. Rasketel juhtudel on moonutus nii tugev, et vähendab oluliselt nägemise kvaliteeti.
Astigmatismi on lihtne diagnoosida, kui uurida ühe silmaga tumedate paralleelsete joontega paberilehte – sellist lehte pöörates märkab astigmatist, et tumedad jooned on kas hägused või muutuvad selgemaks. Enamikul inimestel on kaasasündinud astigmatism kuni 0,5 dioptrit, mis ei põhjusta ebamugavust.
Seda defekti kompenseerivad erineva horisontaalse ja vertikaalse kumerusega silindriliste klaasidega prillid ja kontaktläätsed (kõvad või pehmed toorilised), samuti erineva optilise võimsusega prilliklaasid erinevates meridiaanides.
võrkkesta defektid
värvipimedus
Kui kolmest põhivärvist ühe tajumine võrkkestas langeb välja või nõrgeneb, siis inimene ei taju ühtki värvi. Seal on "värvipimedad" punase, rohelise ja sinakasvioletse jaoks. Harva on paaris või isegi täielik värvipimedus. Sagedamini on inimesi, kes ei suuda eristada punast rohelisest. Nad tajuvad neid värve hallidena. Sellist nägemise puudumist nimetati värvipimeduseks – inglise teadlase D. Daltoni järgi, kes ise kannatas sellise värvinägemise häire all ja kirjeldas seda esmakordselt.
Värvipimedus on ravimatu, pärilik (seotud X-kromosoomiga). Mõnikord tekib see pärast mõnda silma- ja närvihaigust.
Värvipimedatel ei ole lubatud töötada sõidukite juhtimisega seotud avalikel teedel. Hea värvitaju on väga oluline meremeestele, pilootidele, keemikutele, kunstnikele, seetõttu kontrollitakse mõne elukutse puhul värvinägemist spetsiaalsete tabelite abil.
skotoom
Scottoma (gr. skotos- tumedus) - täpitaoline defekt silma vaateväljas, mis on põhjustatud võrkkesta haigusest, nägemisnärvi haigustest, glaukoomist. Need on piirkonnad (vaateväljas), kus nägemine on oluliselt halvenenud või puudub. Mõnikord nimetatakse pimeala skotoomiks – nägemisnärvi peale vastavat piirkonda võrkkestal (nn füsioloogiline skotoom).
Absoluutne skotoom. absoluutne skotomata) – piirkond, kus nägemine puudub. Suhteline skotoom (inglise) suhteline skotoom) - piirkond, kus nägemine on oluliselt vähenenud.
Iseseisvalt Amsleri testi abil uuringu läbiviimisel on võimalik eeldada skotoomi olemasolu.