Чутливість ока

Здатність ока відчувати світло називається світловою чутливістю (S_c). Кількісно світлова чутливість характеризується пороговою яскравістю (L_n) — мінімальною яскравістю, яку може сприйняти око за певних умов. Чим менша L_n, тим більша світлочутливість.

Світлова чутливість та порогова яскравість — обернені величини: S_c = 1 /L_n

Світлова чутливість ока залежить від кон­центрації світлочутливої речовини в сітківці. Молекули її безперервно продукуються в результаті нормального обміну речовин, але під впливом світла вони розкладаються. Відновлення та розкладання відбуваються паралельно. Кожному рівню яскравості L₁ відповідає деяка стала концентрація світлочутливої речовини С₁. За різкого зниження яскравості до L₂, концентрація С, починає зростати, сягаючи значення С₂.

Підвищення концентрації світлочутливої речовини за умови зниження яскравості іноді ототожнюється з темновою адаптацією. Однак зростання концентрації С — лише одна з причин підвищення світлової чутливості, якщо око потрапляє в темряву. Іншими чинниками є:

• збільшення зіниці із зниженням яскравості;

• перехід від фовеального до периферичного зору;

• зростання часу інерції із зниженням яскравості;

• збільшення площі сітківки, на якій сумується дія світла (спад роздільної сили ока).

З іншого боку, те, що в темряві око не здатне розрізняти дрібні деталі об'єктів, пояснюється тим, що до одного нервового волокна, яке йде до мозку, прикріплено близько 100 паличок. Промені, потрапляючи від різних точок об'єкта на ці палички, подразнюють їх. Це подразнення передається одним волокном, тому мозок не може сприймати промені окремо.

Зниження яскравості від 1000 Кд/м2 до темряви поєднується зі зростанням чутливості ока протягом години приблизно в 10 млн разів. Чутливість зростає спочатку швидко, потім повільніше, а після годинного перебування в темряві рівень чутливості встановлюється незмінним. Якщо освітленість зростає поступово, то сприймаються без болісного відчуття і сотні люкс. Проте й менша освітленість, яка виникає миттєво, може зумовлювати неприємні відчуття.

Якщо розглядати об'єкти в сутінках, то вони видаються синьо-сірими. Проте слід брати до уваги, що чутливість людського ока неоднакова до різних довжин хвиль. Крива чутливості ока в сутінках зміщена в бік коротких хвиль відносно кривої при денному баченні, а максимум чутливості становить приблизно 510 нм.

Поле зору

Частина простору, яку ми чітко бачимо за незмінного положення ока, називають полем зору. Вона обмежена контурами носа та надочними дугами. Поле зору досліджують за допомогою периметра. Розміри поля зору залежать від яскравості, розмірів та контрасту предмета, його кольору та ін. Однак існують усереднені дані. Поле зору одного ока по горизонталі в напрямі до носа становить 60°, до виска — 90° (разом 150°), а по вертикалі — вгору 50°, вниз — 70°. Отже, поле зору обох очей по горизонталі становить 180° (рис.16.15).

Я кщо від крайніх точок предмета NМ через центр кришталика проведені в полі зору дві прямі, то кут i = NОМ називають кутом зору (рис. 16.16). Зображення предмета буде більшим на сітківці та детальнішим, якщо кут зору збільшиться. Результати досліду свідчать, що найменшим може бути кут і, при меншому куті точки N та М не розрізняються. Якщо ж кут зору менший від кута і, то для отримання зображення використовують оптичні прилади.

Зорова вісь — це лінія, що проходить через предмет, вузлові точки і середину жовтої плями.

На відстані 16° від зорової осі гострота зору вже в три рази менша, ніж у центрі (предмет видно, але нечітко). Тоді на допомогу приходить рух очей: очі можна повертати на 35...40° у будь-якому напрямі. За потреби у більшому куті повертання слід повертати голову.

Оптична система кожного ока створює на сітківці картину, що відповідає проекції об'єкта зовнішнього середовища на сферичну поверхню дна ока.

Різниця яскравості об'єктів та їхніх деталей передається як різниця освітленостей різних точок зображення. У другому оці отримаємо картину, подібну до першої, але яка не збігається з нею.

У парі зображення дають інформацію про величину, форму та взаємне розташування об'єктів у тривимірному просторі. Ця інформація передається в мозок.

Фоторецептори збуджуються інтенсивніше за більш інтенсивного освітлення. Усі фоторецептори, що зв'язані з одним нервовим волокном, посилають уздовж нього в мозок сигнал, інтенсивність якого залежить від ступеня збудження рецепторів, тобто від їх освітленості. Закінчення зорового волокна в мозку передає певній його клітині відомості про освітленість на відповідній ділянці сітківки, а усі волокна — про розподіл освітленості по всій сітківці, тобто про повне зображення.

А налогічно другою групою клітин передаються відомості про зображення на сітківці другого ока. Взаємодія клітин цих двох полів мозку дає інформацію про об'єми видимих предметів (рис.16.17). Два кути повертання зорової осі визначають дві координати точки, на яку ми дивимось. Однак бачення має давати всі три координати кожного предмета; третя координата — відстань від предмета — усвідомлюється людиною переважно завдяки конвергенції (куту сходження) та стереоскопічному баченню.

Якщо предмет розміщений досить далеко, то кут між лініями зору двох очей, кут сходження (конвергенція), майже дорівнює нулю.~3а збільшен­ня відстані кут зменшується. Зміна цього кута дає змогу оцінювати відстань до об'єкта. Проте чим більша відстань, тим менша зміна кута сходження і тим менш точно можна визначити розміри предметів.