|
|
|
|
Цветовая чуствительность глаза. Разрешающая способность глаза
Цветовая чуствительность глаза
Глаз человека обладает различной чувствительностью к разным участкам спектра.
Кривая видности характеризует чувствительность глаза к свету с различными длинами волн при нормальной освещенности.
Относительная спектральная световая эффективность Vi равна отношению чувствительности глаза к свету с данной длиной волны к чувствительности глаза к свету с длиной волны 555 нм. Эта кривая имеет максимум при l= 555 нм. Кривая видности резко падает к краям: при длине волны 400 нм чувствительность глаза меньше в 2500 раз, чем при 555 нм. Интересно то, что при очень слабых освещенностях кривая видности расширяется.
Природа многие миллионы лет приспосабливала глаз человека к солнечному излучению. Видимой области спектра соответствует 40% всего излучения Солнца, падающего на Землю.
Глаз человека обладает удивительной способностью к адаптации — приспособлению к различным световым потокам, мощность которых изменяется на двенадцать порядков — от 10-17 до 10-5 Вт. При увеличении яркости зрачок сужается и снижается чувствительность колбочек и палочек. Наилучшим для глаза является поперечник зрачка, равный 2—3 мм. При таком размере зрачка некоторые люди могут различать два объекта, видимые под углом в несколько угловых минут.
Днем глаз наиболее чувствителен к центральной, желтой части спектра, ночью максимум чувствительности смещается в сине-зеленую область. Выражение «ночью все кошки серы» связано с физиологией зрения, снижением чувствительности глаза при пло
хой освещенности и смещением максимума чувствительности. Еще Леонардо да Винчи заметил, что «зеленый и голубой усиливают свой цвет в полутени».
Угол зрения
Размер изображения предмета на сетчатке h определяется углом зрения j = h/f с вершиной в оптическом центре глаза и лучами, направленными на крайние точки предмета.
Можно увеличить угол зрения, приблизив предмет к глазу. Однако при этом усиливается напряжение циллиар-ной мышцы, и глаз устает. Особенно трудно аккомодировать глаз, если предмет расположен около ближней точки.
Расстояние наилучшего зрения — это расстояние от предмета до глаза, при котором угол зрения оказывается максимальным, а напряжение аккомодации не чрезмерно велико, и глаз не устает. У нормального глаза расстояние наилучшего зрения около 25 см. Близоруким людям легче приблизить предмет к глазу, это позволяет им различать довольно мелкие предметы. Наоборот, дальнозоркие затрудняются в различении мелких предметов, например букв при чтении.
Разрешающая способность глаза
Две точки изображения воспринимаются раздельно, если попадают на две разные светочувствительные клетки сетчатки. В противном случае они возбуждают лишь одну клетку. Принято говорить, что глаз не разрешает две разные точки предмета, если их изображения получаются на одном светочувствительном элементе сетчатки. Разрешающая способность глаза оценивается по минимальному углу зрения j0, под которым две точки еще видны раздельно.
Опыт дает для минимального угла зрения значение около одной угловой минуты (jо«1'). Это соответствует тому факту, что расстояние между двумя соседними палочками или колбочками равно примерно 5 мкм (h0=5*10-3 мм). В самом деле, как видно из рисунка, наименьший угол зрения jо = hо/f, где f = 17,2 мм — фокусное расстояние оптической системы глаза. Имеем:
j0=h0/f=(5*10-3*180*60')/(17.2*p)=1'
С уменьшением освещенности разрешающая способность глаза ухудшается, как говорят падает острота зрения.
