Cât de departe poate vedea ochiul? Acuitate vizuala
Datorită numărului mare de etape din procesul de percepție vizuală, caracteristicile sale individuale sunt luate în considerare din punctul de vedere al diferitelor științe - optică (inclusiv biofizica), psihologie, fiziologie, chimie (biochimie). La fiecare etapă de percepție apar distorsiuni, erori și eșecuri, dar creierul uman procesează informațiile primite și face ajustările necesare. Aceste procese sunt de natură inconștientă și sunt implementate în corecția autonomă pe mai multe niveluri a distorsiunilor. Astfel, se elimină aberațiile sferice și cromatice, efectele punctului oarbă, se realizează corecția culorilor, se formează o imagine stereoscopică etc. În cazurile în care procesarea subconștientă a informațiilor este insuficientă sau excesivă, apar iluzii optice.
Fiziologia vederii umane
Viziunea culorilor
Ochiul uman conține două tipuri de celule sensibile la lumină (fotoreceptori): tije foarte sensibile, responsabile de vederea nocturnă și conuri mai puțin sensibile, responsabile de vederea culorilor.
Lumina de lungimi de undă diferite stimulează diferite tipuri de conuri în mod diferit. De exemplu, lumina galben-verde stimulează în mod egal conurile L și M, dar stimulează mai puțin conurile S. Lumina roșie stimulează conurile de tip L mult mai mult decât conurile de tip M și nu stimulează deloc conurile de tip S; lumina verde-albastru stimulează mai mult receptorii de tip M decât cei de tip L, iar receptorii de tip S puțin mai mult; lumina cu această lungime de undă stimulează, de asemenea, cel mai puternic tijele. Lumina violetă stimulează aproape exclusiv conurile de tip S. Creierul percepe informații combinate de la diferiți receptori, ceea ce oferă percepții diferite ale luminii cu lungimi de undă diferite.
Genele care codifică proteine opsina sensibile la lumină sunt responsabile pentru vederea culorilor la oameni și maimuțe. Potrivit susținătorilor teoriei celor trei componente, prezența a trei proteine diferite care răspund la lungimi de undă diferite este suficientă pentru percepția culorii. Majoritatea mamiferelor au doar două dintre aceste gene, motiv pentru care au vedere în două culori. Dacă o persoană are două proteine codificate de gene diferite care sunt prea asemănătoare sau una dintre proteine nu este sintetizată, se dezvoltă daltonismul. N. N. Miklouho-Maclay a descoperit că papuanii din Noua Guinee, care trăiesc în plina jungle verde, nu au capacitatea de a distinge culoarea verde.
Opsina roșie sensibilă la lumină este codificată la om de gena OPN1LW.
Alte opsine umane sunt codificate de genele OPN1MW, OPN1MW2 și OPN1SW, dintre care primele două codifică proteine care sunt sensibile la lumină la lungimi de undă medii, iar a treia este responsabilă pentru o opsină care este sensibilă la partea cu lungime de undă scurtă a spectrului. .
Necesitatea a trei tipuri de opsine pentru vederea culorilor a fost demonstrată recent în experimente pe maimuța veveriță (Saimiri), ai căror masculi au fost vindecați de daltonismul congenital prin introducerea genei opsinei umane OPN1LW în retina lor. Această lucrare (împreună cu experimente similare la șoareci) a arătat că creierul matur este capabil să se adapteze la noile capacități senzoriale ale ochiului.
Gena OPN1LW, care codifică pigmentul responsabil pentru percepția culorii roșii, este extrem de polimorfă (lucrarea recentă a lui Virelli și Tishkov a găsit 85 de alele într-un eșantion de 256 de persoane) și aproximativ 10% dintre femeile care au două alele diferite ale acesteia. gena au de fapt un tip suplimentar de receptori de culoare și un anumit grad de viziune a culorilor cu patru componente. Variațiile genei OPN1MW, care codifică pigmentul „galben-verde”, sunt rare și nu afectează sensibilitatea spectrală a receptorilor.
Gena OPN1LW și genele responsabile pentru percepția luminii cu lungime de undă medie sunt situate în tandem pe cromozomul X, iar recombinarea neomoloagă sau conversia genei are loc adesea între ele. În acest caz, poate avea loc fuziunea genelor sau numărul de copii ale acestora în cromozom poate crește. Defectele genei OPN1LW sunt cauza daltonismului parțial, a protanopiei.
Teoria cu trei componente a vederii culorilor a fost exprimată pentru prima dată în 1756 de M. V. Lomonosov, când a scris „despre cele trei aspecte ale fundului ochiului”. O sută de ani mai târziu, a fost dezvoltat de omul de știință german G. Helmholtz, care nu menționează celebra lucrare a lui Lomonosov „Despre originea luminii”, deși a fost publicată și rezumată în limba germană.
În același timp, a existat o teorie opusă a culorii de Ewald Goering. A fost dezvoltat de David H. Hubel și Torsten N. Wiesel. Ei au primit Premiul Nobel în 1981 pentru descoperirea lor.
Ei au sugerat că informația care intră în creier nu este despre culorile roșu (R), verde (G) și albastru (B) (teoria culorii Jung-Helmholtz). Creierul primește informații despre diferența de luminozitate - despre diferența de luminozitate alb (Y max) și negru (Y min), despre diferența dintre culorile verde și roșu (G - R), despre diferența dintre culorile albastru și galben (B - galben), iar culoarea galbenă (galben = R + G) este suma culorilor roșu și verde, unde R, G și B sunt luminozitatea componentelor de culoare - roșu, R, verde, G și albastru, B.
Avem un sistem de ecuații - K b-w = Y max - Y min; K gr = G - R; K brg = B - R - G, unde K b&w, K gr, K brg sunt funcții ale coeficienților de balans de alb pentru orice iluminare. În practică, acest lucru se exprimă prin faptul că oamenii percep la fel culoarea obiectelor sub diferite surse de lumină (adaptarea culorii). Teoria opoziției explică în general mai bine faptul că oamenii percep la fel culoarea obiectelor sub surse de lumină extrem de diferite (adaptarea culorii), inclusiv surse de lumină colorate diferite în aceeași scenă.
Aceste două teorii nu sunt în întregime concordante una cu cealaltă. Dar, în ciuda acestui fapt, se presupune în continuare că teoria celor trei stimuli operează la nivel retinian, dar informația este procesată și se primesc date în creier care sunt deja în concordanță cu teoria adversarului.
Vedere binoculară și stereoscopică
Contribuția pupilei la reglarea sensibilității oculare este extrem de nesemnificativă. Întreaga gamă de luminozitate pe care mecanismul nostru vizual este capabil să o perceapă este enormă: de la 10 −6 cd m² pentru un ochi complet adaptat la întuneric la 10 6 cd m² pentru un ochi complet adaptat la lumină. Mecanismul pentru o gamă atât de largă de sensibilitatea constă în descompunerea și refacerea pigmenților fotosensibili din fotoreceptorii retinieni – conuri și baghete.
Sensibilitatea ochiului depinde de caracterul complet al adaptării, de intensitatea sursei de lumină, de lungimea de undă și de dimensiunile unghiulare ale sursei, precum și de durata stimulului. Sensibilitatea ochiului scade odată cu înaintarea în vârstă din cauza deteriorării proprietăților optice ale sclerei și pupilei, precum și a componentei receptorului de percepție.
Sensibilitatea maximă în lumina zilei este de 555-556 nm, iar în lumina slabă de seară/noapte se deplasează spre marginea violetă a spectrului vizibil și este egală cu 510 nm (în timpul zilei fluctuează între 500-560 nm). Acest lucru este explicat (dependența viziunii unei persoane de condițiile de iluminare atunci când percepe obiecte multicolore, raportul dintre luminozitatea lor aparentă - efectul Purkinje) prin două tipuri de elemente sensibile la lumină ale ochiului - în lumină puternică, vederea este explicată. efectuate în principal de conuri, iar în lumină slabă, de preferință se folosesc numai tije.
Acuitate vizuala
Capacitatea diferitelor persoane de a vedea detalii mai mari sau mai mici ale unui obiect de la aceeași distanță cu aceeași formă a globului ocular și aceeași putere de refracție a sistemului ocular dioptric este determinată de diferența dintre distanța dintre elementele sensibile ale retinei. și se numește acuitate vizuală.
Acuitatea vizuală este capacitatea ochiului de a percepe în afară două puncte situate la o oarecare distanță unul de celălalt ( detaliu, granulație fină, rezoluție). Măsura acuității vizuale este unghiul vizual, adică unghiul format de razele care emană de la marginile obiectului în cauză (sau din două puncte). AȘi B) până la punctul nodal ( K) ochi. Acuitatea vizuală este invers proporțională cu unghiul vizual, adică cu cât este mai mică, cu atât acuitatea vizuală este mai mare. În mod normal, ochiul uman este capabil în afară percepe obiecte cu o distanță unghiulară de cel puțin 1′ (1 minut).
Acuitatea vizuală este una dintre cele mai importante funcții ale vederii. Acuitatea vizuală a unei persoane este limitată de structura sa. Ochiul uman, spre deosebire de ochii cefalopodelor, de exemplu, este un organ inversat, adică celulele sensibile la lumină sunt situate sub un strat de nervi și vase de sânge.
Acuitatea vizuală depinde de mărimea conurilor situate în zona maculei, a retinei, precum și de o serie de factori: refracția ochiului, lățimea pupilei, transparența corneei, cristalin (și elasticitatea acestuia), corpul vitros (care alcătuiește aparatul de refracție a luminii), starea retinei și a nervului optic, vârsta.
Acuitatea vizuală și/sau sensibilitatea la lumină sunt adesea denumite și rezoluția ochiului liber ( putere de rezoluție).
linia de vedere
Viziunea periferică (câmpul vizual) - determină limitele câmpului vizual atunci când le proiectezi pe o suprafață sferică (folosind un perimetru). Câmpul vizual este spațiul perceput de ochi cu privirea fixă. Câmpul vizual este o funcție a retinei periferice; starea sa determină în mare măsură capacitatea unei persoane de a naviga liber în spațiu.
Modificările câmpului vizual sunt cauzate de boli organice și/sau funcționale ale analizorului vizual: retina, nervul optic, calea vizuală, sistemul nervos central. Încălcări ale câmpului vizual se manifestă fie prin îngustarea limitelor acestuia (exprimată în grade sau valori liniare), fie prin pierderea unor secțiuni individuale ale acestuia (hemianopsia), fie prin apariția unui scotom.
Binocularitate
Privind un obiect cu ambii ochi, îl vedem numai atunci când axele de vedere ale ochilor formează un astfel de unghi de convergență (convergență), la care se obțin imagini simetrice, clare pe retine în anumite locuri corespunzătoare ale maculei sensibile ( fovea centralis). Datorită acestei vederi binoculare, nu doar judecăm poziția relativă și distanța obiectelor, dar percepem și relieful și volumul.
Principalele caracteristici ale vederii binoculare sunt prezența binoculară elementară, viziunea de profunzime și stereoscopică, acuitatea vizuală stereo și rezervele de fuziune.
Prezența vederii binoculare elementare este verificată prin împărțirea unei anumite imagini în fragmente, dintre care unele sunt prezentate ochiului stâng, iar altele ochiului drept. Un observator are vedere binoculară elementară dacă este capabil să compună o singură imagine originală din fragmente.
Prezența vederii în profunzime se verifică prin prezentarea vederii siluetei, și a vederii stereoscopice - stereograme cu puncte aleatorii, care ar trebui să evoce în observator o experiență specifică de adâncime, diferită de impresia de spațialitate bazată pe trăsături monoculare.
Acuitatea vizuală stereo este reciproca pragului de percepție stereoscopică. Pragul stereoscopic este disparitatea minimă detectabilă (deplasarea unghiulară) între părțile stereogramei. Pentru măsurarea acestuia se folosește următorul principiu. Trei perechi de figuri sunt prezentate separat ochilor stângi și drepti ai observatorului. Într-una dintre perechi poziția figurilor coincide, în celelalte două una dintre figuri este deplasată orizontal cu o anumită distanță. Subiectului i se cere să indice cifrele aranjate în ordinea crescătoare a distanței relative. Dacă cifrele sunt indicate în ordinea corectă, atunci nivelul testului crește (disparitatea scade); dacă nu, disparitatea crește.
Rezervele de fuziune sunt condiții în care este posibilă fuziunea motorie a stereogramei. Rezervele de fuziune sunt determinate de disparitatea maximă dintre părțile stereogramei, la care este încă percepută ca o imagine tridimensională. Pentru măsurarea rezervelor de fuziune se folosește principiul opus celui utilizat în studiul acuității vizuale stereo. De exemplu, unui subiect i se cere să combine două dungi verticale într-o singură imagine, dintre care una este vizibilă pentru ochiul stâng și cealaltă pentru ochiul drept. În același timp, experimentatorul începe să separe lent dungile, mai întâi cu disparitate convergentă și apoi cu disparitate divergentă. Imaginea începe să se bifurce la valoarea disparității, care caracterizează rezerva de fuziune a observatorului.
Binocularitatea poate fi afectată de strabism și de alte boli oculare. Dacă sunteți foarte obosit, este posibil să aveți strabism temporar cauzat de oprirea ochiului nedominant.
Sensibilitate la contrast
Sensibilitatea la contrast este capacitatea unei persoane de a vedea obiecte care diferă ușor în luminozitate față de fundal. Sensibilitatea la contrast este evaluată folosind rețele sinusoidale. O creștere a pragului de sensibilitate la contrast poate fi un semn al unui număr de boli oculare și, prin urmare, studiul acestuia poate fi utilizat în diagnostic.
Adaptarea vederii
Proprietățile de mai sus ale vederii sunt strâns legate de capacitatea ochiului de a se adapta. Adaptarea ochilor este adaptarea vederii la diferite condiții de iluminare. Adaptarea are loc la schimbările de iluminare (se distinge adaptarea la lumină și întuneric), caracteristicile de culoare ale iluminării (capacitatea de a percepe obiectele albe ca fiind albe chiar și cu o schimbare semnificativă a spectrului luminii incidente).
Adaptarea la lumină are loc rapid și se termină în 5 minute, adaptarea ochiului la întuneric este un proces mai lent. Luminozitatea minimă care provoacă senzația de lumină determină sensibilitatea la lumină a ochiului. Acesta din urmă crește rapid în primele 30 de minute. stând în întuneric, creșterea sa se termină practic după 50-60 de minute. Adaptarea ochiului la întuneric este studiată folosind dispozitive speciale - adaptometre.
Scăderea adaptării ochiului la întuneric se observă la unele boli oculare (degenerare pigmentară retiniană, glaucom) și generale (vitaminoză A).
Adaptarea se manifestă și prin capacitatea vederii de a compensa parțial defectele aparatului vizual în sine (defecte optice ale cristalinului, defecte retiniene, scotoame etc.)
Psihologia percepției vizuale
defecte de vedere
Cel mai răspândit dezavantaj este vizibilitatea neclară și neclară a obiectelor apropiate sau îndepărtate.
Defecte ale lentilelor
Clarviziune
Hipermetropia este o eroare de refracție în care razele de lumină care intră în ochi sunt focalizate nu pe retină, ci în spatele acesteia. În formele ușoare ale ochiului cu o bună rezervă de acomodare, compensează deficiența vizuală prin creșterea curburii cristalinului cu mușchiul ciliar.
Cu hipermetropie mai severă (3 dioptrii și mai sus), vederea este slabă nu numai de aproape, ci și de la distanță, iar ochiul nu este capabil să compenseze singur defectul. Hipermetropia este de obicei congenitală și nu progresează (de obicei scade cu vârsta școlară).
Pentru hipermetropie sunt prescrise ochelari de citit sau purtarea constantă. Pentru ochelari, sunt selectate lentile convergente (acestea mută focalizarea înainte spre retină), cu ajutorul cărora vederea pacientului devine cea mai bună.
Ușor diferită de hipermetropie este prezbiopia sau hipermetropia senilă. Presbiopia se dezvoltă din cauza pierderii elasticității cristalinului (care este un rezultat normal al dezvoltării sale). Acest proces începe la vârsta școlară, dar o persoană observă de obicei o slăbire a vederii de aproape după 40 de ani. (Deși la 10 ani, copiii emetropi pot citi la o distanță de 7 cm, la 20 de ani - deja cel puțin 10 cm, și la 30 - 14 cm și așa mai departe.) Hipermetropia senilă se dezvoltă treptat și în funcție de vârstă de 65-70 o persoană și-a pierdut complet capacitatea de acomodare, dezvoltarea prezbiopiei este finalizată.
Miopie
Miopia este o eroare de refracție a ochiului, în care focalizarea se deplasează înainte, iar o imagine deja nefocalizată cade pe retină. În cazul miopiei, punctul mai departe de vedere clară se află la 5 metri (în mod normal, se află la infinit). Miopia poate fi falsă (atunci când, din cauza suprasolicitarii mușchiului ciliar, apare spasmul acestuia, în urma căruia curbura cristalinului rămâne prea mare în timpul vederii la distanță) și adevărată (când globul ocular crește în axul anterior-posterior) . În cazurile ușoare, obiectele îndepărtate sunt neclare, în timp ce obiectele din apropiere rămân clare (cel mai îndepărtat punct al vederii clare se află destul de departe de ochi). În cazurile de miopie ridicată, apare o scădere semnificativă a vederii. Începând de la aproximativ -4 dioptrii, o persoană are nevoie de ochelari atât pentru distanță, cât și pentru aproape (altfel obiectul în cauză trebuie ținut foarte aproape de ochi).
În timpul adolescenței, miopia progresează adesea (ochii se încordează constant pentru a lucra în apropiere, determinând ochiul să crească compensator în lungime). Progresia miopiei ia uneori o formă malignă, în care vederea scade cu 2-3 dioptrii pe an, se observă întinderea sclerei și apar modificări degenerative ale retinei. În cazurile severe, există pericolul detașării retinei supraîntinse din cauza efortului fizic sau a unei lovituri bruște. Progresia miopiei se oprește de obicei între 22 și 25 de ani, când organismul încetează să crească. Cu o progresie rapidă, vederea scade până la -25 dioptrii și mai jos, paralizând severul ochilor și afectând brusc calitatea vederii la distanță și în apropiere (tot ceea ce vede o persoană sunt contururi tulbure fără nicio vedere detaliată), iar astfel de abateri sunt foarte greu de corectat complet cu optica: ochelarii groși creează distorsiuni puternice și fac obiectele mai mici vizual, motiv pentru care o persoană nu poate vedea suficient de bine nici măcar cu ochelari. În astfel de cazuri, se poate obține un efect mai bun folosind corecția contactului.
În ciuda faptului că sute de lucrări științifice și medicale au fost dedicate problemei opririi progresiei miopiei, încă nu există dovezi ale eficacității oricărei metode de tratare a miopiei progresive, inclusiv intervenția chirurgicală (scleroplastia). Există dovezi ale unei reduceri mici, dar semnificative din punct de vedere statistic a ratei de creștere a miopiei la copii, cu utilizarea picăturilor oftalmice cu atropină și (indisponibil în Rusia) a gelului pentru ochi cu pirenzipină.
Pentru miopie, corectarea vederii cu laser este adesea folosită (expunerea la cornee folosind un fascicul laser pentru a-i reduce curbura). Această metodă de corecție nu este complet sigură, dar în majoritatea cazurilor este posibil să se obțină o îmbunătățire semnificativă a vederii după intervenție chirurgicală.
Defectele de miopie și hipermetropie pot fi depășite cu ajutorul ochelarilor sau cursurilor de reabilitare de gimnastică, ca și alte erori de refracție.
Astigmatism
Astigmatismul este un defect în optica ochiului cauzat de forma neregulată a corneei și (sau) a cristalinului. La toți oamenii, forma corneei și a cristalinului diferă de corpul ideal de rotație (adică toți oamenii au astigmatism de diferite grade). În cazurile severe, întinderea de-a lungul unuia dintre axe poate fi foarte puternică, în plus, corneea poate avea defecte de curbură cauzate de alte cauze (răni, boli infecțioase etc.). Cu astigmatism, razele de lumină sunt refractate cu diferite forțe în diferite meridiane, drept urmare imaginea este curbată și neclară pe alocuri. În cazurile severe, distorsiunea este atât de gravă încât reduce semnificativ calitatea vederii.
Astigmatismul poate fi diagnosticat cu ușurință privind cu un ochi la o coală de hârtie cu linii paralele întunecate - prin rotirea unei astfel de foi, astigmatistul va observa că liniile întunecate fie se estompează, fie devin mai clare. Majoritatea oamenilor au astigmatism congenital de până la 0,5 dioptrii, ceea ce nu provoacă disconfort.
Acest defect este compensat de ochelari cu lentile cilindrice având curbură diferită pe orizontală și verticală și lentile de contact (torice dure sau moi), precum și lentile de ochelari având puteri optice diferite în diferite meridiane.
Defecte retiniene
Daltonism
Dacă percepția uneia dintre cele trei culori primare din retină este pierdută sau slăbită, atunci o persoană nu percepe o anumită culoare. Există unele „daltoniste” pentru roșu, verde și albastru-violet. Daltonismul asociat sau chiar complet este rară. Mai des sunt oameni care nu pot distinge roșul de verde. Ei percep aceste culori ca fiind gri. Această lipsă de vedere a fost numită daltonism - după omul de știință englez D. Dalton, care însuși suferea de o astfel de tulburare a vederii culorilor și a descris-o pentru prima dată.
Daltonismul este incurabilă și este moștenită (legată de cromozomul X). Uneori apare după anumite boli oculare și nervoase.
Persoanele daltoniste nu au voie să lucreze în legătură cu conducerea vehiculelor pe drumurile publice. Viziunea bună a culorilor este foarte importantă pentru marinari, piloți, chimiști și artiști, așa că pentru unele profesii vederea culorilor este verificată folosind tabele speciale.
Scotomul
Scotoma (greacă) skotos- întuneric) - un defect asemănător unei pete în câmpul vizual al ochiului, cauzat de o boală a retinei, boli ale nervului optic, glaucom. Acestea sunt zone (în câmpul vizual) în care vederea este semnificativ slăbită sau absentă. Uneori, un punct orb se numește scotom - o zonă de pe retină corespunzătoare capului nervului optic (așa-numitul scotom fiziologic).
Scotom absolut scotomate absolute) - o zonă în care vederea este absentă. Scotom relativ scotom relativ) - o zonă în care vederea este redusă semnificativ.
Puteți presupune prezența unui scotom prin efectuarea independentă a unui studiu folosind testul Amsler.
Suprafața Pământului se curbează și dispare din vedere la o distanță de 5 kilometri. Dar acuitatea noastră vizuală ne permite să vedem mult dincolo de orizont. Dacă Pământul ar fi plat sau dacă ai sta în vârful unui munte și ai privi o zonă mult mai mare a planetei decât de obicei, ai putea vedea lumini strălucitoare la sute de kilometri distanță. Într-o noapte întunecată, puteai vedea chiar și flacăra unei lumânări situată la 48 de kilometri distanță.
Cât de departe poate vedea ochiul uman depinde de câte particule de lumină, sau fotoni, sunt emise de un obiect îndepărtat. Cel mai îndepărtat obiect vizibil cu ochiul liber este Nebuloasa Andromeda, situată la o distanță enormă de 2,6 milioane de ani lumină de Pământ. Cele un trilion de stele ale galaxiei emit suficientă lumină în total pentru a face ca câteva mii de fotoni să lovească fiecare centimetru pătrat de suprafața Pământului în fiecare secundă. Într-o noapte întunecată, această cantitate este suficientă pentru a activa retina.
În 1941, omul de știință Selig Hecht și colegii săi de la Universitatea Columbia au realizat ceea ce este încă considerat o măsură fiabilă a pragului vizual absolut - numărul minim de fotoni care trebuie să lovească retina pentru a produce conștientizarea vizuală. Experimentul a stabilit pragul în condiții ideale: ochilor participanților li sa dat timp să se adapteze complet la întunericul absolut, fulgerul de lumină albastru-verde care acționează ca un stimul avea o lungime de undă de 510 nanometri (la care ochii sunt cei mai sensibili), iar lumina a fost îndreptată către marginea periferică a retinei, umplută cu celule de baghete sensibile la lumină.
Potrivit oamenilor de știință, pentru ca participanții la experiment să poată recunoaște un astfel de fulger de lumină în mai mult de jumătate din cazuri, de la 54 la 148 de fotoni au trebuit să lovească globii oculari. Pe baza măsurătorilor absorbției retinei, oamenii de știință estimează că, în medie, 10 fotoni sunt absorbiți de fapt de tijele retinei umane. Astfel, absorbția a 5-14 fotoni sau, respectiv, activarea a 5-14 tije indică creierului că vezi ceva.
„Acesta este într-adevăr un număr foarte mic de reacții chimice”, au remarcat Hecht și colegii săi într-o lucrare despre experiment.
Luând în considerare pragul absolut, luminozitatea flăcării unei lumânări și distanța estimată la care un obiect luminos se estompează, oamenii de știință au ajuns la concluzia că o persoană poate discerne pâlpâirea slabă a flăcării unei lumânări la o distanță de 48 de kilometri.
Obiectele de dimensiunea unei persoane se disting ca fiind extinse la o distanță de numai aproximativ 3 kilometri. În comparație, la acea distanță, am putea distinge clar două faruri de mașină, dar la ce distanță putem recunoaște că un obiect este mai mult decât o licărire de lumină? Pentru ca un obiect să pară extins spațial și nu punctual, lumina din acesta trebuie să activeze cel puțin două conuri retiniene adiacente - celulele responsabile de vederea culorilor. În condiții ideale, un obiect ar trebui să se afle la un unghi de cel puțin 1 minut de arc, sau o șesime de grad, pentru a excita conurile adiacente. Această măsură unghiulară rămâne aceeași indiferent dacă obiectul este aproape sau departe (obiectul îndepărtat trebuie să fie mult mai mare pentru a fi la același unghi cu cel apropiat). Luna Plină se află la un unghi de 30 de minute de arc, în timp ce Venus este abia vizibilă ca obiect extins la un unghi de aproximativ 1 minut de arc.
Cât de departe poate vedea ochiul uman (în mod normal)? și am primit cel mai bun răspuns
Răspuns de la Leonid[guru]
Dacă considerăm că suprafața Pământului este condiții normale, atunci problema se reduce la teorema lui Pitagora. Și din răspuns - aproximativ 4 km. La această distanță se află linia orizontului pentru o persoană de înălțime medie. Un exemplu ideal este o persoană pe malul mării chiar lângă apă.Este clar că, având în vedere condițiile de teren, raza de acțiune va fi imprevizibilă. De exemplu, nu mai departe de versantul opus al defileului...
Răspuns de la 2 raspunsuri[guru]
Buna ziua! Iată o selecție de subiecte cu răspunsuri la întrebarea dvs.: cât de departe vede ochiul uman (în mod normal)?
Răspuns de la Dee[guru]
Practic infinit de departe. Un ochi uman sănătos este capabil să citească liniile de jos ale unei diagrame de testare a vederii.
Răspuns de la FingerScan Polunin[guru]
Oamenii de știință au demonstrat că ochiul este capabil să răspundă la doar 1 foton care lovește retina! La un moment dat, Vavilov a făcut asta. Experimentele sale au arătat că pentru ca senzația de lumină să apară la o persoană obișnuită neantrenată este necesar ca aproximativ 5-7 fotoni să lovească retina în aceeași zonă.Dar există metode de creștere a pragului de sensibilitate al vederii. opțiunea este de a adapta vederea la întuneric (oamenii stau în întuneric timp de cel puțin 30 de minute) Și dacă sunteți serios preocupat de vederea dvs., puteți face fără întuneric complet (de exemplu, folosind exercițiul „palming”). După aceasta, o persoană este capabilă să capteze un singur fotoni pe retină. Dacă trecem la numere, despre care ați întrebat, atunci situația este următoarea: de la o distanță de 7 km de o lumânare aprinsă, doar 1 foton lovește ochiul unei persoane în întuneric complet.Se pare că o persoană instruită în întuneric complet este capabilă să vadă o lumânare de la 7 km.Un ochi obișnuit neantrenat este capabil să distingă ceva de genul 5-7 lumânări care ard în apropiere.Iată răspunsul tău.
Răspuns de la Inna V[guru]
Parametrii fotografici ai ochiului uman și unele caracteristici ale structurii acestuia Sensibilitatea (ISO) a ochiului uman se modifică dinamic în funcție de nivelul actual de iluminare în intervalul de la 1 la 800 de unități ISO. Timpul pentru ca ochiul să se adapteze complet la un mediu întunecat durează aproximativ o jumătate de oră.Numărul de megapixeli din ochiul uman este de aproximativ 130, dacă socotim fiecare receptor fotosensibil ca un pixel separat. Cu toate acestea, fovea, care este zona cea mai sensibilă la lumină a retinei și este responsabilă pentru vederea centrală clară, are o rezoluție de aproximativ un megapixel și acoperă aproximativ 2 grade de vizualizare. Distanța focală este de ~22-24 mm. . Dimensiunea orificiului (pupila) cu irisul deschis este de ~7 mm. Deschiderea relativa este de 22/7 = ~3,2-3,5.Magistrala de transmisie a datelor de la un ochi la creier contine aproximativ 1,2 milioane de fibre nervoase (axoni) Capacitatea canalului de la ochi la creier este de aproximativ 8-9 megabiți pe secundă.Unghiuri Câmpul vizual al unui ochi este de 160 x 175 grade.Retina umană conține aproximativ 100 de milioane de tije și 30 de milioane de conuri. sau 120 + 6 conform datelor alternative.Conurile sunt unul dintre cele două tipuri de celule fotoreceptoare din retină. Conurile își primesc numele datorită formei lor conice. Lungimea lor este de aproximativ 50 de microni, diametrul - de la 1 la 4 microni.Conurile sunt de aproximativ 100 de ori mai puțin sensibile la lumină decât tijele (un alt tip de celulă retiniană), dar percep mult mai bine mișcările rapide.Există trei tipuri de conuri, bazate pe sensibilitatea lor la diferite lungimi unde de lumină (culori). Conurile de tip S sunt sensibile în regiunea violet-albastru, tipul M în regiunea verde-galben și tipul L în partea galben-roșie a spectrului. Prezența acestor trei tipuri de conuri (și tije, care sunt sensibile în partea verde smarald a spectrului) oferă unei persoane viziunea colorată. Conurile cu lungime de undă lungă și medie (cu vârful în albastru-verde și galben-verde) au zone largi de sensibilitate cu suprapunere semnificativă, astfel încât un anumit tip de con răspunde la mai mult decât la propria sa culoare; reacţionează la ea doar mai intens decât alţii.Noaptea, când fluxul de fotoni este insuficient pentru funcţionarea normală a conurilor, vederea este asigurată numai de tije, astfel încât noaptea o persoană nu poate distinge culorile.Celulele bastonaşe sunt unul din două tipuri. de celule fotoreceptoare din retina ochiului, numită așa pentru forma sa cilindrică. Tijele sunt mai sensibile la lumină și, în ochiul uman, sunt concentrate spre marginile retinei, ceea ce determină participarea lor la vederea nocturnă și periferică.
22-08-2011, 06:44
Descriere
În timpul războiului civil american, dr. Herman Snellen a dezvoltat o diagramă pentru a testa vederea la o distanță de douăzeci de picioare (6 m). Până în prezent, mesele proiectate după model decorează pereții cabinetelor oftalmologilor și asistentelor școlare.
În secolul al XIX-lea, experții în viziune au stabilit că ar trebui să putem vedea de la o distanță de douăzeci de picioare (6 m) litere cu puțin mai puțin de 1,25 cm înălțime. Cei care pot vedea litere de această dimensiune sunt considerați a avea o vedere perfectă - că este 20/20.
De atunci a trecut multă apă pe sub pod. Lumea s-a schimbat dramatic. A avut loc o revoluție științifică și tehnologică, poliomielita a fost învinsă, omul a mers pe Lună, au apărut computerele și telefoanele mobile.
Dar, în ciuda celor mai recente tehnologii în chirurgia ochilor cu laser, a lentilelor de contact colorate și în ciuda cerințelor tot mai mari de vedere impuse de internet, îngrijirea ochilor de zi cu zi rămâne în esență aceeași cu diagrama Dr. Snellen, creată cu aproape o sută cincizeci de ani în urmă.
Determinăm puterea mușchilor noștri de vedere clară prin măsurarea cât de bine putem vedea literele minuscule la distanță apropiată.
Copiii de cincisprezece ani cu vedere normală pot vedea litere mici de la trei sau patru inci. Odată cu vârsta, însă, aceste forțe încep să scadă. Ca urmare a procesului natural de îmbătrânire, în jurul vârstei de treizeci de ani, pierdem jumătate din puterea noastră de vedere clară și capacitatea de a menține concentrarea la o distanță de patru până la opt inci (10 până la 20 de centimetri). În următorii zece ani ne pierdem din nou jumătate din forță și concentrarea noastră scade la șaisprezece inci (40 cm). Data viitoare când pierdem jumătate din vederea clară este de obicei între patruzeci și patruzeci și cinci de ani. În această perioadă, focalizarea crește la treizeci și doi de inchi (80 cm) și brusc brațele noastre sunt prea scurte pentru a ne permite să citim. Deși mulți dintre pacienții pe care i-am văzut au afirmat că problema era mai mult cu brațele lor decât cu ochii, toți au ales să-și ia ochelari de citit în loc să fie supuși unei operații de prelungire a brațelor.
Cu toate acestea, nu numai oameni în vârstă trebuie să crească puterea mușchilor vizuali. Uneori mă întâlnesc cu tineri și chiar copii care au nevoie să-și mărească semnificativ această forță pentru a citi sau a studia fără a experimenta oboseală. Pentru a vă face o idee imediată despre puterea propriei vederi, acoperiți un ochi cu mâna și apropiați-vă de diagrama Near Visual Acuity, astfel încât să puteți vedea literele de pe linia 40. Acum închideți celălalt ochi și repetați procesul . Dacă purtați ochelari de citit, purtați-i în timpul testului. După ce ați făcut exercițiile pentru vedere clară timp de două săptămâni, repetați testul în același mod și notați dacă apar modificări.
Flexibilitate
Cei care au obiectele se estompează în fața ochilor tăiÎn primele secunde când ridică privirea de la o carte sau un computer, au dificultăți cu flexibilitatea mușchilor cu vederea clară. Dacă hobby-urile sau munca dvs. necesită ca ochii să-și schimbe focalizarea frecvent și contururile obiectelor necesită timp pentru a deveni clare, atunci probabil că ați pierdut multe ore în așteptarea ca vederea să devină din nou clară. De exemplu, unui elev care durează mai mult decât alții să-și îndepărteze privirea de la tablă și să se concentreze pe caietul său, va dura mai mult timp pentru a finaliza tema scrisă pe tablă.
Rezistenta
După cum am spus mai devreme, nu este suficient să poți numi o jumătate de duzină de litere pe o diagramă în timpul unui test. Ar trebui să vă puteți păstra vederea clară pentru un timp, chiar dacă puteți citi linia 20/10. Cei cu probleme de rezistență le este greu să mențină o vedere clară atunci când citesc sau conduc. De obicei văd obiectele încețoșate, ochii li se inflamează și chiar au dureri de cap atunci când trebuie să privească îndeaproape ceva timp îndelungat. Gradul de ușurință cu care puteți efectua exercițiile descrise în a doua jumătate a acestui capitol vă va oferi o idee atât despre flexibilitatea, cât și despre rezistența vederii dumneavoastră.
În am spus povestea despre Bill și despre modul în care vederea i s-a deteriorat din cauza navigării pe internet pentru o lungă perioadă de timp. Acesta a fost un exemplu al modului în care vederea 20/20 poate fi o poziție de pornire bună, dar este doar o poziție de pornire. A avea o vedere 20/20 nu garantează că lucrurile vor fi clare atunci când ridicăm privirea de pe o carte sau de pe monitorul computerului, sau că nu vom suferi de dureri de cap sau disconfort de stomac când citim. Viziunea 20/20 nu garantează că putem vedea clar ceea ce este scris pe semnele rutiere pe timp de noapte, sau că putem vedea la fel de bine și alte persoane.
Cel mai mult care poate garanta viziunea 20/20 este că putem, la distanță de un tabel creat în secolul al XIX-lea, să ne menținem viziunea concentrată suficient de mult pentru a citi șase sau opt litere.
« Deci, de ce ar trebui să ne mulțumim cu viziunea 20/20?? - tu intrebi.
Răspunsul meu, desigur: " Și într-adevăr, de ce?»
De ce să vă mulțumiți cu dureri de ochi sau de cap în timp ce lucrați la computer? De ce să ne mulțumim cu un efort suplimentar care ne obosește subtil când citim și ne lasă să ne simțim ca o lămâie la sfârșitul zilei? De ce să ne mulțumim cu stresul cu care încercăm să distingem semnele rutiere când conducem în trafic de seară? Nu ar fi trebuit această diagramă de testare a ochilor din Vechiul Testament să fi fost îngropată cu mult înainte de sfârșitul secolului al XX-lea? Pe scurt, de ce ar trebui să acceptăm că viziunea noastră nu este la egalitate cu era Internetului?
Ei bine, dacă doriți ca calitatea vederii dvs. să îndeplinească cerințele secolului XXI, atunci este timpul să lucrați la flexibilitatea mușchilor oculari.
Dar înainte de a începe, permiteți-mi să vă avertizez. Ca și în cazul oricărui exercițiu, testarea mușchilor ochilor poate provoca inițial durere și disconfort. Ochii tăi s-ar putea arde de tensiune. Este posibil să simțiți o ușoară durere de cap. Chiar și stomacul tău poate rezista la exerciții fizice, deoarece este controlat de același sistem nervos care controlează focalizarea ochilor tăi. Dar dacă nu renunțați și continuați să faceți exerciții timp de șapte minute pe zi (trei minute și jumătate pentru fiecare ochi), durerea și disconfortul vor dispărea treptat și veți înceta să le experimentați nu numai în timpul exercițiilor, ci și de asemenea în restul zilei.ora de asemenea.
Precizie. Forta. Flexibilitate. Rezistenta. Iată care sunt calitățile pe care ochii tăi le vor dobândi ca urmare: cursuri de fitness pentru ochi.
Bine. S-a spus deja destul. Să începem. Chiar dacă te hotărăști să răsfoiești mai întâi întreaga carte și să începi să exersezi mai târziu, tot recomand să încerci imediat exercițiul Clear Vision I, doar pentru a-ți face o idee despre cum funcționează mușchii ochilor tăi. Sau, dacă preferați să stați nemișcat, încercați să faceți Clear Vision III - doar nu încercați prea mult.
Când sunteți introdus în exercițiile din această carte, nu citiți descrierea întregului exercițiu deodată. Înainte de a citi descrierea următorului pas al exercițiului, finalizați-l pe cel anterior. Este mai bine să faci exercițiul decât să citești doar despre el. Astfel nu vei fi confuz și totul se va rezolva.
Set de exerciții „Viziune clară”
Vedere clară 1
Vă ofer trei mese pentru a vă antrena claritatea vederii: un tabel cu litere mari pentru antrenamentul vederii de departe și două tabele (A și B) cu litere mici pentru antrenamentul vederii de aproape. Decupați-le din carte sau faceți copii.
Dacă nu ai nevoie de ochelari, e grozav! Nu veți avea nevoie de ele pentru aceste exerciții. Dacă vi s-au prescris ochelari de purtat în mod regulat, purtați-i în timpul exercițiilor. Daca ai ochelari cu dioptrii mici si medicul tau ti-a spus ca ii poti purta oricand vrei si preferi sa te descurci fara ei, atunci incearca sa faci exercitiul fara ochelari.
Iar dacă preferi să le porți, atunci fă exercițiul și în ele.
Faceți exercițiul în următoarea ordine:
1. Atașați diagrama de antrenament pentru vederea la distanță pe un perete bine luminat.
2. Îndepărtați-vă de diagramă atât de departe încât să puteți vedea clar toate literele - aproximativ șase până la zece picioare (1,8 m până la 3 m).
3. Țineți diagrama de testare a vederii de aproape în mâna dreaptă.
4. Acoperiți-vă ochiul stâng cu palma stângă. Nu îl apăsați pe ochi, ci îndoiți-l astfel încât ambii ochi să rămână deschiși.
5. Aduceți Diagrama A atât de aproape de ochi încât să puteți citi confortabil literele - aproximativ șase până la zece inci (15 cm până la 25 cm). Dacă aveți peste patruzeci de ani, atunci probabil că va trebui să începeți de la șaisprezece inci (40 cm).
6. În această poziție (cu mâna acoperindu-vă ochiul stâng, stând la o astfel de distanță de masa de testare a vederii la distanță încât să o puteți citi cu ușurință și cu diagrama A aproape de ochi, astfel încât să o puteți citi confortabil), citiți primele trei litere de pe tabel pentru testarea vederii la distanță: E, F, T.
7. Întoarceți-vă ochii către tabelul pentru testarea vederii de aproape și citiți următoarele trei litere: Z, A, C.
9. După ce ați terminat de citit tabelele cu ochiul drept (și ați petrecut trei minute și jumătate cu aceasta), luați cea mai apropiată masă în mâna stângă și închideți ochiul drept cu palma, din nou fără a apăsa pe el, dar așa că rămâne deschis sub palma ta.
10. Citiți tabelele cu ochiul stâng, câte trei litere, la fel cum le citiți cu ochiul drept: E, F, T - tabel îndepărtat, Z, A, C - lângă masă etc.
În timpul exercițiului „Clear Vision I” Vei observa că la început, când îți muți ochii de la o masă la alta, îți va lua câteva secunde să te concentrezi asupra lor. De fiecare dată când privești în depărtare, îți relaxezi mușchii ochilor și îi încordezi când privești ceva de aproape. Cu cât vă puteți reorienta ochii mai repede, cu atât mușchii ochilor vor fi mai flexibili. Cu cât poți face mai mult exercițiul fără a experimenta oboseală, cu atât rezistența mușchilor ochi este mai mare. Când lucrați cu mese, le țineți la o distanță confortabilă pentru a vă obișnui să încordați și să relaxați mușchii ochilor fără a vă încorda ochii. Cel puțin inițial, lucrați cu acest exercițiu timp de cel mult șapte minute pe zi - trei minute și jumătate cu fiecare ochi. Deplasați-vă treptat din ce în ce mai departe de masa mare și aduceți-o pe cea mică mai aproape de ochi. Odată ce puteți face acest exercițiu fără disconfort, sunteți gata să treceți la exercițiul Clear Vision II.
Viziune clară 2
Scopul exercițiului „Clear Vision I” a fost să înveți cum să muți rapid și fără efort focalizarea vederii la diferite distanțe. Această abilitate vă va ajuta, de asemenea, să vă mențineți concentrarea atunci când citiți, conduceți sau când aveți nevoie să vedeți detaliile unui obiect. Făcând exercițiul Clear Vision I, îți vei extinde și mai mult gama de claritate și vei crește puterea și acuratețea vederii.
Lucrul la exercițiul Clear Vision II, urmați aceeași procedură în zece pași ca în exercițiul Clear Vision I, cu câteva excepții și anume: în pasul 2, îndepărtați-vă de diagrama mare până când abia recunoașteți literele. De exemplu, dacă în Clear Vision I ați putea vedea cu ușurință literele în timp ce vă aflați la trei metri (3 m) de diagramă, acum stați la douăsprezece picioare (3,6 m) de aceasta. Pe măsură ce începeți să vedeți mai bine, continuați să vă îndepărtați de diagramă până când puteți citi litere la douăzeci de metri distanță.
În mod similar, în pasul 5: În loc să țineți diagrama mică în mâini atât de aproape încât să o puteți citi confortabil, acum mutați-l cu câțiva centimetri mai aproape de ochi, adică la o astfel de distanță încât trebuie să faceți un efort pentru a citi scrisorile. Lucrați până când puteți citi diagrama la aproximativ patru inci (10 cm) de la ochi. Dacă aveți peste patruzeci de ani, probabil că nu veți putea citi diagrama de la patru centimetri distanță. Este posibil să trebuiască să te antrenezi la o distanță de șase (15 cm), sau zece inchi (25 cm) sau chiar șaisprezece inci (40 cm). Va trebui să determinați singur distanța dorită. Doar asigurați-vă că țineți diagrama atât de aproape de ochi încât abia dacă puteți desluși literele. Pe măsură ce exersați, vă veți extinde gama de viziune clară.
Când puteți sta la trei metri (3 m) de diagrama de testare a vederii la distanță și puteți vedea clar toate literele, acuitatea dvs. vizuală va fi de 20/20. Dacă poți să faci un pas înapoi – treisprezece picioare (3,9 metri) și să vezi în continuare literele, vederea ta va fi de aproximativ 20/15. Și, în sfârșit, dacă puteți vedea clar literele de pe o diagramă la o distanță de douăzeci de picioare (6 m), aceasta înseamnă că acuitatea vizuală s-a dublat în comparație cu acei oameni de știință miopi ai secolului al XIX-lea, adică viziunea este de 20/ 10 - puteți vedea de la douăzeci de picioare ceea ce ei puteau vedea doar de la zece.
Viziune clară III
Exercițiul „Viziune clară III” conceput pentru a crește în continuare precizia, puterea, flexibilitatea și rezistența ochilor tăi la îndemâna brațului. Poate fi realizat cu ușurință în timp ce stați la birou.
Utilizați diagrama B pentru a determina claritatea vederii de aproape. Dacă ai ochelari de citit, fă exercițiile cu ei. Dacă diagrama B este prea mică pentru a putea vedea literele chiar și cu ochelari, atunci utilizați diagrama A.
Urmați acești pași.
1. Acoperiți un ochi cu palma.
2. Aduceți masa B atât de aproape de celălalt ochi, încât să puteți citi confortabil literele.
3. Clipește ușor și vezi dacă poți aduce masa puțin mai aproape de tine, astfel încât să poți menține în continuare concentrarea.
4. Apoi mutați masa de dvs. atât de departe încât să puteți citi confortabil literele - dacă este posibil, la distanță de braț.
5. Clipește ușor și vezi dacă poți îndepărta puțin mai mult masa de tine, astfel încât să poți menține în continuare concentrarea.
7. După ce ați terminat exercițiul cu un ochi, închideți-l cu palma și repetați întreaga procedură cu celălalt ochi pentru încă trei minute.
8. În cele din urmă, timp de un minut, cu ambii ochi deschiși, mutați masa fie mai departe, fie mai aproape de ochi.
Odată ce ați finalizat Clear Vision I, puteți alterna exercițiile făcând Clear Vision II într-o zi și Clear Vision III în cealaltă, petrecând șapte minute pentru fiecare.
Programul de exerciții
Îți voi spune mai multe despre programul tău de antrenament în capitolul 10, dar dacă vrei să începi acum, atunci lucrează la exerciții timp de șapte minute pe zi, în același timp. În acest caz, veți fi deja pe cale de a vă antrena mai bine viziunea chiar înainte de a termina de citit această carte.
Articol din carte:
Suprafața Pământului din câmpul tău vizual începe să se curbeze la o distanță de aproximativ 5 km. Dar acuitatea vederii umane ne permite să vedem mult mai departe decât orizontul. Dacă nu ar exista curbură, ai putea vedea flacăra unei lumânări la 50 de km distanță.
Raza de vizibilitate depinde de numărul de fotoni emiși de un obiect îndepărtat. Cele 1.000.000.000.000 de stele ale acestei galaxii emit colectiv suficientă lumină pentru ca câteva mii de fotoni să atingă fiecare metru pătrat. cm Pământ. Acest lucru este suficient pentru a excita retina ochiului uman.
Deoarece este imposibil să se verifice acuitatea vederii umane pe Pământ, oamenii de știință au recurs la calcule matematice. Ei au descoperit că, pentru a vedea lumina pâlpâitoare, între 5 și 14 fotoni trebuie să lovească retina. O flacără de lumânare la o distanță de 50 km, ținând cont de împrăștierea luminii, dă această cantitate, iar creierul recunoaște o strălucire slabă.
Cum să afli ceva personal despre interlocutorul tău după aspectul său
Secretele „bufnițelor” despre care „lacăurile” nu știu Cum funcționează „brainmail” - transmiterea mesajelor de la creier la creier prin Internet De ce este nevoie de plictiseala? „Man Magnet”: Cum să devii mai carismatic și să atragi oamenii către tine 25 de citate care vă vor scoate la iveală luptătorul interior Cum să dezvolți încrederea în sine Este posibil să „curățați corpul de toxine”? 5 motive pentru care oamenii vor da întotdeauna vina pe victimă, nu pe criminal, pentru o crimă Experiment: un bărbat bea 10 cutii de cola pe zi pentru a dovedi răul
