ẢNH MINH HỌA (QUANG HỌC)
Ảo tưởng liên quan đến đặc điểm cấu trúc của mắt. Bách khoa toàn thư về ảo ảnh thị giác Lúc rảnh rỗi / Ảo ảnh thị giác (quang học) << Quay lại: Nhược điểm và khiếm khuyết của thị lực >> Chuyển tiếp: "toàn bộ" và "một phần" Hệ thống quang học của mắt không tránh khỏi hiện tượng quang sai hình cầu và quang sai màu. Bản chất của quang sai hình cầu là tiêu điểm của các tia đi vào mắt song song với trục của nó và ở một khoảng cách nhỏ so với đồng tử so với tiêu điểm của các tia ở xa trục hơn. Các cạnh của không gian đồng tử khúc xạ ánh sáng mạnh hơn phần giữa của nó. Một phần vì lý do này, như đã nói ở trên, chúng ta thấy những nguồn sáng nhỏ ở dạng các ngôi sao rạng rỡ. Có thể dễ dàng xác minh sự hiện diện của quang sai cầu của mắt bằng cách thực hiện thí nghiệm này. Nếu văn bản in được đặt trước mắt gần với khoảng cách nhìn rõ nhất, khi không còn nhìn rõ chữ thì lấy một mảnh giấy có lỗ nhỏ đặt trước mắt, sau đó các chữ cái sẽ lại trở nên rõ ràng. Nếu chúng ta giữ một sợi chỉ đen trước ngọn lửa sáng, chúng ta sẽ thấy nó bị rách - các vòng tròn ánh sáng tán xạ trên võng mạc che phủ sợi chỉ ở cả hai mặt và khiến nó vô hình. Để nhìn rõ hơn một vật thể, chúng ta “nheo mắt”, đưa mí mắt lại gần nhau hơn, từ đó làm giảm lỗ mà các tia sáng đi vào mắt. Kết quả là, các cạnh của đồng tử và thấu kính bị “tắt” khi hoạt động, quang sai hình cầu giảm đi và chúng ta nhìn thấy vật thể rõ ràng và sắc nét hơn. Trong ánh sáng mạnh, khi đồng tử co lại, quang sai hình cầu giảm và chúng ta nhìn rõ hơn. Mắt không phải là một hệ tiêu sắc: tiêu điểm của tia tím nằm gần thấu kính hơn 0,43 mm so với tiêu điểm của tia đỏ nếu mắt được điều chỉnh đến vô cực. Do đó, các vật thể, đặc biệt là các vật thể màu trắng, được chiếu sáng bởi ánh sáng trắng, tạo ra hình ảnh trên võng mạc được bao quanh bởi một đường viền màu. Chúng ta thường không để ý đến nó vì nó rất yếu. Tuy nhiên, nó có thể dễ dàng được phát hiện nhờ sự trợ giúp của các thí nghiệm đơn giản, chẳng hạn như xem Hình 5. XNUMX.
Chúng ta sẽ quan sát thấy hiệu ứng tương tự nếu nhìn qua một lỗ nhỏ trên một mảnh giấy ở rìa mái nhà trên nền bầu trời sáng. Giơ mảnh giấy lên để tia sáng chiếu vào ngoại vi của đồng tử, chúng ta sẽ nhận thấy bầu trời gần mái nhà sẽ xuất hiện màu đỏ. Điều trên có thể giải thích dễ dàng nếu chúng ta nhớ rằng trên võng mạc thu được ảnh ngược và khi tia sáng chạm vào mép thấu kính, tia xanh bị khúc xạ mạnh hơn tia đỏ. Quang sai màu của mắt tạo ra khó khăn khi quan sát các thang đo hoặc các vân giao thoa, cũng như khi quan sát các thiên thể bằng các dụng cụ thiên văn. Có những trường hợp cận thị chỉ xảy ra ở người vào lúc hoàng hôn, khi đường viền của các vật thể nhìn thấy trở nên kém sắc nét hơn. Nếu tầm nhìn rõ ràng của các vật thể bị giới hạn ở khoảng cách 2 m thì độ cận thị tương ứng với 0,5 diop. Vào ban ngày, mắt có độ nhạy tối đa ở phần màu vàng-lục của quang phổ và vào lúc hoàng hôn, độ nhạy tối đa chuyển sang phần xanh lam. Mắt, giống như một thấu kính, khúc xạ các tia màu xanh lam mạnh hơn các tia màu vàng. Do đó, cận thị về đêm xảy ra ở người do quang sai màu của mắt. Ngoài ra, trong điều kiện ánh sáng yếu, đồng tử của mắt giãn ra và các cạnh của thấu kính bắt đầu đóng vai trò lớn trong việc hình thành hình ảnh trên võng mạc. Do đó, cận thị ban đêm ở một mức độ nào đó là do quang sai hình cầu của mắt. Loạn thị* của mắt. Loạn thị mắt là một khiếm khuyết của mắt, thường do hình dạng không hình cầu (toric) của giác mạc và đôi khi là hình dạng không hình cầu của bề mặt thấu kính. * ("Kỳ thị" trong tiếng Hy Lạp - dấu chấm.) Chứng loạn thị ở mắt người được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1801 bởi nhà vật lý người Anh T. Young. Khi có khiếm khuyết này (nhân tiện, không phải tất cả mọi người đều biểu hiện nó ở dạng sắc nét), không có điểm tập trung nào của các tia chiếu song song với mắt do sự khúc xạ ánh sáng khác nhau của giác mạc ở các phần khác nhau. Với chứng loạn thị mạnh, một người chỉ nhìn rõ các đường thẳng đứng và nhìn thấy các đường ngang bị mờ hoặc ngược lại (Hình 6). Chứng loạn thị nặng được điều chỉnh bằng kính có kính hình trụ, chỉ khúc xạ các tia sáng theo hướng vuông góc với trục của hình trụ.
Đôi mắt hoàn toàn không có khiếm khuyết này là rất hiếm ở người, có thể dễ dàng nhận thấy bằng cách nhìn vào các hình vẽ ở đây. 7, 8 và 9.
Để kiểm tra mắt có bị loạn thị hay không, các chuyên gia nhãn khoa thường sử dụng một bảng đặc biệt (Hình 10), trong đó có XNUMX vòng tròn có độ dày bằng nhau ở các khoảng cách bằng nhau. Mắt bị loạn thị sẽ nhìn thấy các đường của một hoặc nhiều vòng tròn đen hơn. Hướng của những đường màu đen này cho phép chúng ta rút ra kết luận về bản chất của chứng loạn thị ở mắt.
Nếu loạn thị là do bề mặt thấu kính không có dạng hình cầu thì khi chuyển từ nhìn rõ vật nằm ngang sang nhìn vật thẳng đứng, người ta phải thay đổi chỗ ở của mắt. Thông thường, khoảng cách nhìn rõ của các vật thể thẳng đứng nhỏ hơn các vật thể nằm ngang. Điều này một phần là do khiếm khuyết trực quan của việc “đánh giá quá cao các đường thẳng đứng”, điều này sẽ được thảo luận sau (xem đoạn 5). Điểm mù. Sự hiện diện của điểm mù trên võng mạc của mắt được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1668 bởi nhà vật lý nổi tiếng người Pháp E. Mariotte. Marriott mô tả kinh nghiệm của mình trong việc xác minh sự hiện diện của điểm mù như sau: “Tôi dán một vòng tròn nhỏ bằng giấy trắng trên nền tối, ngang tầm mắt, đồng thời yêu cầu giữ một vòng tròn khác ở cạnh vòng tròn đầu tiên. , về bên phải, cách khoảng 9 feet, nhưng thấp hơn một chút để hình ảnh của nó rơi vào dây thần kinh thị giác của mắt phải tôi, trong khi tôi nhắm mắt trái lại, tôi đứng đối diện với vòng tròn đầu tiên và dần dần di chuyển ra xa, giữ nguyên mắt phải của tôi nhìn vào nó. Khi tôi cách đó 4 feet*, vòng tròn thứ hai, có kích thước khoảng XNUMX inch, hoàn toàn biến mất khỏi tầm nhìn. Tôi không thể cho rằng điều này là do vị trí bên của nó, vì tôi có thể phân biệt các vật thể khác ở xa hơn nữa sang một bên hơn, tôi đã nghĩ rằng nó đã bị loại bỏ nếu tôi không tìm thấy nó một lần nữa khi mắt tôi cử động nhẹ.” Được biết, Marriott đã khiến vua Anh Charles II và các cận thần của ông thích thú khi dạy họ nhìn nhau không có đầu. * (1 foot bằng 0,3048 m, 1 inch bằng 25,4 mm.) Võng mạc của mắt, nơi dây thần kinh thị giác đi vào mắt, không có các đầu mút nhạy cảm với ánh sáng của các sợi thần kinh (hình que và hình nón). Do đó, hình ảnh của các vật rơi vào vị trí này của võng mạc không được truyền đến não. Bạn có thể xác minh sự hiện diện của điểm mù bằng cách nhìn vào bất kỳ quả sung nào. 11, 12 và 13. Trong những hình này, điểm mù của mắt phải nằm ở bên phải của tia trung tâm, và đối với mắt trái thì nó nằm ở bên trái. Trong những điều kiện này, trong trường hợp đầu tiên, phần bên phải của bức ảnh sẽ biến mất và trong trường hợp thứ hai là phần bên trái. Do đó, đối với mắt phải, cần đặt mẫu sao cho phần bên trái của mẫu đối diện trực tiếp với mắt (ví dụ: vòng tròn trung tâm ở Hình 11 và 12 hoặc hình chữ thập ở Hình 13), và đối với mắt trái - phần bên phải của mẫu. Sau đó, nếu cần, hãy xóa hoặc phóng to bản vẽ hoặc di chuyển từng chút một sang một bên cho đến khi đạt được hiệu ứng rõ ràng.
Viện sĩ S.I. Vavilov đã viết về cấu trúc của mắt: "Phần quang học của mắt thật đơn giản nhưng cơ chế nhận thức của nó lại phức tạp đến thế. Chúng ta không những không biết ý nghĩa sinh lý của từng thành phần riêng lẻ của võng mạc mà còn không thể để nói mức độ phân bố không gian của các tế bào nhạy sáng thích hợp như thế nào đối với nhu cầu về điểm mù, v.v. Những gì chúng ta có trước mắt không phải là một thiết bị vật lý nhân tạo, mà là một cơ quan sống, trong đó những ưu điểm xen lẫn những nhược điểm, nhưng mọi thứ đều gắn bó chặt chẽ với nhau thành một tổng thể sống động.” Có vẻ như một điểm mù sẽ ngăn chúng ta nhìn thấy toàn bộ vật thể, nhưng trong điều kiện bình thường, chúng ta không nhận thấy điều này. Thứ nhất, vì hình ảnh của vật rơi vào điểm mù ở một mắt không được chiếu lên điểm mù ở mắt kia; thứ hai, bởi vì các phần rơi ra của vật thể vô tình chứa đầy hình ảnh của các phần lân cận nằm trong tầm nhìn. Ví dụ, nếu khi kiểm tra các đường ngang màu đen, một số vùng hình ảnh của những đường này trên võng mạc của một mắt rơi vào điểm mù, thì chúng ta sẽ không thấy điểm đứt trong những đường này, vì mắt kia của chúng ta sẽ bù đắp cho điểm mù. những thiếu sót ban đầu. Những đoạn “đường thẳng” đi qua điểm mù của bất kỳ mắt nào sẽ được ý thức của chúng ta tiếp tục đi theo con đường ngắn nhất, ngay cả khi trên thực tế các đường thẳng đó có điểm đứt hoặc uốn cong ở nơi này. Vì vậy, ví dụ, nếu điểm mù nằm đối diện với “giữa cây thánh giá”, chúng ta sẽ “nhìn thấy” cây thánh giá ngay cả khi trên thực tế bốn nhánh của nó không nối nhau ở giữa. Đây là một trải nghiệm thú vị khác. Nếu chúng ta cầm một tờ giấy trắng có vết đỏ trước mặt để không nhìn thấy vết đỏ này chẳng hạn bằng mắt phải thì chúng ta vẫn nhìn thấy vết đó bằng mắt trái, tức là chúng ta sẽ nhìn thấy một tờ giấy. giấy có chấm đỏ là đúng. Nếu bạn lấy tờ giấy trắng hoàn toàn và đặt tấm kính màu đỏ trước mắt trái thì toàn bộ tờ giấy sẽ có màu trắng đỏ, và vị trí tương ứng với điểm mù của mắt phải không khác gì phần nền còn lại. Ngay cả khi quan sát bằng một mắt, tâm trí của chúng ta vẫn bù đắp cho sự thiếu hụt của võng mạc và sự biến mất của một số chi tiết của vật thể khỏi tầm nhìn cũng không đến được ý thức của chúng ta. Điểm mù khá lớn (ở khoảng cách hai mét so với người quan sát, thậm chí khuôn mặt của một người có thể biến mất khỏi tầm nhìn), tuy nhiên, trong điều kiện thị lực bình thường, khả năng di chuyển của mắt chúng ta sẽ loại bỏ được “nhược điểm” này của võng mạc. . Bức xạ*. Hiện tượng chiếu xạ là các vật sáng trên nền tối dường như bị phóng to so với kích thước thực tế và dường như chiếm được một phần nền tối. Hiện tượng này đã được biết đến từ rất xa xưa. Ngay cả Vitruvius (thế kỷ XNUMX trước Công nguyên), một kiến trúc sư và kỹ sư của La Mã cổ đại, đã chỉ ra trong các bài viết của mình rằng khi bóng tối và ánh sáng kết hợp với nhau, “ánh sáng sẽ nuốt chửng bóng tối”. Trên võng mạc của chúng ta, ánh sáng thu được một phần không gian bị bóng tối chiếm giữ. * (Theo tiếng Latinh - bức xạ không chính xác.) Lời giải thích ban đầu cho hiện tượng chiếu xạ được đưa ra bởi R. Descartes, người cho rằng sự gia tăng kích thước của các vật thể nhẹ xảy ra do sự lan truyền kích thích sinh lý đến những nơi tiếp giáp với vùng bị kích thích trực tiếp của võng mạc. Tuy nhiên, lời giải thích này hiện đang được thay thế bằng một lời giải thích mới, chặt chẽ hơn do Helmholtz đưa ra, theo đó các trường hợp sau đây là nguyên nhân sâu xa của sự chiếu xạ. Mỗi điểm sáng được mô tả trên võng mạc của mắt dưới dạng một vòng tròn tán xạ nhỏ do thấu kính không hoàn hảo, điều tiết không chính xác, v.v. Khi chúng ta nhìn vào một bề mặt sáng trên nền tối, do tán xạ quang sai, ranh giới của bề mặt này dường như mở rộng và bề mặt đối với chúng ta dường như lớn hơn kích thước hình học kích thước thật của nó; nó dường như trải dài khắp các cạnh của nền tối xung quanh nó. Ảnh hưởng của bức xạ càng rõ rệt khi mắt càng chịu đựng kém. Do sự hiện diện của các vòng tròn tán xạ ánh sáng trên võng mạc, trong một số điều kiện nhất định (ví dụ, các sợi đen rất mỏng), các vật thể tối trên nền sáng cũng có thể bị cường điệu ảo ảnh - đây gọi là bức xạ âm. Có rất nhiều ví dụ khi chúng ta quan sát được hiện tượng chiếu xạ nhưng không thể đưa ra đầy đủ ở đây. Sự hiện diện của bức xạ được xác nhận rõ ràng trong hình. 14-19.
Nghệ sĩ, nhà khoa học và kỹ sư vĩ đại người Ý Leonardo da Vinci trong ghi chú của mình đã nói như sau về hiện tượng chiếu xạ: "Khi Mặt trời hiện rõ đằng sau những cây trụi lá, tất cả các nhánh của chúng đối diện với thân mặt trời bị thu nhỏ đến mức trở nên vô hình, điều tương tự cũng xảy ra với trục đặt giữa mắt và thân mặt trời. Tôi nhìn thấy một người phụ nữ mặc đồ đen, với trên đầu có một dải băng màu trắng, và dải băng sau có vẻ rộng gấp đôi chiều rộng vai của người phụ nữ mặc đồ đen. Nếu từ một khoảng cách rất xa, người ta nhìn vào các lỗ châu mai của các pháo đài, cách nhau những khoảng bằng chiều rộng của những trận chiến này thì những khoảng trống dường như lớn hơn nhiều so với những trận chiến... ”. Nhà thơ vĩ đại người Đức Goethe đã chỉ ra một số trường hợp quan sát hiện tượng chiếu xạ trong tự nhiên trong chuyên luận “Học thuyết về màu sắc”. Ông viết về hiện tượng này như thế này: "Một vật tối có vẻ nhỏ hơn một vật sáng có cùng kích thước. Nếu chúng ta xem xét đồng thời một vòng tròn màu trắng trên nền đen và một vòng tròn màu đen có cùng đường kính trên nền trắng, thì đối với chúng ta, vòng tròn sau dường như bằng khoảng 1/ 5 nhỏ hơn vòng đầu tiên. Nếu vòng tròn màu đen được làm lớn hơn tương ứng, chúng sẽ có vẻ bằng nhau "Vầng trăng lưỡi liềm non dường như thuộc về một vòng tròn có đường kính lớn hơn phần còn lại của phần tối của mặt trăng, đôi khi dễ thấy." Hiện tượng bức xạ trong quá trình quan sát thiên văn gây khó khăn cho việc quan sát các vạch đen mỏng trên vật thể quan sát; trong những trường hợp như vậy cần phải mở ống kính viễn vọng. Các nhà vật lý do hiện tượng chiếu xạ nên không nhìn thấy các vòng ngoại vi mỏng của vân nhiễu xạ. Trong bộ váy tối màu, mọi người trông gầy hơn so với bộ váy sáng màu. Các nguồn sáng có thể nhìn thấy từ phía sau mép tạo ra một đường cắt rõ ràng trên đó. Cây thước, từ đó ngọn lửa nến xuất hiện, được thể hiện bằng một vết khía ở vị trí này. Mặt trời mọc và lặn tạo nên một lỗ hổng ở đường chân trời. Một vài ví dụ nữa. Một sợi dây màu đen, nếu đặt trước ngọn lửa sáng, dường như bị đứt ở điểm này; dây tóc nóng đỏ của đèn sợi đốt có vẻ dày hơn thực tế; dây sáng trên nền tối có vẻ dày hơn trên nền sáng. Các dây buộc trong khung cửa sổ có vẻ nhỏ hơn so với thực tế. Một bức tượng đúc bằng đồng có vẻ nhỏ hơn một bức tượng làm bằng thạch cao hoặc đá cẩm thạch trắng. Các kiến trúc sư của Hy Lạp cổ đại đã làm cho các cột ở góc của các tòa nhà của họ dày hơn các cột khác, có tính đến việc các cột này từ nhiều góc nhìn sẽ có thể nhìn thấy được trên nền bầu trời sáng và do hiện tượng chiếu xạ, chúng sẽ có vẻ mỏng hơn. Chúng ta đang phải chịu một loại ảo tưởng liên quan đến kích thước biểu kiến của Mặt trời. Các nghệ sĩ thường vẽ Mặt trời quá lớn so với các vật thể được miêu tả khác. Mặt khác, trong những bức ảnh phong cảnh trong đó Mặt trời được mô tả, đối với chúng ta, nó có vẻ nhỏ một cách bất thường, mặc dù ống kính cho hình ảnh chính xác về nó. Lưu ý rằng hiện tượng bức xạ âm có thể được quan sát thấy trong trường hợp sợi màu đen hoặc dây kim loại hơi sáng bóng có vẻ dày hơn trên nền trắng so với trên nền đen hoặc xám. Ví dụ, nếu một người thợ làm ren muốn thể hiện nghệ thuật của mình, thì tốt hơn là cô ấy nên làm ren từ những sợi chỉ đen và trải nó lên một lớp lót màu trắng. Nếu chúng ta quan sát các sợi dây trên nền có các vạch tối song song, chẳng hạn như mái ngói hoặc công trình bằng gạch, thì các sợi dây có vẻ dày lên và bị đứt ở nơi chúng giao nhau với từng vạch tối. Những hiệu ứng này cũng được quan sát thấy khi các dây được xếp chồng lên nhau trong tầm nhìn trên đường viền rõ ràng của tòa nhà. Có lẽ, hiện tượng chiếu xạ không chỉ liên quan đến đặc tính quang sai của thấu kính mà còn liên quan đến sự tán xạ và khúc xạ ánh sáng trong môi trường của mắt (lớp chất lỏng giữa mí mắt và giác mạc, môi trường lấp đầy phần trước của mắt). buồng và toàn bộ bên trong mắt). Do đó, đặc tính chiếu xạ của mắt rõ ràng có liên quan đến khả năng phân giải và nhận biết bức xạ của nó đối với các nguồn sáng “điểm” (Hình 20). Khả năng của mắt đánh giá quá cao các góc nhọn có liên quan đến đặc tính quang sai và do đó một phần liên quan đến hiện tượng chiếu xạ.
Tác giả: Artamonov I.D. << Quay lại: Nhược điểm và khiếm khuyết của thị lực >> Chuyển tiếp: "toàn bộ" và "một phần" Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Tai nghe không dây Sony MDR-HW9.1DS 700 ▪ Dân số và khí hậu của hành tinh ▪ Card đồ họa ASUS GeForce GTX 780 DirectCU II OC ▪ Virus - người xây dựng kim tự tháp Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Công nghệ nghiệp dư Radio. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Tsvetaeva Marina Ivanovna. câu cách ngôn nổi tiếng ▪ bài viết Tại sao chúng ta có một chân lớn hơn chân kia? đáp án chi tiết ▪ bài viết Dinh dưỡng điều trị và phòng ngừa
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |