Свет
ы.
Суть действий нейтронов-детекторов сводится к тому, что они как
бы разнимают на составные части, сводя к простым любое сложное изображение,
чтобы раздельно, независимо и параллельно проанализировать отдельные его
признаки. Естественно, что на следующих этапах переработки зрительной
информации происходит синтез перекодированных сведений в единый зрительный
образ, который затем сличается с “библиотекой” образов нашей памяти;
мозговые механизмы подают команду моторным центрам, оттуда идут приказы
речевой и мимической мускулатуре, и мы с широкой улыбкой восклицаем:
”Здравствуй, дорогой Петя!” или кисло мямлим: ”Ах это вы, Дарья Ивановна…”
До недавнего времени считалось, что свойства нейтронов-
детекторов зрительной коры жестко “запаяны”, то есть их рецептивные поля не
перестраиваются при изменении внешних условий, и поэтому эти нейтроны не
вносят сколько-нибудь существенного вклада в зрительный адаптационный
процесс. Убеждение это основывалось, в частности, на том что в период
становления детекторной нейрофизиологии эксперименты проводились, как
правило, при неизменном световом фоне; работа детекторов не исследовалась в
разных состояниях, как самой зрительной системы, так и организма в целом.
Психологи провели интересный и убедительный опыт: маленького
котенка превращали в “рикшу” – он мог бегать, куда хотел, все трогать, но
постоянно возил при этом за собой легкую тележку. В ней восседал второй
котенок, который видел все то же, что и “рикша”, но ничего не мог
потрогать. Через некоторое время ученые убедились, что в зрительном
поведении котенка-седока появились серьезные дефекты, а “рикша” развивался
нормально. На основании этих данных специалисты сделали выводы: для
полноценного развития зрительных функций в частности и познавательной
деятельности в целом важно не только видеть различные объекты внешнего
мира, но выходить с ними в непосредственный осязательный, тактильный
контакт.
Очень много для понимания роли корковых детекторов в процессах
адаптации дали также опыты. Исследуя рецептивные поля зрительных корковых
нейронов кошки в условиях адаптации к темноте, ученые получили
поразительный факт. Несмотря на то, что число исследованных нейтронов дошло
до десятков, а потом и до сотен, среди них было крайне мало классических
нейронов-детекторов. Экспериментаторы терялись в догадках: куда же они
исчезали? Да и вообще те ли это клетки, поведение которых столь подробно
описано в многочисленных научных публикациях?
Проверка была элементарной: стоило включить свет в камере и
“странный” нейрон очень быстро становился хорошо знакомым детектором. И
сколько раз повторяли переход от света к темноте и опять к свету, столько
раз изменялись свойства поля нейрона, причем вся перестройка занимала не
более десятков секунд.
Стало ясно, что в темноте нейроны не исчезают, а только резко
меняют свой облик. И глядят они на мир не из узких “бойниц” и “щелей”, а
через широкие окна круглой или эллиптической формы. Они как бы приближаются
в этом отношении к нервным клеткам сетчатки, и поэтому и было предложено
называть это явление ретинализацией зрительной коры (по латыни сетчатка –
геtina). Дальнейшие опыты показали, что не все детекторы ретинализируются в
темноте: 10% из них как бы игнорируют адаптацию и не меняют свои
рецептивные поля, а еще 20-25 процентов нейронов ведут себя довольно ехидно
– в темноте не только не снижают или утрачивают, но напротив, усиливают,
обостряют свои детекторные свойства.
Ничто не дается даром, и потому в процессе адаптационных
перестроек зрительная система и отдельные ее нейроны не только что-то
приобретают, но и что-то теряют. В темноте они теряют тонкость зрительного
анализа. Не говоря уже о цветовом зрении. В сумерках оно утрачивает, именно
поэтому ночью все кошки серы.
3.4Световая и цветовая чувствительность.
В опытах Вавилова по квантовым флуктуациям света проводились
наблюдения соседних участков интерференционного максимума и минимума при
интерференции зеленого света. При обычных интенсивностях света
интерференционная картина в этих участках не изменялась во времени. Затем
интенсивность света уменьшалась до порога зрительного восприятия света.
Учитывая, что зеленому свету соответствует длина волны около 500 нм, а
диаметр адаптированного к темноте зрачка составляет около 8 мм, нетрудно
убедиться, что пороговый интенсивности зеленого света соответствует 20-25
фотонов в секунду. При этом оказалось следующее: участки в темных полосах
всегда оставались темными, а участки в светлых полосах иногда “гасли”, но
тут же снова “вспыхивали”, причем эти колебания освещенности появлялись во
времени беспорядочно, хаотически.
Результаты этих опытов по классическому эффекту – интерференции
– объясняются квантовыми свойствами света. В самом деле, бывают случаи,
когда в интерференционные максимумы попадает либо больше фотонов, чем
соответствует порогу зрительного восприятия света, либо меньше его. Значит,
плотность фотонов в световом потоке флуктуирует. Поэтому видны “вспышки”
(если фотонов немного больше) или соответственно “гашение” света на
отдельных участках (если фотонов немного меньше). Эти флуктуации имеют
статистический характер, чем объясняется нерегулярное появление светлых
участков.
4.ФОТОХИМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЗРЕНИЯ
5.ОБЪЯСНЕНИЕ ЦВЕТА ТЕЛ
Окружающий нас мир красочен. Это объясняется сложностью
солнечного света. Но как объяснить, что листья растений мы видим зелеными,
пионерский галстук – красным, подсолнечник – желтым, Василек – синим,
писчую бумагу – белой, а классную доску – черной? Обратимся к опыту.
Получим на экране с помощью треугольной стеклянной призмы
спектр и закроем его лентой красного цвета. Мы видим, что только в
Красной части спектра лента выглядит ярко-красной. Во всех других частях
спектра она черная. Это происходит потому, что лента, на которую падает
свет всех спектральных цветов, отражает только красный свет, а свет других
цветов поглощает.
Если проделать такой опыт с зеленой лентой, то окажется, что
она только в зеленой части спектра выглядит ярко-зеленой. В других частях
спектра она темная.
Опыт, показывает, что цвет тела, освещаемого белым светом,
зависит только от того, свет какого цвета это тело рассеивает.
Если тело равномерно рассеивает все составные части белого
света, то при обычном освещении оно кажется белым, например писчая бумага.
Если тело, например сажа, поглощает весь падающий на него свет, то оно
кажется черным.
Различные тела не только неодинаково рассеивают свет различной
цветности, но также неодинаково и пропускают свет сквозь себя. Такие
прозрачные тела называют светофильтрами.
В неодинаковой цветности прозрачных тел можно убедиться на
опыте. Если за призмой на пути разложенного белого пучка света по очереди
ставить цветные стекла, то цветность полоски спектра на экране будет
изменяться.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Свет имеет очень большое значение для жизни человека. Изучив
данную тему можно сделать следующие выводы:
- Свет обладает корпускулярно-волновым дуализмом: является
электромагнитной волной, но при излучении и поглощении ведет себя
как поток частиц – фотонов;
- Понятие цвета связано с длиной волны и частотой. А так же
способностью тел поглощать электромагнитные волны;
- Глаз является сложной оптической системой. Он способен отличать
электромагнитные волны оптического диапазона разной частоты, т. е.
отличать свет.
- Глаз человека наиболее чувствителен к волнам 546 Нм, что
соответствует зеленому цвету.
- Электромагнитные волны оптического диапазона разной частоты могут
влиять на нервную систему.
- Объяснение зрения дано на основе фотохимической теории света.
- На основе физических законов можно объяснить такие явления как: -
голубой цвет неба
- белый цвет облаков
- красные листья и т. д.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Багданов К. Б. Физика в гостях у биолога М:Наука, 1986
Перышкин А. В., Чемакин В. П. Факультативный курс физики, 1980
Глазунов А. Т., Курминский И. И., Пинский А. А., Квантовая физика, 1989
Научно - популярный физико-математический журнал «Квант», 1987
Попов Г. В., П-58, Спектроскопия и цвета тел в курсе физики средней школы.
М: «Просвещение», 1971
Чандаева С. А., Физика и человек, АО»Аспект пресс», 1994.-336с.
Гриффин Д, Новиков Э, Живой организм. Пер. с англ. Б.Д.Васильева. М: «Мир»,
1983
| |  скачать работу |
Свет |
