|
|
ČULO VIDA
Pravac zraka (ako je površina visoko uglačana, npr. ogledalo) – zrak se odbija pod istim uglom pod kojim je pao; to je DIREKTNO ODBIJANJE SVETLOSTI. Ova je pojava retka.
Većina predmeta se ponaša drugačije. Kod neuglačanih površina (koje se zovu i mat-površine), zrak se odbija u svim pravcima. To je DIFUZNO ODBIJANJE (jer je nagib drugačiji, površina predmeta je neravna).
Treći način se javlja kod relativno uglačanih površina, gde postoji glavni pravac odbijanja, a postoje i drugi pravci. To je neka vrsta sredine, međunačin prva dva i zove se ODSJAJ.
Količina odbijene svetlosti zavisi od ugla pod kojim ona pada; ako pada vertikalno, odbijanje je najveće, ako pada pod određenim uglom odbijanje je nešto manje, a ako pada pod velikim uglom, odbijanje je najmanje. Dakle, količina odbijene svetlosti zavisi od albeda (reflektanse), ali i od ugla pod kojim svetlost pada na površinu.
Ovakvo ponašanje svetlosti je izuzetno važno jer nam daje informacije o spoljašnjem svetu, tj. prostorna promena odbijene svetlosti daje nam informacije o trodimenzionalnim oblicima predmeta. Prostorni ugao je različit (svetlost se odbija pod različitim uglovima), tako da je i količina svetlosti koja dolazi do našeg oka drugačija (jedna površina je svetlija, druga je tamnija) i ta razlika u svetlini govori nam o prostornoj promeni.
Kada svetlost prelazi iz jedne providne površine u drugu providnu površinu dešava se refleksija (odbijanje), absorpcija (upijanje) i transmisija (prolaženje).
Refrakcija (prelamanje)
Zrak kad pređe u drugu površinu, ne nastavlja istim pravcem, već se prelama. Stepen prelamanja zavisi od optičke gustine (vazduh ima malu optičku gustinu, voda je optički gušća). Što je veća razlika u optičkoj gustini, to će svetlost jače da se prelomi.
Odnos upadnog i prelomnog ugla – ako svetlost pada pod pravim uglom, nastaviće pod istim uglom dalje; ako padne pod nekim drugim uglom (pri prelasku iz ređe u gušću sredinu), svetlost se prelama KA NORMALI. Ukoliko svetlost ide iz gušće u ređu sredinu, onda je obrnuto – svetlost se prelama OD NORMALE.
Prelamanje svetlosti zavisi i od talasne dužine.
Dvostruko prelamanje – dešava se kad svetlost uđe u providni objekat i izađe iz njega. Svetlost ulazi iz ređe u gušću sredinu i prelama se ka normali; kada izlazi iz te sredine, prelama se od normale, i, ustvari, nastavlja paralelno kao što je i ušla. Kada površine nisu paralelne (prizma) menja se ugao zraka.
Krive površine (sočivo)
Kad svetlost prolazi kroz sočivo, nastaje novi fenomen koji se zove fokusiranje. Iz izvora zraci se šire na sve strane; padaju na sočivo koje sakuplja divergentne zrake u jednu tačku iza sočiva (ima osobinu da sakuplja/fokusira divergentne zrake).
Međutim, zraci se nikad ne fokusiraju baš sasvim u jednu tačku; postoje aberacije (odstupanja). One mogu biti HROMATSKE ABERACIJE (zraci različitih λ se ne seku baš sasvim u jednoj tački) i SFERNE ABERACIJE (zraci koji prolaze centrom i periferijom sočiva ne seku se baš sasvim u jednoj tački).
Različiti faktori koji deluju na položaj i oštrinu lika:
1) ODNOS POLOŽAJA IZVORA I POLOŽAJA SLIKE
a) izvor se nalazi po sredini sočiva, odnosno tačke ose sočiva i lik će biti na toj strani
b) ako menjamo položaj izvora, pomera se i lik, ali u suprotnom pravcu, tj. slika se dvostruko okreće
2) ODNOS UDALJENOSTI OD ZAKLONA I OŠTRINE SLIKE
Ako zaklon pomeramo unapred, zraci krenu da divergiraju, ali ne stignu da se spoje; ako zaklon pomerimo dalje, zraci nemaju na šta da padnu pa nastavljaju dalje; u oba slučaja dobija se razmrljana slika. Uvek postoji idealno mesto na koje treba postaviti zaklon da bi slika bila tačkasta. To ima direktne posledice na način našeg viđenja – ukoliko je oko malčice kratko, nastaje dalekovidost; ukoliko se zraci fokusiraju pre nego što padnu na zadnji deo oka, kada je oko malčice preveliko, nastaje kratkovidost; slika se izoštrava dodavanjem još jednog sočiva – naočare.
3) ODNOS UDALJENOSTI IZVORA I MESTA KONVERGENCIJE
Ako je izvor daleko, zraci se bliže fokusiraju – to je uredu za dalekovide; ako je izvor bliže, dalje je fokusiranje – to je uredu za kratkovide; ako je izvor još bliže, zraci više ne konvergiraju, već idu paralelno. To se koristi u tehnici.
4) ODNOS ZAKRIVLJENOSTI SOČIVA I MESTA KONVERGENCIJE
Ako je sočivo ispupčeno, bliže je fokusiranje; ako je zakrivljeno, fokusiranje će biti dalje.
Akomodacija sočiva – sočivo može da menja svoj oblik.
Kako se stvara slika?
Mi ne registrujemo samo količinu, sastav i promenu svetlosti, već naše oko pravi sliku o spoljašnjem svetu.
Postoji optički princip koji se zove “camera obscura” (mračna komora). To je mračna prostorija koja ima mali otvor. Postoji izvor svetlosti, npr. Sunce, koje šalje svetlost u svim pravcima. Samo jedan uzak snop zrakova dospeva u mračnu komoru. Kao posledica toga, na zidu komore pojavljuje se slika (svaka tačka ima svoju sliku). Slika je obrnuta (kao kod sočiva). To su koristili fizičari da bi proučavali zakone svetlosti, ali i slikari.
Postojao je, međutim, jedan problem: ta slika koja se dobija je bleda. Uzrok tome je što nema dovoljno svetlosti (mali otvor). Ako napravimo veći otvor, dobićemo sliku koja će biti svetlija, ali se onda gubi oštrina (jer zraci divergiraju). Taj problem se rešava tako što se na otvor komore stavi sočivo, koje fokusira divergentne zrake. Tako se dobija slika koja je svetla i oštra. To je i tehnološko (kamera) i biološko (oko) rešenje.
Razlika je u tome što se kod kamere i primitivnih životinja slika izoštrava tako što se ili pomera sočivo ili zaklon; kod našeg oka, rastojanje između sočiva i zaklona je fiksirano, ali ono što može da se menja je samo sočivo. Kod oka, zaklon na koji svetlost pada je mrežnjača. Ona sadrži ćelije koje su osetljive na svetlost.
Vidljivi delovi oka: zenica (pupila), dužica (iris), beonjača (sclera); očni kapci, trepavice, obrve (zaštitna uloga).
Spolja na oku se nalaze očni mišići (tri para mišića). Ti mišići kreću oči tokom celog dana i ne umaraju se (čak postoje faze u snu u kojima se oči kreću – REM faze). Oko može da se kreće horizontalno (levo – desno), vertikalno (gore – dole) i retrogeno (?).
Rožnjača (cornea) – providni deo beonjače. U njoj se nalazi tečnost koja se zove očna vodica. Njen fiziološki aspekt je da se ona stalno generiše i absorbuje (nije uvek ista). Pri normalnom funkcionisanju, koliko se stvori, toliko se i absorbuje, tako da su količina i pritisak konstantni. Međutim, ako dođe do poremećaja pri čemu se više stvara nego što se absorbuje, povećavaju se i njena količina i pritisak što može da dovede do slepila (glaukon). Optički je gušća od vazduha, što omogućava prelamanje svetlosti. Zbog toga se pod vodom vidi mutno, jer voda i očna vodica imaju sličnu optičku gustinu, pa ne dolazi do prelamanja. Ima metaboličku, zaštitnu funkciju...
Zenica (pupila) – to je prazan prostor koji izgleda crno, jer od sve svetlosti koja uđe u oko, veoma mala količina izađe iz njega. Ona je otvor promenljive veličine (1mm – 4mm poluprečnika); time se reguliše količina svetlosti koja ulazi u oko (ona zavisi od površine zenice – ako je otvor 4 puta veći, ućiće 16 puta više svetlosti). Što je manje svetlosti u spoljašnjoj sredini, to će se zenica više proširiti (adaptacija). Pronađeno je da veličina zenice zavisi i od interesovanja za ono što se posmatra.
Pigmentirani mišići (u okviru dužice) – daju boju oku. Pigmenti u oku služe da bi svetlost prolazila samo kroz zenicu. Ako pigmenata nema (albinizam) svetlost ne prolazi samo kroz zenicu, već i kroz dužicu, te je slika manje oštra. Postoje dve vrste mišića u dužici: PRSTENASTI (koji sužava) i RADIJALNI (koji širi).
Sočivo – providno je i elastično. Njegov zadatak je da dalje prelama svetlost. Uglavnom je žućkasto (zato i ne vidimo zrake kraće od 400nm). Sa starošću sočivo postaje sve žućkastije i manje elastično. Ako se poremeti providnost sočiva, može doći do oštećenja koje se zove katarakt (smanjena providnost sočiva). U tom slučaju, biološko sočivo se menja plastičnim, koja nisu fiksna, ali ni žućkasta, pa ti ljudi mogu da vide i zrake talasne dužine manje od 400nm). Sočivo može da menja svoj oblik (jedna vrsta prilagođavanja) i to se zove akomodacija sočiva. Ukoliko su ligamenti više zategnuti, sočivo će biti izduženije, prelamanje svetlosti će biti slabije i fokusiranje zraka će biti dalje; ukoliko je sočivo ispupčeno – obrnuto.
Staklasto telo – gušća materija koja služi da oku da oblik. U njoj ponekad putuju nečistoće.
Sudovnjača – nastavlja se na cilijarni mišić. Sadrži krvne sudove.
Na kraju oka nalazi se sloj koji sadrži tamne pigmente koji služe absorpciji (neke životinje ga nemaju, zato im u mraku svetle oči).
Mrežnjača – senzitivni deo oka.
Optički disk – mesto gde izlaze nervi i krvni sudovi.
Vizuelno polje – sve što se vidi kad otvorimo oči. Sve ono što se vidi na oba oka je binokularno vizuelno polje. Kada zatvorimo jedno oko, to je monokularno vizuelno polje. Ta dva vizuelna polja se preklapaju, ali ne potpuno (deo sveta koji vidimo jednim okom ne vidimo drugim okom i obrnuto). Kod nas je preklapanje vizuelnih polja dosta veliko (oči su nam smeštene frontalno). Postoje životinje kod kojih su oči smeštene lateralno (sa strane). One imaju širi opseg viđenja, koje se naziva panoramsko viđenje, ili širokougaono. Funkcija: evolutivna (grabljivice imaju frontalno vizuelno polje i oštriji vid, a plen lateralno, šire polje).
Način projekcije spoljašnjeg sveta na mrežnjaču – dvostruko se obrće slika, ono što je u spoljašnjem svetu levo preslikava se na desnu stranu i obrnuto; ono što je gore preslikava se dole i obrnuto.
Postavilo se pitanje: ako se slika na mrežnjaču projektuje obrnuto, zašto mi svet ne vidimo obrnuto?
Leonardo: slika se dva puta obrće.
Dekart: u mozgu se slika obrće.
Shvatanje da deca uče da vide pravo (inače gledaju svet obrnuto).
Današnje shvatanje: problem ne postoji. To je samo faza vizuelnog opažanja. Jer bi trebalo inače, pošto je, recimo, mrežnjača konkavna, da svet vidimo konkavno! Fizičke osobine našeg prijemnog aparata nemaju direktnu i prostu vezu sa načinom percepcije.
Šta se zbiva ako slika na mrežnjaču pada uspravno? – Ljudi će videti svet obrnuto!
http://beleskepsi.50megs.com/vid2.htm