Функції зорового аналізатора

Розміри зображення предмета на сітківці ока залежать від того, під яким кутом ми бачимо предмет. Так, Сонце, розміщене від Землі на відстані 150 млн. км, видно під кутом приблизно в пів градуса, а порівняно невеликі предмети, розміщені дуже близько, можуть бути видні під значно більшими кутами. Кут, під яким видно предмет можна характеризувати кутовим діаметром. Його утворюють промені, що йдуть від контура предмета до зіниці. Мінімальний кутовий розмір проміжку між двома об¢єктами, який наше око в змозі розрізнити, характеризує дозвільну здатність ока. Прийнято вважати дозвільну здатність нормальною, якщо мінімальний дозвільний кут дорівнює одній мінуті. При сприятливих умовах освітлення у людини з нормальним зором дозвільна здатність ока набуває при необхідності розрізнення дрібних об¢єктів. В цьому випадку рівень освітленості повинен бути таким, щоб забезпечувалась надійна робота колбочок.

Для характеристики роботи ока в різних умовах освітлення велике значення має його контрастна чутливість. Розрізнення оком будь-яких об¢єктів можливе лише при наявності різниці в яскравостях між об¢єктом і фоном. Якщо об¢єкт темніше фона, то за міру утворюваного ним контрасту найчастіше приймають співвідношення:

,

де та - яскравість фона та об¢єкта.

Якщо яскравість фона () значно менша яскравості об¢єкта (), то утворений ними контраст буде великий і об¢єкт буде легко спостерігатися. Якщо ж яскравість об¢єкта мало відрізняється від яскравості фона, то об¢єкт стає погано розрізняти, а при рівності яскравостей фона і об¢єкта зовсім невидимий. Найменший контраст, що сприймається оком спостерігача, називається порогом контрастної чутливості. Для спостерігача з нормальним зором поріг контрастної чутливості, при гарних умовах освітлення, складає 0,01 – 0,02. Величина, обернена порогу контрастної чутливості ока, називається контрастною чутливістю ока. Експериментально встановлено, що око має найбільш високу контрастну чутливість (50 – 100) в умовах денного зору, тобто коли працюють колбочки сітківки. З настанням сутінок кількість світла, що попадає в око, незважаючи на збільшення площі зіниці, дуже зменшується. Чутливість колбочок стає вже не достатньою і починають діяти палички сітківки. В умовах сутінкового зору дозвільна здатність і контрастна чутливість ока значно зменшуються. Так, найменша кутова відстань між двома предметами, які сприймаються окремо, наближується до одного градуса, а контрастна чутливість ока спадає до одиниці. При подальшому зменшенні світлового потоку, що падає в очі (наприклад, темної безмісячної ночі), всі ці зміни проявляються ще більше.

Процес зміни чутливості ока в залежності від рівня освітлення називається адаптацією. Розрізняють світлову та темнову адаптації ока в залежності від того, при яких значеннях яскравості він знаходиться. Процес адаптації здійснюється відносно повільно. Для досягнення повної темнової адаптації необхідне перебування в темноті на протязі однієї години або трохи більше. Світлова адаптація при нормальній роботі ока здійснюється швидше – за 8 – 10 хвилин.

Випромінювання різних довжин хвиль око сприймає по різному. Так, враження найбільшої світлоти буде робити випромінювання з довжиною хвилі близько 555 нм. Випромінювання інших довжин хвиль, при рівній потужності з першим, створює враження меншої світлоти. Ця властивість ока характеризується його спектральною чутливістю. Відносна спектральна чутливість ока (чи відносна спектральна світлова ефективність) визначається як відношення двох потоків випромінювання відповідно з довжинами хвиль і, що викликають у чітко визначених фотометричних умовах зорові відчуття однакової сили (відповідає максимуму чутливості). Спектральна чутливість ока різних людей неоднакова. Більше того, вона є непостійною у одного й того ж спостерігача і залежить від багатьох факторів: зміни адаптації, кутових розмірів поля зору, психофізіологічного стану організму, режиму харчування, місць сітківки, на яке падає зображення поверхні, яка світиться, та ін. Як було вже сказано раніше, при досить великих яскравостях переважно функціонує колбочковий світлосприймаючий апарат ока з спектральною чутливістю в межах 410 – 720 нм. Паличковий світлосприймаючий апарат ока чутливий до випромінювання на ділянці спектра 380 – 640 нм.

Спектральна чутливість ока

1 – для денного зору, 2 – для нічного зору

Як бачимо з рисунка, обидві криві близькі за формою, зміщені одна відносно іншої приблизно на 45 – 50 нм. Зміни відносної спектральної чутливості ока призводить до ряду специфічних явищ, до числа яких відноситься так званий ефект Пуркіне. Сутність його в тому, що червоні та сині кольори, що сприймаються вдень однаково світлими, вночі стають зовсім різними. Синій колір здається вночі набагато світлішим за червоного, а червоний здається зовсім чорним.

Основною функцією спектральної чутливості ока, запропонованою МКО в 1928 році і прийнятою міжнародним комітетом мір і ваг в 1933 році, являється функція відносної спектральної світлової ефективності в умовах денного зору. Ця функція прийнята за основу побудови системи світлових величин і одиниць та закріплена державними стандартами.

Дата добавления: 2014-01-07