Глаз - первичный орган восприятия цвета

Свет попадает в глаз через роговицу (рис.5.1). Преломляясь через хрусталик, близкий по форме к двояковыпуклой линзе, свет, отраженный от различных точек предмета, попадает на сетчатку. В результате на ней появляется уменьшенное перевернутое действительное изображение предмета. Сетчатка восприни-мает свет от всех областей поля зрения вне глаза. В центре сетчатки имеется так называемое желтое пятно, которое мы используем, если нам необходимо видеть предметы особенно четко. Боковые участки различают детали значительно хуже. В сетчатке есть место, где зрительные нервы собираются вместе и выходят из глаза в сторону мозга. Там сетчатка не имеет чувствительности, и участок называется слепым пятном.

Структура сетчатки неоднородна. На периферических частях сетчатки наиболее часто встречаются удлиненные объекты, называемые палочками. Ближе к центру появляются колбочки, количество которых увеличивается по мере приближения к желтому пятну, а размер уменьшается. В самом желтом пятне имеются только колбочки, расположенные с максимальной плотностью на единицу площади.

Одним из замечательных свойств зрения является его способность адаптироваться к темноте. Когда из ярко освещенной комнаты мы входим в темную, то некоторое время ничего не видим, и только через определенный промежуток времени предметы начинают ясно вырисовываться. При очень слабом свете предметы кажутся лишенными окраски. Установлено, что зрение в условиях темновой адаптации осуществляется почти исключительно палочками, а при ярком освещении - с помощью колбочек.

Рис. 5.2. Относительная спектральная чувствительность глаза:

(1) - при дневном свете, (2) - в сумерках

При ярком свете чувствительность палочек очень мала, но в темноте с течением времени они приобретают способность видеть. В целом относительные изменения интенсивности, к которым глаз способен приспосабливаться, превышают один миллион раз. Природа отобрала для этой цели два рода клеток: колбочки видят при ярком свете и различают цвета, а палочки приспособлены видеть в темноте. Оказывается, палочки видят синий конец спектра лучше, чем колбочки, которые зато видят, например, темно-красный цвет, который палочки вообще не видят. Для них красный кажется черным. Если взять два листа бумаги, синий и красный, то в полутьме синий будет казаться ярче красного. При хорошем освещении красный листок, напротив, будет гораздо ярче синего. Это явление называется эффектом Пуркине.

Разная чувствительность глаза в темноте и на свету описывается кривыми чувствительности (рис. 5.2). Поэтому красный листок (650 нм), представляющийся ярко окрашенным на свету, при слабом освещении кажется черным. В темноте мы видим предметы, находящиеся прямо перед нами, не столь отчетливо как боковым зрением. Уменьшение числа колбочек к периферии зрения приводит к ослаблению окраски даже ярких предметов.

Механизм зрительного возбуждения

Каждая палочка или колбочка в нашей сетчатке содержит пигмент, избирательно поглощающий в узком спектральном диапазоне. Всего таких зрительных пигментов с различным химическим строением 4. Зрительный пигмент при поглощении фотона запускает электрический сигнал, несущий информацию в определенную область головного мозга. Молекула зрительного пигмента в своей возбужденной форме поглощает свет хуже, чем в исходной. Она “выцветает” под действием света. Затем, сообщив мозгу о том, что с нею произошло, она восстанавливает свою первоначальную конфигурацию.

Радужная оболочка имеет две мышечные системы: первая - это очень быстро работающая мышца суживает зрачок. Вторая - радиальная мышца, расширяющая зрачок, когда освещение уменьшается.

Пучки зрительных нервов от левых частей обоих глаз идут в левую часть мозга, а от правых - в правую. Учитывая, что каждый глаз своей левой стороной отображает правую область поля зрения, а правой - левую, можно сказать, что мозг своей правой стороной видит левую часть поля зрения, а левой - правую.