24.Теория слуха и теория цветового зрения г. Гельмгольца.

В 1864 году Гельмгольц публикует работу «Физиология слуховых ощущений». В ней он предлагает резонансную теорию слуха. Суть ей заключается в том, что мы слышим звук за счет того, что частота звуковых волн совпадает с внутренней частотой колебаний органа слуха. За счет этого происходит резонанс.

Согласно этой теории, основным органом слуха является улитка, функционирующая как набор резонаторов. Отдельные волокна основной мембраны являются как бы струнами, настроенными на различные тоны в пределах от нижней до верхней границы слуха. Каждая ворсинка-волокно имеет собственную частоту колебаний. Гельмгольц сравнил их со струнами музыкального инструмента — арфы. Более короткие волокна, лежащие у осно­вания улитки, должны воспринимать высокие ноты; более длинные волокна, находящиеся у вершины ее, — низкие. Поскольку волокна мембраны легко отделяются друг от друга в попе­речном направлении, они легко могут колебаться изолированно. Число этих волокон колеб­лется в пределах 13—24 тысяч.

Таким образом, основным органом слуха приходится признать улитку, в которой и располагается Кортиев орган.

Звуковые волны обладают, во-первых, различной амплитудой колебания. Чем больше амплитуда колебания, тем сильнее звук, и, наоборот, чем меньше амплитуда, тем звук слабее. Сила звука прямо пропорциональна квадрату амплитуды. Звуковые волны различаются, во-вторых, по частоте или продолжительнос­ти колебаний. Волны различного числа колебаний в 1 с или в период колебания дают звуки, различные по высоте: волны с колебаниями большой частоты (и малого периода колебаний) отражаются в виде высоких звуков, волны с колебаниями малой частоты (и большого периода колебаний) отражаются в виде низких звуков. Звуковые волны, вызываемые звучащим телом, источником звука, различа­ются, в-третьих, формой колебаний. Форма колебаний звуковой волны отражается в тембре звука — том специфическом качестве, которым звуки той же высоты и силы на различных инструментах (рояль, скрипка, флей­та и т. д.) отличаются друг от друга.

Слуховые ощущения могут вызываться как периодическими колебательны­ми процессами, так и непериодическими с нерегулярно изменяющейся неустой­чивой частотой и амплитудой колебаний. Первые отражаются в музыкальных звуках, вторые — в шумах.

В 1867 году Гельмгольц публикует книгу «Физиологическая оптика». Он изобретает прибор офтальмоскоп, позволяющий заглянуть внутрь глазного яблока через зрачок, чтобы рассмотреть глазное дно – место выхода глазного нерва, то есть вынесенный внутрь глаза участок мозга.

Гельмгольц определил, что в сетчатке глаза имеются клетки 4 типов:

1. палочки – рецепторы сумеречного света, реагирующие на изменение освещенности

2. колбочки 3 типов, различающие соответствующие цвета:

*красные

*синие

*зеленые

Зрительные ощущения вызываются воздействием на глаз света, т.е., электромагнитных волн длиною от 390 до 780 нм.

Световые волны различаются, во-первых, длиною или числом колебаний в секунду. Чем число колебаний больше, тем длина волны меньше, и, наоборот, чем меньше число колебаний, тем больше длина волны. Длина световой волны обусловливает цветовой тон. Человеческий глаз различает все цвета от красного до фиолетового. Ниже красного располагается инфракрасное (тепловое) излучение, выше фиолетового – ультрафиолетовое излучение. Видимые нами в естественных условиях цвета являются, таким образом, результатом смешения цветов. Световые волны различа­ются, во-вторых, амплитудой их колебаний, т. е. их энергией. Она определяет яркость цвета. Световые волны отличаются, в-третьих, формою световой волны, получаю­щейся в результате смешения между собой световых волн различных длин. Форма световой волны обусловливает насыщенность цвета. Предметы, не испускающие собственного света, отражают некоторую часть падающего на них света и поглощают остальную его часть.

Законы смешения цветов.

Первый закон. Для каждого хроматического цвета имеется другой цвет, от смешения с которым получается ахроматический цвет. Такие пары цветов назы­ваются дополнительными. Дополнительными цветами являются: красный и го­лубо-зеленый; оранжевый и голубой; желтый и индиго-синий; желто-зеленый и фиолетовый; зеленый и пурпурный.

Второй закон. Смешивая два цвета, лежащие ближе друг к другу, чем до­полнительные, можно получить любой цвет, находящийся в спектре между дан­ными двумя цветами.

Третий закон. Две пары одинаково выглядящих цветов дают при смешении одинаково выглядящий цвет независимо от различий в физическом составе смешиваемых цветов. Так, серый цвет, полученный от смешения одной пары дополнительных цветов, ничем не отличается от серого цвета, полученного от любой другой пары.

Говоря о смешении цветов, разумеют прежде всего оптическое смешение, возникающее в результате того, что различные цветовые раздражители одно­временно или в очень быстрой последовательности раздражают один и тот же участок сетчатки. Помимо этого смешения цветов надо учесть еще пространственное смеше­ние цветов, которое получается при восприятии различных цветов не во вре­менной, а в пространственной смежности. Существенный интерес представляет и так называемое бинокулярное смеше­ние цветов.