Стереоскопическое зрение

Свойство мозга переворачивать изображение.

 

Вы знаете, что собирающие линзы дают перевернутое изображение, а наш хрусталик- собирающая линза. Так почему мы не видим мир вверх ногами? Это объясняется тем, что наш мозг способен оценивать такие изображения правильно. Кстати, новорожденные дети видят мир перевернутым почти до трех недель и лишь потом мозг начинает видеть предметы правильно.

Стереоскопическое зрение.

 

Левый и правый глаза видят по- разному.            Возьмите в руки

какой -либо предмет и посмотрите на него сначала левым, а затем правым глазом: предмет, как будто перемещается. Наше сознание сливает оба изображения в один образ и мы видим предмет объемным.

По мере удаления предмета способность глаза различать предмет уменьшается и примерно с расстояния 1-2 км все предметы кажутся лежащими в одной плоскости. Для увеличения этого предельного расстояния используют стереоскопические трубы, у которых объективы раздвинуты на большое расстояние (в морских дальномерах до 30 метров).

Корректирующая работа мозга.

Одной из удивительных особенностей глаза является зрительная память. След от воспринятого глазом изображения сразу не исчезает, а примерно 0.25 с остается в нашем сознании. Когда мы смотрим кино, то не замечаем мелькания кадров, не видим мигания наших лампочек, а ведь колебания яркости происходят около 100 раз в секунду.

В восприятии картины участвует не только зрительная память, но и высшие отделы мозга: они строят промежуточные картины между двумя колебаниями освещенности.

Мозг обладает высокой степенью приспособляемости – он выключает из нашего сознания все, что мешает нашему восприятию. Слепое пятно, например, мешает увидеть нам предмет полностью, но мы этого не замечаем.                       Зрительные иллюзии.

Приспособляемость глаза вызывает иногда зрительные иллюзии. Глаз «попадая в незнакомую обстановку» иногда совершает ошибки в оценке и сравнении длин отрезков, размеров углов, расстояний между предметами, в восприятии форм предметов и т. д. За немногим исключением удовлетворительного объяснения причин, вызывающих оптические обманы не найдено.

Большинство иллюзий связано с тем, что некоторые предметы воспринимаются не отдельно, а в связи с окружающими предметами по контрасту. При долгом рассмотрении пространственное восприятие рисунка может меняться как произвольно, так и непроизвольно и даже вопреки нашему желанию.

 Рассмотрите несколько примеров иллюзий. (см. подборку иллюзий).

Большое значение для оценки расстояний имеют текстуры. Текстура-это узоры на предмете: прожилки на деревянной доске, переплетенные нити на ткани, хаос травинок, полосатая шкура зебры и т. д.

Многократные опыты показывают, что если два предмета закрывают своими контурами одинаковое число элементов одной и той же текстуры, то они равны. Если же один предмет закрывает большее число элементов, то он кажется большим по размеру. Эта иллюзия используется для изображения удаленных предметов. Там где сходятся два участка с разными текстурами, обычно, пролегает разделительная граница. Глаз эту границу видит, даже если ее нет. Оптические иллюзии приходится учитывать летчикам, мореплавателям, водителям, а так же в живописи и архитектуре. Умелое использование этих иллюзий расширяет возможности этих искусств.                            Недостатки глаза.

При ухудшении зрения чаще всего нарушается работа хрусталика: он теряет свою эластичность и частично способность изменять свою кривизну. Если хрусталик имеет слишком выпуклую форму по сравнению с хрусталиком нормального глаза, то глаз плохо видит далекие предметы- наступает близорукость.

Изображение, в этом случае, получается перед сетчаткой, и чтобы получить его на сетчатке, необходимо использовать рассеивающую линзу. Изображение, таким образом, скорректируется, и дефект зрения будет устранен.

Если же хрусталик становится слишком плоским, то человек нечетко видит близкие предметы, т.е. изображение предмета образуется за сетчаткой. Это признак дальнозоркости.  

Для устранения этого дефекта зрения используют собирающие линзы, которые помогают передвинуть изображение на сетчатку. Дети рождаются дальнозоркими и только со временем, приблизительно к полутора годам, зрение становится нормальным. Необходимости в очках дети не испытывают.

 Итак, чтобы исправить такие дефекты зрения используют очки, при близорукости ─ с рассеивающими линзами, при дальнозоркости - с собирающими.

Другим заболеванием глаз является астигматизм. В этом случае нарушается форма роговой оболочки, ее кривизна становится в разных направлениях различной: человек четко видит, например, горизонтальные линии и расплывчато- вертикальные. Лечат астигматизм очками с цилиндрическими стеклами. При астигматизме в одном глазу сочетаются эффекты близорукости, дальнозоркости и нормального зрения. Может, например, случиться, что для вертикального сечения фокусное расстояние равно нормальному, а для горизонтального – больше нормального. Тогда глаз окажется в горизонтальном сечении близоруким и не сможет видеть ясно горизонтальных линий на бесконечности, а вертикальные будет четко различать. На близком расстоянии благодаря аккомодации глаз прекрасно различит вертикальные линии, а горизонтальные будут расплывчатыми.

Одним из дефектов глаза является цветовая слепота. Это происходит потому, что колбочки глаза чувствительны к зеленому свету так же как и к красному. Случай цветной слепоты впервые был описан английским химиком Дальтоном и получил название «дальтонизм».Существует более 80 типов очков разного назначения.

4. Закрепление.

Итак мы сегодня ответили на вопросы: почему мы считаем глаз оптической системой, какими свойствами обладает глаз, каков предельный угол зрения, какую роль играет зрачок и хрусталик, почему мы видим нормальное изображение предметов, какими могут быть дефекты глаза и т.д.

Давайте сейчас убедимся с помощью простейших опытов в том, что все сказанное имеет место быть

Нарисуйте на листе

1 обнаружение слепого пятна.

На листе белой бумаги нарисованы кружок и крестик, они расположены примерно на расстоянии 6-8 см друг от друга. Закройте правый глаз и смотрите пристально левым глазом на крестик. Приближая к глазу или удаляя от него рисунок находят такое положение, при котором кружок перестает быть видимым. Значит в этот момент круг попадает в область слепого пятна. Затем повторить все с правым глазом, закрыв левый. В данном эксперименте становится ясным, что слепое пятно в каждом глазу сдвинуто от главной оптической оси глаза в сторону переносицы, что совершенно не мешает нормальному зрению.

2. измерение диаметра зрачка. Повернитесь в сторону какого- либо темного предмета и поднесите к глазу плоское зеркало. Заметьте размер зрачка. Затем переведите взгляд в сторону ярко освещенного предмета и вы обнаружите заметное уменьшение размеров зрачка. Еще раз необходимо заметить, что размер зрачка может колебаться от 2 до 8 мм, поэтому очень опасно смотреть на яркие источники света.

3. аккомодация глаза. Смотрят одним глазом то на карандаш, расположенный от глаза на расстоянии 15- 20 см, то на удаленный предмет. При рассматривании карандаша удаленный предмет кажется немного расплывчатым и, наоборот, при переводе взгляда на удаленный предмет карандаш виден не совсем ясно.

Убедитесь, что аккомодацией обладает каждый глаз.

Определяем положение ближней точки. Медленно приближайте книгу к глазу до тех пор, пока буквы перестанут быть ясно видимыми. Затем лентой измерьте расстояние от глаза до книги.