Механизм зрения

В соответствии с современными представлениями восприятие того или иного цвета человеком происходит за счет воздействия лучистой энергии на

три типа фоторецепторов, чувствительных к красному, зеленому и синему свету, имеющихся в сетчатке глаза. Мозг воспринимает суммарный сигнал от рецепторов каждого типа как определенный цвет.

Наибольшее световое ощущение вызывает монохроматическое излучение с длиной волны 555 нм.

Непосредственно светочувствительными элементами являются зрительные рецепторы - палочки и колбочки. В сетчатке глаза имеется примерно 120 млн. палочек и 7 млн. колбочек.

В функциональном отношении палочки отвечают за скотопическое (ночное) зрение, т.е. за зрение при низких уровнях освещенности (менее 0,1 люкс). При высоких уровнях освещенности (свыше 500 люкс) палочки не работают, и цветовое зрение полностью обеспечивается колбочками. Это зрение называют фототропическим или дневным. Между этими двумя уровнями освещенности зрение обеспечивается и палочками и колбочками, такое зрение называют мезопическим или сумеречным зрением.

На рисунке 13 представлена кривые чувствительности человеческого глаза. Пики чувствительности колбочек лежат в синей (420 нм), зеленой (530 нм) и желто-зеленой (560 нм) областях спектра, в то время как длина волны пика чувствительности палочек расположена в 496 нм. Если построить спектры поглощения в зависимости от волнового числа (величины, обратной длине волны), то они будут иметь одинаковую форму и ширину полос.

Максимум длины волны спектра поглощения:

Палочки:

Колбочки:

Рисунок– Кривые чувствительности фоторецепторов человеческого глаза

Любое изменение в спектре поглощения зрительных пигментов будет приводить к изменению дневной спектральной чувствительности зрительной системы. При отсутствии колбочек, чувствительных к длинноволновому излучению (протанопии), глаз воспринимает только средний и коротковолновый участок видимого спектра. Длина волны максимума чувствительности у протанопов сдвигается в сторону коротких длин волн.

Рисунок - Смещения чувствительности глаза от чувствительности среднего наблюдателя

С другой стороны, кривая спектральной чувствительности для дейтеранопов складывается из спектров поглощения коротко- и длинноволновых колбочек.

Менее 0,01% всех людей страдают полной цветовой слепотой (монохроматы). Монохроматы различают только градации серого.

Нарушения цветового зрения гораздо чаще встречаются у мужчин, чем у женщин. Частота протаномалии у мужчин составляет примерно 0,9%, протанопии - 1,1%, дейтераномалии 3-4% и дейтеранопии - 1,5%. Тританомалия и тританопия встречаются крайне редко. У женщин дейтераномалия встречается с частотой 0,3%, а протаномалии - 0,5%.