מהירות תפיסת הצבע ביצירותיו של הלמהולץ. היסטוריה של יצירת תיאוריית שלושת הצבעים של הראייה. עקרונות בסיסיים של בריאות העין.

ואז הלמהולץ הציע לפצות על רוחק ראייה בעזרת פלוס דו קמור עדשת משקפיים. א אורך מוקדמערכת (עדשה קמורה בתוספת עדשה שטוחה) - יורדת. בעזרת משקפיים, הפוקוס מוכנס לתוך העין, ואנשים בעלי משקפי פלוס רואים קרוב לחלוטין.
ומאז, 180 שנה, כל רופאי העיניים בעולם בוחרים במשקפי פלוס לאנשים רוחקי ראייה, וממליצים עליהם לקריאה ולעבודה קרובה.
מי מכם רוחק ראייה? תרים ידיים בבקשה.
היה לי גם רוחק ראייה. ובכן, נראה שהכל מלכודת - אי אפשר לברוח מהמשקפיים. אבל למרבה המזל שלך ולי, מדען אמריקאי נפלא, פרופסור, רופא עיניים וויליאם בייטס חי בעולם. בייטס היה מאוד אדם ישר. לאחר שסיים את לימודיו בבית הספר לרפואה, עבד כרופא עיניים במשך חמש שנים ונחרד ומיואש מתוצאות עבודתו.
כל מטופל בודד שבייטס רשם לו משקפיים, כל אחד מהם, החמיר את הראייה בגלל המשקפיים. לאף מטופל אחד שלו לא החזירו את המשקפיים את ראייתו. והוא שאל את השאלה: "טוב, איך זה יכול להיות?" - הוא רופא עיניים, הוא אמור לטפל בעיניים של אנשים. והוא רושם להם משקפיים. והראייה שלהם ממשקפיים הולכת ומחמירה, ואחרי שנתיים, שלוש, ארבע שנים הם באים ודורשים משקפיים חדשים, עבים וחזקים יותר.
והדבר השני שבוטס שם לב היה שחלק מהמטופלים שלו נסעו לכפר, להרים, לחופשה בקיץ. ושם הם איבדו או שברו בטעות משקפיים. והוא חי עוד במאה התשע-עשרה, משקפיים היו די יקרים, ואנשים עם ראייה ירודהנאלצנו ללכת בלי משקפיים לחודש-חודשיים. כשחזרו מחופשה זו, הגיעו אליו לקבל משקפיים, הוא בדק את ראייתם באמצעות שולחן וציין בהפתעה כי עבור רבים, עקב העובדה שהם הלכו ללא משקפיים, ראיית העיניים החלה להשתפר.
בייטס למד את העבודה במשך שלושים שנה עין אנושית. הוא פיתח ויצר מכשיר ייחודי לתקופתו, שאותו כינה "רטינוסקופ". באמצעות רטינוסקופ הוא יכול היה לקבוע את הפרמטרים של העין ממרחק של עד שני מטרים. והוא התבונן כיצד הראייה משתנה אצל קוצר ראייה, אצל רוחק ראייה, אצל ילדים בזמן משחק, אצל ספורטאים.
וכך, לאחר שלושים שנה של לימוד עבודת העין האנושית, הגיע בייטס למסקנה שתיאוריית הראייה של הרמן הלמהולץ הייתה שגויה לחלוטין. התמונה בעין האנושית אינה בנויה באותו האופן כפי שהציע הלמהולץ - עקב עבודת השריר הריסי ושינויים בעקמומיות העדשה, אלא התמונה בעין האנושית בנויה בדיוק באותו אופן כמוה. בנוי במצלמה רגילה ופשוטה. על ידי שינוי אורך העין עצמה. וכאן העבודה העיקרית בתהליך ההתאמה, כלומר מיקוד העין, מנוהלת על ידי שישה שרירים חוץ עיניים.
לכל אדם יש שישה שרירים חוץ עיניים בכל עין. זה האורך העליון, שמרים את העין למעלה, זה האורך התחתון, שמוריד את העין למטה, האורך הפנימי לרוחב, שמביא את העין לאף, האורך הצידי החיצוני, שמניע את העין הצידה, ושני שרירי עין חשובים מאוד, מה שנקרא רוחביים של העין - העליון זה הרוחבי, שמתאים לעין כך על פני החלק העליון בחצי עיגול, והרוחבי התחתון, שמתאים לעין בחצי עיגול מלמטה.

על פי תיאוריה זו, ישנם שלושה סוגים של קולטני אנרגיה קרינה (קונוסים) בעין, אשר קולטים, בהתאמה, את החלק האדום (אורך גל ארוך), צהוב (אורך גל בינוני) וכחול (אורך גל קצר) של הנראה לעין. ספֵּקטרוּם.

כל התחושות שלנו הן לא יותר מאשר תוצאה של ערבוב שלושת הצבעים הללו בפרופורציות שונות.

בגירוי חזק באותה מידה של שלושת סוגי הקונוסים נוצרת תחושה של צבע לבן, בגירוי חלש שווה - אפור, ובהיעדר גירוי - שחור. במקרה זה, העין קולטת את בהירותם של עצמים על ידי סיכום התחושות המתקבלות על ידי שלושה סוגי קונוסים, וצבע - כיחס בין התחושות הללו.

תיאוריית שלושת המרכיבים של ראיית צבעים מקובלת כיום כמעט בכל העולם. ההנחה היא שכל סוג של חרוט מכיל פיגמנט רגיש לצבע תואם (יודפסין), בעל רגישות ספקטרלית מסוימת (מאפיין ספיגה). תרכובת כימיתעדיין לא נקבעו פיגמנטים.

אבל, שקול את תרומתם של מדענים מדינות שונותלתיאוריה הזו:

מכונאי, פיזיקאי, מתמטיקאי, אסטרונום וממציא הולנדי כריסטיאן הויגנסהשתתף באופן פעיל בוויכוחים עכשוויים על טבעו של האור.

ב-1678 הוא פרסם את מסה על אור, מתווה של תורת הגלים של האור. הוא פרסם עוד עבודה יוצאת דופן ב-1690; שם הוא תיאר את התיאוריה האיכותנית של השתקפות, שבירה ושבירה דו-פעמית בספירה של איסלנד באותה צורה כפי שהיא מוצגת כעת בספרי לימוד בפיזיקה.

גיבש את מה שנקרא עיקרון הויגנס, המאפשר לחקור את תנועת חזית הגלים, שפותחה מאוחר יותר על ידי Fresnel ושיחקה תפקיד חשובבתורת הגלים של האור, ובתורת הדיפרקציה.

התיאוריה התלת-חלקית של ראיית צבעים באה לידי ביטוי לראשונה בשנת 1756 מיכאיל לומונוסוב, כאשר כתב "על שלושת ענייני תחתית העין" בחיבורו "על מקור האור".

בהתבסס על שנים רבות של מחקר וניסויים רבים, פיתח לומונוסוב תיאוריה של אור, בעזרתה הסביר את המנגנונים הפיזיולוגיים של תופעות צבע. לפי Lomonosov, צבעים נגרמים על ידי פעולה של שלושה סוגים של אתר ו שלושה סוגיםחומר חושי צבע המרכיב את החלק התחתון של העין.

התיאוריה של צבע וראיית צבעים, אשר לומונוסוב הגה ב-1756, עמדה במבחן הזמן ותפסה את מקומה הראוי בהיסטוריה של האופטיקה הפיזיקלית.

פיזיקאי סקוטי , מתמטיקאי ואסטרונום סר דיוויד ברוסטרתרם תרומה עצומה לפיתוח האופטיקה. הוא ידוע בכל העולם, ולא רק בחוגים מדעיים, כממציא הקליידוסקופ.

המחקר האופטי של ברוסטר אינו בעל אופי תיאורטי או מתמטי; למרות זאת, הוא גילה בניסוי חוק מתמטי מדויק, שמאחוריו נותר שמו, המתייחס לתופעות של קיטוב האור: קרן אור הנובעת בעקיפין על פני השטח של לוח זכוכית נשברת בחלקה, בחלקה מוחזרת. קרן המשתקפת בזווית של קיטוב מלא יוצרת זווית ישרה עם הכיוון שלוקחת הקרן השבורה; מצב זה מוביל לביטוי מתמטי נוסף של חוק ברוסטר, כלומר, הטנגנס של זווית הקיטוב הכולל שווה למקדם השבירה.

הוא הראה שקירור לא אחיד העניק לזכוכית את היכולת לזהות צבעים באור מקוטב, תגלית חשובה לפיזיקה של כוחות חלקיים; בעקבות זאת, הוא גילה תופעות דומות בגופים רבים ממוצא מן החי והצומח.

בשנת 1816, ברוסטר הסביר את הסיבה להיווצרות הצבעים המתנגנים על פני השטח של קונכיות אם הפנינה. לפני זמנו, היהלום נחשב כמייצג את השבירה החזקה ביותר של האור, וקרח החלש ביותר במוצקים; המדידות שלו הרחיבו את הגבולות הללו, והראו שכרומט עופרת נשבר חזק יותר מיהלום ופלואוריד - חלש יותר מקרח. תופעת ספיגת האור על ידי גופים שונים, שהתגלתה מהעובדה שקווים כהים רבים נמצאים בספקטרום האור (השמש) העובר דרכם, הייתה גם נושא המחקר של ברוסטר. הוא הראה שרבים מהקווים בספקטרום השמש מגיעים מקליטת חלקים מסוימים של האור באטמוספירה של כדור הארץ; חקר בפירוט את ספיגת האור על ידי גז אנהידריד חנקני והראה שחומר זה בצורה נוזלית אינו יוצר ספקטרום ספיגה. לאחר מכן, ב' גילה כי כמה קווים אור של הספקטרום מקורות מלאכותייםהאור חופף לקווי פראונהופר הכהים של ספקטרום השמש, והביע את הדעה שאלו האחרונים, אולי, הם קווי ספיגה באטמוספירה הסולארית. בהשוואת המחשבות שהביע בנושא זה בזמנים שונים, ניתן לראות שברוסטר היה בדרך לגילוי הגדול של ניתוח ספקטרלי; אבל הכבוד הזה בכל מקרה שייך לבונסן וקירצ'הוף.

ברוסטר עשה שימוש רב בחומרים סופחי אור למטרה אחרת, כלומר, הוא ניסה להוכיח שמספר הצבעים הראשוניים בספקטרום אינו שבעה, כפי שחשב ניוטון, אלא רק שלושה: אדום, כחול וצהוב ("חדש ניתוח של אור שמש, המציין שלושה צבעי יסוד וכו'." ("Edinb. Transact.", כרך י"ב, 1834). ניסיונו הניסיוני העצום נתן לו את ההזדמנות להוכיח עמדה זו בצורה משכנעת למדי, אך עד מהרה היא הופרכה, במיוחד על ידי הניסויים של הלמהולץ, שהוכיחו ללא ספק כי ירוק הוא ללא ספק צבע פשוט, וכי יש לקבל לפחות חמישה צבעי יסוד.

תצפיות אופטיות הובילו פיזיקאי, מכונאי, רופא, אסטרונום אנגלי תומס יאנג (תומאס יאנג)לרעיון שתיאוריית האור הגופנית שהייתה דומיננטית באותה תקופה לא נכונה. הוא דיבר בעד תיאוריית הגלים. רעיונותיו עוררו התנגדויות מצד מדענים אנגלים; בהשפעתם, יונג זנח את דעתו. עם זאת, במסכתו על אופטיקה ואקוסטיקה, "ניסויים ובעיות על קול ואור" (1800), הגיע המדען שוב לתורת הגלים של האור ולראשונה שקל את בעיית הסופרפוזיציה של גלים. התפתחות נוספת של בעיה זו הייתה גילויו של יונג את עקרון ההפרעה (המונח עצמו הוצג על ידי יונג ב-1802).

במאמרו של יאנג "The Theory of Light and Colors" שניתן לחברה המלכותית ב-1801 (פורסם ב-1802), הוא נתן הסבר הפרעות על הטבעות של ניוטון ותיאר את הניסויים הראשונים בקביעת אורכי הגל של האור. ב-1803, בעבודתו "ניסויים וחישובים הקשורים לאופטיקה פיזיקלית" (שפורסם ב-1804), הוא בחן את תופעות הדיפרקציה. לאחר המחקרים הקלאסיים של O. Fresnel על הפרעות אור מקוטב, יאנג הציע השערה לגבי הטבע הרוחבי של תנודות האור. הוא גם פיתח תיאוריה של ראיית צבעים, המבוססת על ההנחה שברשתית העין ישנם שלושה סוגים של סיבים תחושתיים המגיבים לשלושה צבעי יסוד.

סקוטי מלידה, פיזיקאי, מתמטיקאי ומכונאי בריטי ג'יימס מקסוולבשנת 1854, בהצעת העורך, החל מקמילן לכתוב ספר על אופטיקה (הוא מעולם לא הושלם).

עם זאת, העניין המדעי העיקרי של מקסוול בתקופה זו היה עבודה על תורת הצבעים. מקורו בעבודתו של אייזק ניוטון, שדבק ברעיון של שבעה צבעי יסוד. מקסוול שימש כממשיך של התיאוריה של תומס יאנג, שהעלה את הרעיון של שלושה צבעי יסוד וקישר אותם עם תהליכים פיזיולוגייםבגוף האדם. מידע חשובהכיל עדויות של חולים עם עיוורון צבעים, או עיוורון צבעים. בניסויים על ערבוב צבעים, שחזרו במידה רבה באופן עצמאי על הניסויים של הרמן הלמהולץ, מקסוול השתמש ב"סביבון צבעוני", שהדיסק שלו חולק לצבעים. צבעים שוניםסקטורים, כמו גם "קופסת צבע", מערכת אופטית שהוא עצמו פיתח שאפשרה לו לערבב צבעי ייחוס. בעבר נעשה שימוש במכשירים דומים, אך רק מקסוול החל להשיג תוצאות כמותיות בעזרתם ולחזות במדויק למדי את תערובות הצבע שהתקבלו. לפיכך, הוא הוכיח כי ערבוב כחול ו פרחים צהוביםאינו נותן ירוק, כפי שהאמינו לעתים קרובות, אלא גוון ורדרד.

הניסויים של מקסוול הראו זאת צבע לבןלא ניתן להשיג על ידי ערבוב כחול, אדום וצהוב, כפי שדיוויד ברוסטר וכמה מדענים אחרים האמינו, אבל הצבעים העיקריים הם אדום, ירוק וכחול. כדי לייצג צבעים בצורה גרפית, מקסוול, בעקבות יונג, השתמש במשולש, שהנקודות בתוכו מצביעות על התוצאה של ערבוב צבעי היסוד הממוקמים בקודקודי הדמות.

העניין הרציני של מקסוול בבעיית החשמל אפשר לו להתנסח תורת הגלים של האור- אחת התיאוריות המסבירות את טבעו של האור. העמדה העיקרית של התיאוריה היא שלאור יש אופי גלי, כלומר, הוא מתנהג כמו גל אלקטרומגנטי (שאורכו קובע את צבע האור שאנו רואים).

התיאוריה מאושרת על ידי ניסויים רבים (במיוחד הניסוי של טי. יאנג), והתנהגות זו של אור (בצורת גל אלקטרומגנטי) נצפית בתופעות פיזיקליות כמו פיזור, עקיפה והפרעות של אור. עם זאת, תופעות פיזיקליות רבות אחרות הקשורות לאור אינן ניתנות להסבר על ידי תיאוריית הגלים בלבד.

ביוני 1860, בישיבת האגודה הבריטית באוקספורד, הציג מקסוול את תוצאותיו בתורת הצבע, הנתמכת על ידי הדגמות ניסיוניות באמצעות קופסת צבע. מאוחר יותר באותה שנה, האגודה המלכותית של לונדון העניקה לו את מדליית רומפורד על מחקריו בערבוב צבעים ואופטיקה. 17 במאי 1861 בהרצאה במוסד המלכותי ( מוסד מלכותי) בנושא "על התיאוריה של שלושה צבעי יסוד", מקסוול הציג הוכחה ניצחת נוספת לנכונות התיאוריה שלו - הראשונה בעולם צילום צבעוני, שהרעיון שעלה לו עוד ב-1855. יחד עם הצלם תומס סאטון תומס סאטון) התקבלו שלושה נגטיבים של סרט צבעוני על זכוכית מצופה באמולסיה צילום (קולודיון). התשלילים נלקחו דרך מסננים ירוקים, אדומים וכחולים (תמיסות של מלחים של מתכות שונות). על ידי הארת התשלילים דרך אותם פילטרים, ניתן היה לקבל תמונה צבעונית. כפי שהראו כמעט מאה שנים מאוחר יותר על ידי עובדי חברת קודאק, ששחזרו את תנאי הניסוי של מקסוול, חומרי הצילום הזמינים לא אפשרו הדגמת צילום צבעוני ובמיוחד קבלת תמונות אדומות וירוקות. בצירוף מקרים משמח, התמונה שהתקבלה על ידי מקסוול נוצרה כתוצאה מערבוב של צבעים שונים לחלוטין - גלים בטווח הכחול וקרוב לאולטרה סגול. עם זאת, הניסוי של מקסוול הכיל את העיקרון הנכון להשגת צילום צבעוני, שבו נעשה שימוש שנים רבות לאחר מכן כאשר התגלו צבעים רגישים לאור.

הפיזיקאי, הרופא, הפיזיולוגי והפסיכולוג הגרמני הרמן הלמהולץ תורם להכרה בתיאוריה של תומס יונג על ראיית שלושה צבעים.

תורת תפיסת הצבע של הלמהולץ (תורת יונג-הלמהולץ לתפיסת צבע, תורת תלת המרכיבים של תפיסת צבע) היא תורת תפיסת צבע המניחה את קיומם בעין של יסודות מיוחדים לתפיסת צבעים אדום, ירוק וכחול. התפיסה של צבעים אחרים נקבעת על ידי האינטראקציה של אלמנטים אלה.

בשנת 1959, התיאוריה אושרה בניסוי על ידי ג'ורג' ולד ופול בראון מ אוניברסיטת הרוורדואדוארד מקניקול וויליאם מרקס מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס, שגילו שיש שלושה (ורק שלושה) סוגי קונוסים ברשתית הרגישים לאור באורכי גל של 430, 530 ו-560 ננומטר, כלומר סגול, ירוק וצהוב- צבע ירוק.

תיאוריית יאנג-הלמהולץ מסבירה את תפיסת הצבע רק ברמת קונוסי הרשתית ואינה יכולה להסביר את כל התופעות של תפיסת הצבע, כגון ניגודיות צבע, זיכרון צבע, תמונות עוקבות צבע, קביעות צבע וכו', וכן כמה הפרעות בראיית צבע, למשל, אגנוזיית צבע.

בשנת 1868 לאונרד גירשמןעסק בנושאים של תפיסת צבע, זווית הראייה הקטנה ביותר, קסנטופסיה עקב הרעלת סנטונין (מחלה שבה אדם רואה הכל אור צהוב) ובהנחייתו של הלמהולץ, השלים את עבודת הגמר שלו "חומרים על הפיזיולוגיה של תפיסת צבע".

בשנת 1870, פיזיולוג גרמני אוולד גרינגניסח את מה שנקרא השערת ראיית צבעים מנוגדת, המכונה גם תורת התהליך ההפוך או תורת הרינג. הוא הסתמך לא רק על קיומן של חמש תחושות פסיכולוגיות, כלומר התחושה של אדום, צהוב, ירוק, כחול ו פרחים לבנים, אבל גם לעובדה שנראה שהם פועלים בזוגות מנוגדים, בו זמנית משלימים ומוציאים זה את זה. המהות שלו טמונה בעובדה שכמה צבעים "שונים" יוצרים צבעי ביניים כאשר הם מעורבים, למשל ירוק וכחול, צהוב ואדום. זוגות אחרים של צבעי ביניים אינם יכולים להיווצר, אך הם מייצרים צבעים חדשים, למשל אדום וירוק. אין צבע אדום-ירוק, יש צהוב.

במקום להניח שלושה סוגים של תגובות חרוט, כמו בתיאוריית יאנג-הלמהולץ, הרינג מניח את הנוכחות שלושה סוגיםזוגות מנוגדים של תהליכי תגובה לשחור ולבן, צהוב וכחול, אדום ו צבעים ירוקים. תגובות אלו מתרחשות בשלב הפוסט-קולטן של מנגנון הראייה. התיאוריה של הרינג מדגישה היבטים פסיכולוגייםראיית צבע. כאשר שלושת זוגות התגובות הולכים לכיוון של התפוררות, עולות תחושות חמות של לבן, צהוב ואדום; כאשר הם ממשיכים בהטמעה, הם מלווים בתחושות קרות של שחור, כחול ו פרחים כחולים. שימוש בארבעה צבעים בסינתזת צבע נותן יותר אפשרויות מאשר שימוש בשלושה.

גורביץ' וג'יימסון פיתחו את התיאוריה של הרינג על תהליכים מנוגדים בראיית צבע עד כדי כך שניתן להסביר כמותית את התופעות השונות של ראיית צבע הן עבור צופה בעל ראיית צבעים תקינה והן עבור ראיית צבעים חריגה. .

התיאוריה של הרינג, שפותחה על ידי גורביץ' וג'יימסון, ידועה גם בשם תיאוריית היריב. הוא שומר על שלוש מערכות קולטנים: אדום-ירוק, צהוב-כחול ושחור-לבן. ההנחה היא שכל מערכת קולטנים מתפקדת כזוג אנטגוניסטי. כמו בתיאוריית יאנג-הלמהולץ, כל אחד מהקולטנים (או צמדי הקולטנים) נחשב לרגיש לאור באורכי גל שונים, אך הוא רגיש ביותר לאורכי גל מסוימים.

התכונות של תערובות צבע ספקטרליות מעידות על כך שהרשתית מאופיינת במנגנונים מבניים, תפקודיים ועצביים מסוימים. מכיוון שניתן להשיג את כל צבעי הספקטרום הנראה על ידי ערבוב פשוט ביחס מסוים של שלושה צבעים בלבד עם אורכי גל מסוימים, ניתן להניח שברשתית העין האנושית ישנם שלושה סוגים מקבילים של קולטנים, שכל אחד מהם הוא מאופיין ברגישות ספקטרלית מסוימת ושונה.

היסודות של תיאוריית שלושת המרכיבים של תפיסת צבע הותוו בשנת 1802 על ידי המדען האנגלי תומס יאנג, הידוע גם בהשתתפותו בפענוח הירוגליפים מצריים. פיתוח עתידיתיאוריה זו נגזרה מיצירותיו של הרמן פון הלמהולץ, שהציע את קיומם של שלושה סוגים של קולטנים, המאופיינים ברגישות מרבית לצבעים כחולים, ירוקים ואדומים. לפי הלמהולץ, הקולטנים של כל אחד משלושת הסוגים הללו רגישים ביותר לאורכי גל מסוימים והצבעים המתאימים לאורכי גל אלו נתפסים בעין ככחול, ירוק או אדום. עם זאת, הסלקטיביות של הקולטנים הללו היא יחסית, מכיוון שכולם, במידה זו או אחרת, מסוגלים לקלוט מרכיבים אחרים של הספקטרום הנראה לעין. במילים אחרות, במידה מסוימת, יש חפיפה הדדית של רגישויות הקולטנים מכל שלושת הסוגים.

המהות של תיאוריית שלושת המרכיבים של ראיית צבעים, המכונה לעתים קרובות תיאוריית יאנג-הלמהולץ, היא כדלקמן: כדי לתפוס את כל הצבעים הטמונים בקרניים של החלק הגלוי של הספקטרום, מספיקים שלושה סוגים של קולטנים. בהתאם לכך, תפיסות הצבע שלנו הן תוצאה של תפקוד של מערכת תלת-רכיבית, או קולטנים משלושה סוגים, שכל אחד מהם תורם להם תרומה ספציפית משלו. (שימו לב בסוגריים שלמרות שתיאוריה זו קשורה בעיקר לשמותיהם של יאנג והלמהולץ, תרמו לה תרומות משמעותיות לא פחות על ידי מדענים שחיו ופעלו לפניהם. וסרמן (1978) מדגיש במיוחד את תפקידם של אייזק ניוטון והפיזיקאי ג'יימס הפקיד מקסוול.)

קונוס S-, M ו-L. לעובדה שקיימת מערכת קולטנים תלת-רכיבית ברמת הרשתית יש עדויות פסיכולוגיות שאין להפרכה. הרשתית מכילה שלושה סוגים של קונוסים, שלכל אחד מהם יש רגישות מרבית לאור באורך גל מסוים. סלקטיביות זו נובעת מהעובדה שהקונוסים הללו מכילים שלושה סוגים של פוטופיגמנטים. מרקס ועמיתיו חקרו את תכונות הספיגה של פוטופיגמנטים הכלולים בקונוסים של הרשתית של קופים ובני אדם, מדוע הם
בודדו מחרוטים בודדים ומדדו את בליעת קרני האור באורכי גל שונים (Marks, Dobelle, MacNichol, 1964). ככל שפיגמנט החרוט ספג אור באורך גל מסוים באופן פעיל יותר, כך החרוט התנהג בצורה סלקטיבית יותר ביחס לאותו אורך גל. תוצאות מחקר זה, המוצגות בצורה גרפית באיור. 5.9 מראים כי על פי אופי הקליטה של ​​קרניים ספקטרליות, קונוסים מחולקים לשלוש קבוצות: קונוסים של אחת מהם סופגים בצורה הטובה ביותר אור גל קצר באורך גל של כ-445 ננומטר (הם מסומנים באות 5, מקצר) ] קונוסים מהקבוצה השנייה - אור גל בינוני עם אורך גל של כ-535 ננומטר (הם מסומנים באות M, מבינוני) ולבסוף, הסוג השלישי של קונוסים - אור גל ארוך עם אורך גל של כ-570 ננומטר. (הם מסומנים באות I, מ-long).

מחקרים מאוחרים יותר אישרו את קיומם של שלושה פיגמנטים רגישים לאור, כל אחד נמצא בסוג מסוים של חרוט. פיגמנטים אלה ספגו בצורה מקסימלית קרני אור עם אותם אורכי גל כמו קונוסים, שתוצאותיהם מוצגות באיור. 5.9 (Brown & Wald, 1964; Merbs & Nathans, 1992; Schnapf, Kraft & Baylor, 1987),

שימו לב שכל שלושת סוגי הקונוסים סופגים אור בטווח רחב מאוד של אורכי גל וכי עקומות הקליטה שלהם חופפות זו את זו. במילים אחרות, אורכי גל רבים מפעילים סוגים שונים של קונוסים

עם זאת, הבה נבחן את החפיפה ההדדית של עקומות הקליטה המוצגות באיור. 5.9. חפיפה זו מעידה על כך שכל פוטופיגמנט סופג חלק רחב יחסית מהספקטרום הנראה לעין. פוטופיגמנטים של חרוטים שסופגים בצורה מקסימלית אור באורך גל בינוני וארוך (פוטופיגמנטים של חרוט M ו-Z) רגישים לרוב הספקטרום העמום של BI^, ופיגמנטים חרוטים הרגישים לאור באורך גל קצר (פיגמנט 5 קונוסים) מגיבים פחות ממחצית מהגלים הכלולים בספקטרום. תוצאה של זה היא היכולת של גלים באורכים שונים לעורר יותר מסוג אחד של חרוטים. במילים אחרות, קרני אור בעלות אורכי גל שונים מפעילות סוגים שונים של קונוסים בדרכים שונות. לדוגמה, מתוך איור. 5.9 יוצא שלאור עם אורך גל של 450 ננומטר, הפוגע ברשתית, יש השפעה חזקה
על קונוסים שיכולים לספוג אור באורך גל קצר, והרבה פחות על קונוסים שסופגים באופן סלקטיבי אור באורך גל בינוני וארוך (הגורם לתחושה של אור כחול), ואור עם אורך גל של 560 ננומטר מפעיל רק קונוסים שסופגים באופן סלקטיבי בינוני- ואור באורך גל ארוך, וגורם לתחושה ירקרקה צבע צהוב. זה לא מוצג באיור, אבל קרן לבנה המוקרנת על הרשתית מגרה את כל שלושת סוגי הקונוסים באופן שווה, וכתוצאה מכך תחושת הלבן.

לאחר שקישרנו את כל תפיסות הצבע עם פעילותם של שלושה סוגי קונוסים בלבד שאינם תלויים זה בזה, נצטרך להודות שמערכת הראייה מבוססת על אותו עיקרון תלת מרכיבים כפי שתואר בסעיף על ערבוב צבעים תוסף, צבע טלוויזיה, אבל בגרסה "הפוכה": במקום להציג צבעים, היא מנתחת אותם.

תמיכה נוספת בקיומם של שלושה פוטופיגמנטים שונים מגיעה ממחקרים של רושטון, שהשתמש בגישה שונה (Rushton, 1962; Baker & Rushton, 1965). הוא הוכיח את קיומו של פוטופיגמנט ירוק, שאותו כינה chlorolabe (שפירושו ביוונית "לוכד ירוק"), פוטופיגמנט אדום, שאותו כינה erythrolabe ("לוכד אדום"), והציע אפשרות לקיומו של שלישי, פוטופיגמנט כחול, צינולב ("לוכד כחול"). (שימו לב שלרשתית האדם יש רק שלושה פוטופיגמנטים חרוטים, הרגישים לשלושה טווחי אורכי גל שונים. לציפורים רבות יש ארבעה או חמישה סוגים של פוטופיגמנטים, מה שללא ספק מסביר את הייחודיות רמה גבוההפיתוח ראיית הצבעים שלהם. כמה ציפורים מסוגלות אפילו לראות אור אולטרה סגול קצר, שאינו נגיש לבני אדם. ראה, למשל, Chen et al., 1984.)

שְׁלוֹשָׁה סוגים שוניםקונוסים, שכל אחד מהם מאופיין בפוטופיגמנט ספציפי משלו, נבדלים זה מזה הן במספר והן במיקומם בפובה המרכזית. יש הרבה פחות קונוסים המכילים פיגמנט כחול ורגישים לאור באורך גל קצר מאשר קונוסים הרגישים לאורכי גל בינוניים וארוכים: מ-5 עד 10% מכלל הקונוסים, סה"כמתוכם יש 6-8 מיליון (Dacey et al., 1996; Roorda & Williams, 1999). כשני שליש מהקונוסים הנותרים רגישים לאור באורך גל ארוך ושליש לאור באורך גל בינוני; בקיצור, נראה שיש פי שניים יותר קונוסים המכילים פיגמנט הרגיש לאור באורך גל ארוך מאשר יש קונוסים המכילים פיגמנט הרגישים לאורכי גל ביניים (Cicerone & Nerger, 1989; Nerger & Cicerone, 1992). בנוסף לעובדה שהפובה מכילה מספר לא שווה של קונוסים בעלי רגישויות שונות, הם גם מפוזרים בה באופן לא שווה. קונוסים המכילים פוטופיגמנטים הרגישים לאור באורך גל בינוני וארוך מרוכזים באמצע הפובאה, וחרוטים הרגישים לאור באורך גל קצר נמצאים בפריפריה, ויש מעט מאוד מהם במרכז.

אם נסכם את כל האמור לעיל, ניתן לומר ששלושת סוגי החרוטים רגישים באופן סלקטיבי לחלק מסוים של הספקטרום הנראה - אור עם אורך גל מסוים - ושכל סוג מאופיין בשיא הספיגה שלו, כלומר אורך הגל המקסימלי הנקלט. . בשל העובדה שהפוטופיגמנטים של שלושת סוגי הקונוסים הללו סופגים באופן סלקטיבי אורכי גל קצרים, בינוניים וארוכים, הקונוסים עצמם נקראים לעתים קרובות 5, - M- ו-L-cones, בהתאמה.

המחקרים הנ"ל ועוד רבים אחרים, יחד עם תוצאות רבות מחקר ערבוב צבעים, מאשרים את נכונות התיאוריה המשולשת של תפיסת צבע, לפחות בכל הנוגע לתהליכים המתרחשים ברמת הרשתית. בנוסף, התיאוריה של שלושת החלקים של ראיית הצבע מאפשרת לנו להבין את התופעות המתוארות בסעיף על ערבוב צבעים: למשל, שאור מונוכרומטי באורך גל של 580 ננומטר גורם לאותה תפיסת צבע כמו תערובת של גל אמצע. קרניים אדומות ירוקות וארוך גל, כלומר הן הקרן והן התערובת נתפסות בעינינו כצהובות (תמונה דומה אופיינית למסך טלוויזיה צבעוני). קונוס M ו-I תופסים תערובת של אור באורך גל בינוני וארוך באותו אופן שבו הם קולטים אור באורך גל של 580 ננומטר, וכתוצאה מכך לתערובת זו יש השפעה דומה על מערכת הראייה. במובן זה, הן הקרן הצהובה המונוכרומטית והן התערובת של קרן ירוקה של גל אמצע ואדום גל ארוך הן צהובות באותה מידה, לא ניתן לקרוא לא אחת ולא לשנייה "יותר צהובה". יש להם אותה השפעה על הפיגמנטים הקולטים של הקונוסים.

תיאוריית שלושת המרכיבים של תפיסת צבע מסבירה גם את התופעה של תמונות עוקבות משלימות. אם נקבל שיש קונוסים S, M ו-I (למען הפשטות, נקרא להם כחול, ירוק ואדום, בהתאמה), אז יתברר שבמבט קצר וקרוב בריבוע הכחול המוצג בהוספת צבע. 10, מתרחשת הסתגלות סלקטיבית של הקונוסים הכחולים (הפיגמנט שלהם "מדולדל"). כאשר תמונה של משטח לבן או אפור ניטרלי מבחינה כרומטית מוקרנת על ה-fovea, רק הפיגמנטים הלא מדוללים של החרוטים הירוקים והאדומים פעילים, מה שגורם לתמונה עקבית נוספת. בקיצור, "תערובת" מתווספת של קונוסים L ו-M (אדום וירוק) משפיעה על מערכת הראייה באופן שמייצר את התחושה של הצבע המשלים צהוב לכחול. באופן דומה, התבוננות מדוקדקת במשטח צהוב גורמת להסתגלות של הקונוסים ה"אחראים" לתחושת הצבע הצהוב, כלומר אדום וירוק, בעוד שהקונוסים הכחולים נשארים פעילים ולא מותאמים, הגורמים לרצף המקביל, כלומר הכחול, המשלים. תמונה. לבסוף, בהתבסס על תיאוריית שלושת המרכיבים של תפיסת צבע, ניתן להסביר מדוע, עם גירוי שווה של כל הפוטופיגמנטים, אנו רואים לבן.

פיזיקאי ופיזיולוגי גרמני.

בשנת 1887 הרמן הלמהולץבספרו "ספירה ומדידה" "... הכריז שהבעיה העיקרית של חשבון היא הצדקה של היישום האוטומטי שלה על תופעות פיזיקליות. לפי הלמהולץ, הקריטריון היחיד לתחולתם של חוקי החשבון יכול להיות הניסיון. אי אפשר לקבוע אפריורית שחוקי החשבון חלים בכל מצב נתון.
הלמהולץ העיר הערות רבות וחשובות בנוגע לתחולתם של חוקי החשבון. עצם המושג מספר שאול מניסיון. כמה חוויות ספציפיות מובילות טיפוסים רגיליםמספרים: מספר שלם, שבר, אי רציונלי - ולמאפיינים של המספרים הללו. למרות זאת מספרים רגיליםחל רק על ניסויים אלה.
אנו מודעים לכך שישנם חפצים שווים למעשה, ולכן אנו מודעים לכך שאנו יכולים לדבר על, למשל, שתי פרות.
אבל כדי שביטויים מהסוג הזה יישארו תקפים, אסור שהאובייקטים המדוברים ייעלמו, יתמזגו או יעברו חלוקה. טיפת גשם אחת, אם מתמזגת עם טיפת גשם אחרת, אינה יוצרת שתי טיפות גשם כלל. אפילו מושג השוויון לא חל אוטומטית על כל חוויה".

מוריס קליין, מתמטיקה. אובדן ודאות, מ', "מיר", 1984, עמ'. 109.

הרמן הלמהולץבניסויים קבע כי אותו הדבר חַשְׁמַלעובר דרך הלשון נותן תחושת חומציות, עובר דרך העין תחושה של אדום או כחול, דרך העור תחושת דגדוג, ​​ודרך עצב השמיעה תחושת קול.

צ'לפנוב ג.י. , מוח ונפש, מ', 1918, עמ'. 147.

הרמן הלמהולץכותב על יצירתיות מדעית: "מאחר שמצאתי את עצמי לא פעם במצב לא נעים, כשהייתי צריך לחכות להצצות חיוביות, צללים (Einfalle) של מחשבה, צברתי ניסיון מסוים ביחס למתי ולאן הם הגיעו אליי, לחוות את זה, אולי זה יהיה שימושי לאחרים.
הם מתגנבים לתוך מעגל המחשבות לעתים קרובות לחלוטין בלי לשים לב בהתחלה אתה לא מודע למשמעותם. לפעמים מקריות עוזרת לגלות מתי ובאילו נסיבות הם הופיעו, כי הם מופיעים בדרך כלל מבלי לדעת היכן.
לפעמים הם מופיעים פתאום בלי שום מתח – כמו השראה. למיטב ידיעתי, הם מעולם לא הופיעו כשהמוח היה עייף, ולא ליד השולחן.
הייתי צריך קודם כל לשקול את הבעיה שלי מכל הצדדים כדי שאוכל לעבור על כל הסיבוכים והווריאציות האפשריות במוחי, יתר על כן, בחופשיות, ללא הערות. לרוב אי אפשר להגיע למצב כזה בלי הרבה עבודה.
לאחר שהעייפות שנגרמה מעבודה זו נעלמה, הייתה צריכה להיות שעה של רעננות פיזית מוחלטת ומצב בריאותי רגוע ונעים לפני שההצצות המשמחות הללו יופיעו. לעתים קרובות - כמו שאומר השיר גתה, כפי שצוין פעם

תחילה עליך להבין מה גורם ללקות הראייה הנפוצה ביותר, כגון קוצר ראייה ורוחק ראייה. אתה צריך להבין איך העין עובדת, איך אדם רואה ומדוע הראייה לפעמים מחמירה.

זה חשוב מאוד, כי רק על ידי הכרת מבנה העין ועיקרון פעולתה ניתן להבין מה באמת עוזר לשיפור הראייה. על ידי כך תבינו בבירור מדוע יש צורך בהם, מה קורה לעיניים ומה צריכה להיות התוצאה.

יחד עם זאת, אני רוצה לומר שתהליך שיפור הראייה אינו רק פיזיקה. בשיקום הראייה שלך, כמו בכל משימה אחרת שאתה לוקח על עצמך, הגישה הפנימית שלך חשובה. דמיינו את עצמכם כבעלי ראייה טובה. צייר בדמיונך שאתה רואה היטב, שאתה רואה את כל העולם הזה במלוא הדרו. אתה צריך לקבל בתוכך שאתה רואה הכל ברור וברור, שיש לך מאה אחוז ראייה, ואתה צריך להתרגל לרעיון הזה.

כשאתה הולך ברחוב, או הולך ביער, תסתכל על העולם, ואל תיכנסו למחשבות שלכם. אתה צריך להשתמש בראייה שלך, אחרת למה אתה צריך לראות הכל מסביב היטב? כל איבר שלא נעשה בו שימוש יתנוון. תצטרך ללמוד להשתמש בחזון שלך.

התבוננו בעולם סביבכם, נסו לשים לב לפרטים הקטנים ביותר, לכל תנועה. התבונן במראה של אנשים, ציפורים, חתולים בשדה הראייה שלך. שימו לב איך העלים נושרים, איך הרוח מניפה את ענפי העצים.

אז, אחרי הסטייה הקצרה הזו, בואו נחזור לעין ונראה איך זה עובד. ניתן להשוות את העין למצלמה. גַלגַל הָעַיִןמכיל מערכת עדשות שבירה האוספת את הקרניים הנכנסות לעין וממקדת אותה ברשתית שבחלק האחורי של העין. א עצבי ראייהמידע נאסף ברשתית ומועבר למוח.

עם קוצר ראייה, אדם רואה חפצים קרובים היטב. ורע - רחוק. גורם לקוצר ראייהכאשר אדם רואה אובייקטים רחוקים בצורה גרועה, הקרניים ממוקדות מול הרשתית, ולא עליה.

עם רוחק ראייה, אדם רואה חפצים רחוקים היטב, אך אינו רואה קרובים. סיבה לרוחק ראייהכאשר אדם לא רואה עצמים קרובים היטב - מיקוד של קרניים מאחורי הרשתית.

שתי תיאוריות מסבירות מדוע זה קורה. ששונים זה מזה באופן מהותי. אחת התיאוריות הללו מניחה שאדם יכול לשפר את ראייתו באמצעות פעילות גופנית, ואילו השנייה שוללת אפשרות זו.

הבה נבחן תחילה את התיאוריה של הלמהולץ, המוכרת על ידי המדע הרשמי, אך אינה מרמזת על האפשרות להחזיר את הראייה ללא משקפיים ופעולות.

תורת הלמהולץ

במערכת השבירה של העין קיים שריר ריסי מיוחד שנדחס ומתיר עֲדָשָׁהעיניים, ובכך לשנות את שבירת הקרניים.

כאשר אדם בוחן עצמים מקרוב, הקרניים מגיעות ממרכז אחד ומתפצלות לצדדים, ויש לשבור אותן חזק יותר כדי שייאספו שוב על הרשתית. במקביל, העדשה מתכווצת חזק יותר.

כאשר אדם מסתכל למרחק, הקרניים נופלות כמעט במקביל לעין, ואין צורך לשבור אותן כל כך. במקרה זה, העדשה חייבת להיות שטוחה יותר כך שהפוקוס יהיה על הרשתית.

הסיבה לקוצר ראייה לפי הלמהולץ היא ששריר הריסי נמתח אך אינו יכול להירגע, והעדשה תמיד במצב דחוס. כך, כאשר אדם מסתכל למרחק, הקרניים נשברות יותר מדי, וההתמקדות מתרחשת מול הרשתית, ולא עליה. זו הסיבה שאדם עם קוצר ראייה מתקשה לראות אובייקטים מרוחקים.

עכשיו בואו נתמודד עם רוחק ראייה. הסיבה להיפראופיה של הלמהולץ היא ששריר הריסי חלש ואינו יכול לדחוס את העדשה כראוי. בדיקת עצמים מרוחקים אינה מצריכה שבירה חזקה של קרניים, אך כאשר בוחנים עצמים קרובים, יש צורך לשבור את הקרניים בצורה חזקה יותר – אך העדשה אינה יכולה לעשות זאת. הפוקוס נמצא מאחורי הרשתית, וההתמקדות פשוט לא מתרחשת. זו הסיבה שאדם עם רוחק ראייה מתקשה לראות מקרוב.

לפי התיאוריה של הלמהולץ, שום כמות של פעילות גופנית לא תעזור להחזיר את הראייה. הדבר היחיד שאתה יכול לעשות הוא להרכיב משקפיים או מגע, או לעבור ניתוח. עבור אופטומטריסטים ויצרני עדשות ומשקפיים, התיאוריה טובה, שכן היא מספקת לעסקים לקוחות שלעולם לא משתפרים ומשלמים כסף. אבל אלינו. אם אנחנו רוצים לשפר את הראייה שלנו ללא משקפיים וניתוחים, תיאוריה אחרת מתאימה יותר, שכבר הוכיחה את הרלוונטיות והכדאיות שלה על ידי העובדה שאלפי אנשים ברחבי העולם שיקמו את ראייתם באמצעותה. ב- תלמדו על התיאוריה של בייטס, שאתגר את המדע הרשמי ונתן לאנשים רבים הזדמנות לשקם את החזון שלהם ללא התערבות רופאים.

ניתן לקבל מידע מפורט יותר בסעיפים "כל הקורסים" ו"כלי עזר", אליהם ניתן לגשת דרך התפריט העליון של האתר. בחלקים אלו מאמרים מקובצים לפי נושאים לבלוקים המכילים את המידע המפורט ביותר (עד כמה שניתן) על נושאים שונים.

אתה יכול גם להירשם לבלוג וללמוד על כל המאמרים החדשים.
זה לא לוקח הרבה זמן. פשוט לחץ על הקישור למטה: