Wenn Sie sich in dem Raum umsehen, in dem wir uns befinden, können Sie vertraute Objekte finden. Sogar helle Farben auf verschiedenen Objekten scheinen uns etwas gemeinsam zu sein. Tatsächlich ist unser Auge nicht in der Lage, sich ein Bild von der umgebenden Realität zu machen, und das Sehen ist ein viel subtilerer und komplexerer Prozess. Erstens fallen die kleinsten Lichtteilchen (Photonen), die von Objekten reflektiert werden, auf die Netzhaut des Auges.
Und dann senden ungefähr 126 Millionen lichtempfindliche Zellen diese Informationen zur Verarbeitung an das Gehirn. Dort werden Informationen je nach Brechungsrichtung und Energie der Photonen sofort entschlüsselt. Und nur dann ergibt sich ein einziges Bild mit einer Vielzahl von Formen und Schattierungen.
Visuelle Schwelle des menschlichen Sehens
Natürlich hat das Sehen seine Grenzen. Zum Beispiel können unsere Augen keine Radiowellen oder winzige Bakterien sehen. Dies ist nur mit speziellen Geräten möglich. Wie können wir die Grenze bestimmen, ab der das natürliche Sehen ohnmächtig wird? Moderne wissenschaftliche Fortschritte in Biologie und Physik werden zur Beantwortung dieser Frage beitragen. Wissenschaftler glauben, dass jedes sichtbare Objekt eine bestimmte visuelle Schwelle hat. Unter bestimmten Umständen nimmt unser Auge vertraute Objekte nicht mehr wahr.
Werbevideo:
Basierend auf der Fähigkeit, Farben zu unterscheiden
Das einfachste Beispiel für die Erkennung der Grenze des menschlichen Sehens ist die Fähigkeit, Farben zu unterscheiden. Wir unterscheiden ähnliche Farben und Schattierungen in der Farbskala, zum Beispiel Violett und Lila, anhand der Wellenlänge der Photonen, die auf die Netzhaut fallen. Die lichtempfindlichen Zellen im Auge werden in zwei Typen unterteilt: die sogenannten Stäbchen und Zapfen.
Wenn der erste Typ tagsüber für die Wahrnehmung von Farben verantwortlich ist, können wir mit dem zweiten Typ nachts oder bei schwachem Licht hellgraue Farbtöne unterscheiden. Beide Zelltypen enthalten Rezeptoren. Sie absorbieren Energie und senden Signale an das Gehirn. Nun, dann entsteht ein Bild, und wir können Violett leicht von Magenta unterscheiden.
Deutliche Abstufung der Augenzellen
Aber das ist nicht alles. Zapfen wiederum sind ebenfalls in Typen unterteilt, von denen es drei gibt. Jeder Spezies wird eine bestimmte Anzahl von Rezeptoren (Opsinen) "zugeordnet". Sie haben eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber Photonen und können einen bestimmten Bereich von Lichtwellen erfassen. Die Zapfen vom S-Typ reagieren also empfindlich auf den violettblauen Farbraum des Farbspektrums, der als kurzwellig angesehen wird. Der M-Typ ist für die gelbgrüne Farbpalette (Mittelwelle) verantwortlich, und der L-Typ kann zwischen gelben und roten Farben (lange Wellenlängen) unterscheiden. Beide Wellen und ihre Kombinationen ermöglichen es uns, das gesamte Regenbogenspektrum einschließlich bis zu hundert Schattierungen zu unterscheiden.
Enger Wellenlängenbereich
Es gibt viele Photonen in der Natur, aber Augenzellen können Wellenlängen in einem vernachlässigbaren Bereich (380 bis 720 Nanometer) erfassen. Dieser Bereich wird als Spektrum des natürlichen Sehens angesehen. Alle Indikatoren außerhalb dieser Schwelle können vom menschlichen Auge nicht erfasst werden. So liegen beispielsweise unterhalb dieser Schwelle das Funkspektrum und die Infrarotstrahlung sowie oberhalb der Ultraviolett- und Röntgenspektren sowie der Gammastrahlung.
Die Fähigkeit, zwischen ultravioletten Wellen zu unterscheiden
Manchmal können Menschen über das "Zulässige" hinausgehen und die Reflexion von Photonen ultravioletter Strahlung einfangen. Dies wird aufgrund des Fehlens der Augenlinse bei Pathologien oder nach einer Operation möglich. Wenn bei einem gesunden Auge die Linse als Blocker des ultravioletten Bereichs fungiert (versuchen Sie, in die Sonne zu schauen, und Sie werden keinen Erfolg haben), erhalten Menschen mit dem angegebenen Sehfehler die Möglichkeit, den Wahrnehmungsbereich von Lichtwellen auf 300 Nanometer zu erweitern. Es ist merkwürdig, dass ultraviolette Strahlung in diesem Fall in ein blau-weißes Spektrum umgewandelt wird.
Kann das Auge Infrarotphotonen aufnehmen?
In einer der neuesten Studien wurde nachgewiesen, dass wir Infrarotstrahlung auf irgendeine Weise einfangen können. Es ist nur notwendig, einen bestimmten Zustand zu beachten: Damit zwei Infrarotphotonen gleichzeitig auf dieselbe Zelle der Netzhaut treffen. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass in diesem Fall die Energie der Photonen addiert wird und in den sichtbaren Bereich fällt. So wird beispielsweise eine Strahlung von 1000 Nanometern in 500 Nanometer umgewandelt, und eine Person nimmt die Infrarotwelle als eine kühle kühle grüne Farbe wahr.
