Свет и глаз
Немецкому физику и физиологу Гельмгольцу принадлежит фраза: «Если бы оптик принес мне столь несовершенный инструмент, как человеческий глаз, я бы тотчас выбросил его за дверь. С такой суровой оценкой можно было бы согласиться лишь в том случае, если судить о глазе только как об оптическом приборе. Совсем иное будет суждение, если мы будем рассматривать всю совокупность зрительного органа и будем оценивать глаз как один из основных анализаторов (в свете учения И. П. Павлова), воспринимающих действия раздражителей внешнего мира на нашу нервную систему.
Сколько волнующих слов сказали поэты о глазах, черных, голубых . Сколько художников пытались передать их очарование. Но разве не связан с глазом весь раздел «Геометрическая оптика». Основное понятие геометрической оптики - луч. Пронизывающие чащу леса
или вырывающиеся из-за туч потоки света действительно создают представление о лучах. В темном зрительном зале кинотеатра из окошечка кинобудки вырывается сноп света, воспринимаемый нами как расходящийся конус лучей. Но, конечно, это не собрание лучей, это пучки света, а луч - это идеализированное понятие, геометрическая линия. Пучок света - это физика, луч - геометрия. Геометрическое понятие прямой линии тесно связано с понятием луча, a значит, со свойством нашего глаза. Когда плотник проверяет прямолинейность кромки оструганной доски, он смотрит вдоль нее по лучу зрения. Образование теней и солнечных пятен связано с прямолинейным распространением световых пучков.
Солнечные пятна представляют собой изображения Солнца, получившиеся при прохождении пучка света через малые отверстия. Камера-обскура — исстари известный оптический прибор. Для получения четких изображений необходимо только подобрать размер отверстия. Уменьшение его ведет к получению более отчетливых изображений, так как узкие пучки света от отдельных точек предмета не накладываются друг на друга. При чрезмерном уменьшении отверстия изображение снова становится туманным. Здесь кончается геометрическая оптика и проявляется волновая природа света. Речь идет о дифракции.
Человеческий глаз тоже представляет собой устройство, по принципу действия схожее с фотоаппаратом. Через зрачок-отверстие в радужной (окрашенной) оболочке глаза, которое, подобно диафрагме фотоаппарата, может сужаться
или
расширяться, в зависимости от яркости освещения, лучи света проходят через хрусталик и дают изображение на сетчатой оболочке глаза.
Как изменится изображение на фотографической пластинке или на экране при показе диапозитивов при помощи проекционного фонаря, если закрыть половину объектива?
Диафрагма позволяет получить более резкое изображение, способствует увеличению резкости изображения на сетчатке, а следовательно, и более отчетливому видению и сужению зрачка нашего глаза. Вот интересное подтверждение этому: не прибегая к лупе, можно разобрать мелкую печать, если страница ярко освещена солнцем. Яркое освещение заставляет зрачок суживаться, и изображение становится более резким. Люди, читающие обычно в очках (дальнозоркие), могут в случае необходимости прочитать написанное без очков. Оставив маленькую дырочку между сжатыми пальцами, надо смотреть одним глазом на страницу, зажмурив при этом другой. Тогда из туманных строчек страницы выступит отчетливо видимая часть строки.