Решение: Объяснение эффекта Пуркинье
Статья к заданиюЦветовое зрение человека
Рассмотрим такие функции зрения, как светоощущение и цветовое восприятие.
Размер зрачка регулирует световой поток, поступающий в глаз.
Сетчатка человеческого глаза состоит из фоторецепторов двух видов: колбочек и палочек. Палочки обладают высокой светочувствительностью и позволяют видеть при плохом освещении, также они отвечают за периферическое зрение. Колбочки, наоборот, требуют для своей работы большего количества света, но именно они позволяют разглядеть мелкие детали (отвечают за центральное зрение) и дают возможность различать цвета.
Колбочки содержат три типа пигментов белкового происхождения. Один тип пигмента чувствителен к длине волны, соответствующей красному участку спектра (555 нм), другой – зелёному (530 нм), третий – синему (426 нм). Видение нами всех красок и оттенков обусловлено сложением соответствующих трёх сигналов в мозге.
Люди с нормальным цветным зрением имеют в колбочках все три пигмента (красный, зелёный и синий) и являются трихроматами (от слова «хромос» – цвет). Если один из пигментов в сетчатке отсутствует, то человек различает только два из трёх основных цветов и является дихроматом.
Дефект красного пигмента в колбочках встречается чаще всего. По статистике, 8% белых мужчин и 0,4% белых женщин имеют красно-зелёный дефект цветного зрения. Люди с дефектом синего пигмента в колбочках встречаются крайне редко, так же как и люди, у которых полностью отсутствует цветное зрение, т.е. те, кто плохо видит все три цвета.
Наследственная, реже приобретённая, особенность зрения человека, выражающаяся в неспособности различать один или несколько цветов, называется дальтонизмом или цветовой слепотой. Эта особенность зрения названа в честь Джона Дальтона, который впервые описал один из видов цветовой слепоты на основании собственных ощущений в 1794 г.
На рисунке показаны кривые спектральной чувствительности глаза человека с нормальным зрением, соответствующие светочувствительности палочек и колбочек сетчатки. Как с помощью графика можно объяснить эффект Пуркинье: красные цвета в сумерках кажутся тёмными, а в ночное время — практически чёрными, в то время как синие объекты воспринимаются более светлыми?
Решение по шагам
4 шагаПри ярком освещении в основном работают колбочки, а при слабом освещении — более светочувствительные палочки.
Согласно графику, чувствительность палочек максимальна для света с длиной волны около 500 нм, то есть в сине-зелёной части спектра, и значительно уменьшается в красной области спектра.
В сумерках и ночью вклад колбочек уменьшается, поэтому цветовое восприятие почти исчезает и основную роль играют палочки.
Синий свет сильнее возбуждает палочки, поэтому синие объекты воспринимаются как более светлые. Красный свет почти не вызывает возбуждения палочек, поэтому красные объекты кажутся тёмными или почти чёрными.
Эффект Пуркинье объясняется тем, что при слабом освещении работают преимущественно палочки. По графику их чувствительность максимальна в сине-зелёной области спектра и очень мала для красного света. Поэтому синие объекты воспринимаются более светлыми, а красные — тёмными или почти чёрными.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указывать, что ночью преимущественно работают колбочки.
Считать, что красный свет имеет максимальную чувствительность для палочек.
Объяснять эффект только цветом объекта, не используя график чувствительности рецепторов.