Простейшие опыты по оптике с цветом для школьников
Источники видимого излучения: солнце, электрические и люминесцентные лампы, лазеры. Особенности применения видимого спектра излучения в медицине. Строения глаза с точки зрения световосприятия. Типы колбочек, чувствительных к свету с разной длиной волны.
Рубрика | Медицина |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 26.04.2019 |
Размер файла | 363,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
НИУ «Белгородский государственный университет»
Простейшие опыты по оптике с цветом для школьников
Голочалова А.В.
Человеческий глаз - удивительный оптический механизм. Именно с помощью этого механизма мы можем получать до 80 % процентов информации об окружающим нас мире, различать цвета, видеть в сумерках. Все это возможно благодаря видимому излучению [1].
Видимым излучениям называются электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом. Их длина составляет от 380 нм. (фиолетовый свет) до 780 нм. (для красного). Проще говоря это обычный свет. В природе света в полной мере проявляется карпускулярно-волновой дуализм. В одних случаях свет ведет себя как электромагнитная волна, а в других как частица (фотон) [3].
Источниками видимого излучения являются: Солнце, электрические и люминесцентные лампы, лазеры. Так же видимый свет обладает обширными свойствами: делает видимыми окружающие предметы, преломляется, отражается, разлагается в спектр, вызывает фотосинтез и фотоэффект.
Применение видимого спектра излучения в медицине очень велико: геометрическая оптика (очки, лупа, монокль и другое); медицинское оборудование и приборы (ларингоскопы, офтальмоскопы, фиброскопы, рефрактометры, фотоколориметры, диоптриметры); эндоскопия; лазерная терапия [6]. видимый излучение медицина глаз
Проведем простой опыт, который поясняет какой цвет из видимого спектрального излучения легче всего воспринимается глазом человека. Мы попросили троих человек надеть обычные солнцезащитные очки с разными светофильтрами: красным (длина волны 680 нм), зеленым (530 нм.) и синим (450 нм.). Испытуемые в течение 20 минут читали различные тексты, рассматривали удаленные предметы. В итоге опыт показал, что наш глаз воспринимает лучше всего зеленый светофильтр. Испытуемый, который носил очки с зеленым светофильтром не почувствовал никого дискомфорта, так как испытуемые с красным и фиолетовым светофильтрами чувствовали дискомфорт, усталость глаз.
Рассмотрим строения глаза с точки зрения световосприятия.
Рис. 1. Глаз как оптическая система [4]
На рисунке 1 показано строение глаза как оптической системы. Подробно рассмотрим где расположены колбочки и полочки, механизмы, отвечающие за цветовосприятия.
Рис 2. Расположение полочек и колбочек на сетчатке глаза [4]
Человеческий глаз воспринимает видимый свет с помощью комбинации колбочек и палочек. Свет, который попадает в глаз, фокусируется оптической системой на слой светочувствительных клеток сетчатке - палочек и колбочек. Палочки (примерно 125 млн.) располагаются по всей поверхности сетчатки. Они отвечают за черно-белое или сумеречное зрение. Колбочек намного меньше (около 6.5 млн.), они сконцентрированы в центре сетчатки и отвечают за цветное зрение при достаточно хорошем освещении [7].
Существует три типа колбочек, чувствительных к свету с разной длиной волны. Упрощенно можно сказать, что первый тип воспринимает световые волны с длиной от 400 до 500 нм (условно "синюю" составляющую цвета), второй - от 500 до 600 нм (условно "зеленую" составляющую) и третий - от 600 до 700 нм (условно "красную" составляющую). В зависимости от того, световые волны какой длины и интенсивности присутствуют в спектре света, те или иные группы колбочек возбуждаются сильнее или слабее. Рецепторы передают сигналы мозгу, а мозг интерпретирует эти сигналы как видение цвета. Исходя из этой особенности строения человеческого глаза можно сделать вывод, что цвет трехмерен по самой природе цветового ощущения [8].
Человеческий глаз наиболее восприимчив к зеленому свету, наименее- к синему. Наибольшие световое ощущение вызывает монохроматическое желтозеленое излучение с длиной волны 555 нм. Это и объясняет ощущение испытуемых при прохождении опыта [2].
Чем же все же полезны очки с зелеными светофилтрами. Зеленые стекла не затемняют пейзаж и подчеркивают цвета. Особенно они рекомендуются пожилым людям и страдающим глаукомой. Зеленый цвет расслабляет нервную систему, вызывает ощущение комфорта.
Рассмотрим физическое воздействия света. Многочисленные эксперименты психологов и физиологов подтверждают способность цвета влиять на физическое состояние человека. Доктор Подольский описывал зрительное восприятие цвета человеком следующим образом.
Голубой цвет - обладает антисептическим эффектом. На него полезно смотреть при нагноениях и воспалениях. Чувствительному индивиду голубой оттенок помогает лучше, чем зеленый. Но «передозировка» этого цвета вызывает некоторую угнетенность и усталость.
Зеленый цвет - гипнотический и болеутоляющий. Он положительно воздействует на нервную систему, снимает раздражительность, усталость и бессонницу, а также поднимает тонус и понижает давление крови.
Желтый цвет - стимулирует мозг, поэтому помогает при умственной недостаточности.
Оранжевый цвет - оказывает возбуждающее действие и ускоряет пульс, не поднимая при этом кровяное давление. Он улучшает настроение, поднимает жизненный тонус, но со временем может утомить.
Фиолетовый цвет - воздействует на легкие, кровеносные сосуды, сердце и увеличивает выносливость тканей организма.
Красный цвет - оказывает согревающее действие. Он стимулирует деятельность мозга, устраняет меланхолию, но в больших дозах раздражает[5].
Для наглядного примера можно провести некоторые опыты.
Например, как воздействует яркий свет на глаза человека. Что произойдет, когда мы переводим взгляд с очень яркого предмета (источника) на текст. Ответ очевидно прост. Буквы нашего текста будут мигать, прочитать текст будет практически невозможно. Или что ощущает человек, долго находясь в темном помещении. Как правило наше зрение привыкает к темноте, и когда мы выходим на свет, то он будет нас ослеплять.
На основе всех фактов можно сделать вывод, что глаз-это сложная оптическая система со сложнейшим устройством. Информация, которую мы получаем с помощью глаз, бесценна.
Список литературы
1. http://www.forwardprint.ru/useful/the-human-vision.php
2. http://sci-article.ru/stat.php?i=fizicheskaya_priroda_cveta
3. http://fern-flower.ru/articles/osobennosti_vospriyatiya_cheloveka_zrenie
4. https://yandex.ru/images/search
5. http://fb.ru/article/177637/vospriyatie-tsveta-chelovekom-vliyanie-tsvetana-cheloveka
6. http://www.docme.ru/doc/502997/vidimoe-izluchenie
7. О. А. Антонова, Возрастная анатомия и физиология, Изд.: Высшее образование, 2006 г.
8. А.Н. Ремизов, Медицинская и биологическая физика : учеб. для вузов / -6-е изд., стереотип. -М. : Дрофа, 2005.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Лечение бронхиальной астмы инфракрасным излучением. Искусственные источники ультрафиолетового (УФ) излучения в медицине. Озонные и безозонные бактерицидные лампы. Дезинфекция питьевой воды с помощью УФ-излучения. Рентгенодиагностика, устройство аппарата.
реферат [25,4 K], добавлен 27.08.2009Физические основы применения лазерной техники в медицине. Типы лазеров, принципы действия. Механизм взаимодействия лазерного излучения с биотканями. Перспективные лазерные методы в медицине и биологии. Серийно выпускаемая медицинская лазерная аппаратура.
реферат [8,0 M], добавлен 30.08.2009Основные направления и цели медико-биологического использования лазеров. Меры защиты от лазерного излучения. Проникновение лазерного излучения в биологические ткани, их патогенетические механизмы взаимодействия. Механизм лазерной биостимуляции.
реферат [693,2 K], добавлен 24.01.2011Общее понятие о квантовой электронике. История развития и принцип устройства лазера, свойства лазерного излучения. Низкоинтенсивные и высокоинтенсивные лазеры: свойства, действие на биологические ткани. Применение лазерных технологий в медицине.
реферат [37,7 K], добавлен 28.05.2015Применение ионизирующего излучения в медицине. Технология лечебных процедур. Установки для дистанционной лучевой терапии. Применение изотопов в медицине. Средства защиты от ионизирующего излучения. Процесс получения и использования радионуклидов.
презентация [1016,4 K], добавлен 21.02.2016Лaзеры и их применение в медицине. Ocнoвные нaпрaвления, цели и задачи медикo-биoлoгичеcкoгo иcпoльзoвaния лaзерoв. Пaтoгенетичеcкие мехaнизмы взaимoдейcтвия лaзернoгo излучения c биoлoгичеcкими ткaнями. Основные меры зaщиты oт лaзернoгo излучения.
реферат [106,7 K], добавлен 25.05.2014Ознакомление с историей открытия и свойствами лазеров; примеры использования в медицине. Рассмотрение строения глаза и его функций. Заболевания органов зрения и методы их диагностики. Изучение современных методов коррекции зрения с помощью лазеров.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 18.07.2014Изменение кровенаполнения сосудистой оболочки, функционального состояния сетчатки и цветовой чувствительности при действии лазерного излучения различных длин волн и режимов. Схема лазерного воздействия на глаза. Обработка результатов аномалоскопии.
курсовая работа [740,9 K], добавлен 31.10.2013Понятие люминесценции, ее физическая природа и причины возникновения. Правило Стокса. Типы люминесценции (фотолюминесенция, хемилюминесенция) и ее выход. Основные законы теплового излучения. Люминесцентный, качественный и количественный анализы веществ.
презентация [1,3 M], добавлен 05.05.2016Принцип строения зрительного анализатора. Центры головного мозга, анализирующие восприятие. Молекулярные механизмы зрения. Са и зрительный каскад. Некоторые нарушения зрения. Близорукость. Дальнозоркость. Астигматизм. Косоглазие. Дальтонизм.
реферат [18,6 K], добавлен 17.05.2004