मनुष्य की आंख कितनी दूर तक देख सकती है? दृश्य तीक्ष्णता

सैद्धांतिक रूप से प्रकाश का एक स्थान किसी सुदूर बिंदु स्रोत सेजब रेटिना पर ध्यान केंद्रित करना अतिसूक्ष्म होना चाहिए। हालाँकि, चूँकि आँख की ऑप्टिकल प्रणाली अपूर्ण है, इसलिए रेटिना पर ऐसे धब्बे का, सामान्य आँख की ऑप्टिकल प्रणाली के अधिकतम रिज़ॉल्यूशन पर भी, आमतौर पर लगभग 11 माइक्रोन का कुल व्यास होता है। धब्बे के केंद्र में चमक सबसे अधिक होती है और इसके किनारों की ओर चमक धीरे-धीरे कम होती जाती है।

फ़ोवा में औसत शंकु व्यासरेटिना (रेटिना का मध्य भाग जहां दृश्य तीक्ष्णता सबसे अधिक है) लगभग 1.5 माइक्रोन है, जो प्रकाश के स्थान के व्यास का 1/7 है। हालाँकि, चूँकि प्रकाश के स्थान में एक चमकीला केंद्रीय बिंदु और छायांकित किनारे होते हैं, एक व्यक्ति आमतौर पर रेटिना पर उनके केंद्रों के बीच की दूरी पर स्थित दो अलग-अलग बिंदुओं के बीच लगभग 2 µm की दूरी पर अंतर कर सकता है, जो कि शंकु की चौड़ाई से थोड़ा अधिक है। फव्वारा.

सामान्य दृश्य तीक्ष्णतामानव आंख को बिंदु प्रकाश स्रोतों के बीच अंतर करने में लगभग 25 आर्क सेकंड का समय लगता है। इसलिए, जब दो अलग-अलग बिंदुओं से प्रकाश किरणें उनके बीच 25 सेकंड के कोण पर आंख तक पहुंचती हैं, तो उन्हें आमतौर पर एक के बजाय दो बिंदुओं के रूप में पहचाना जाता है। इसका मतलब यह है कि सामान्य दृश्य तीक्ष्णता वाला एक व्यक्ति, 10 मीटर की दूरी से प्रकाश के दो उज्ज्वल बिंदु स्रोतों को देखकर, इन स्रोतों को अलग-अलग वस्तुओं के रूप में तभी अलग कर सकता है, जब वे एक दूसरे से 1.5-2 मिमी की दूरी पर हों।

एक छेद व्यास के साथदृश्य क्षेत्र के 2° से कम 500 माइक्रोन अधिकतम दृश्य तीक्ष्णता वाले रेटिना के क्षेत्र में आते हैं। फोविया के क्षेत्र के बाहर, दृश्य तीक्ष्णता धीरे-धीरे कमजोर हो जाती है, परिधि तक पहुंचने पर 10 गुना से अधिक कम हो जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि रेटिना के परिधीय भागों में, जैसे-जैसे कोई फोविया से दूर जाता है, ऑप्टिक तंत्रिका के प्रत्येक फाइबर के साथ छड़ और शंकु की बढ़ती संख्या जुड़ी होती है।

दृश्य तीक्ष्णता निर्धारित करने की नैदानिक ​​विधि. एक नेत्र परीक्षण कार्ड में आम तौर पर परीक्षण किए जा रहे व्यक्ति से लगभग 6 मीटर (20 फीट) की दूरी पर विभिन्न आकार के अक्षर होते हैं। यदि इस दूरी से कोई व्यक्ति उन अक्षरों को अच्छी तरह देखता है जो उसे सामान्य रूप से देखना चाहिए, तो वे कहते हैं कि उसकी दृश्य तीक्ष्णता 1.0 (20/20) है, अर्थात। दृष्टि सामान्य है. यदि इस दूरी से कोई व्यक्ति केवल उन्हीं अक्षरों को देखता है जो सामान्यतः 60 मीटर (200 फीट) से दिखाई देने चाहिए, तो कहा जाता है कि उस व्यक्ति की दृष्टि 0.1 (20/200) है। दूसरे शब्दों में, दृश्य तीक्ष्णता का आकलन करने की नैदानिक ​​पद्धति एक गणितीय अंश का उपयोग करती है जो दो दूरियों के अनुपात, या किसी व्यक्ति की दृश्य तीक्ष्णता और सामान्य दृश्य तीक्ष्णता के अनुपात को दर्शाती है।

तीन मुख्य तरीके हैं, जिसके साथ एक व्यक्ति आमतौर पर किसी वस्तु से दूरी निर्धारित करता है: (1) रेटिना पर ज्ञात वस्तुओं की छवियों का आकार; (2) लंबन गति की घटना; (3) स्टीरियोप्सिस की घटना। दूरी निर्धारित करने की क्षमता को गहराई बोध कहा जाता है।

आकार द्वारा दूरी का निर्धारणरेटिना पर ज्ञात वस्तुओं की छवियाँ। यदि आप जानते हैं कि जिस व्यक्ति को आप देख रहे हैं उसकी ऊंचाई 180 सेमी है, तो आप रेटिना पर उसकी छवि के आकार से यह निर्धारित कर सकते हैं कि वह व्यक्ति आपसे कितनी दूर है। इसका मतलब यह नहीं है कि हम में से प्रत्येक व्यक्ति सचेत रूप से रेटिना पर आकार के बारे में सोचता है, बल्कि डेटा ज्ञात होने पर मस्तिष्क को छवियों के आयामों से वस्तुओं की दूरी की स्वचालित रूप से गणना करने के लिए प्रशिक्षित किया जाता है।

लंबन गति द्वारा दूरी का निर्धारण. आंख से वस्तु की दूरी निर्धारित करने का एक अन्य महत्वपूर्ण तरीका लंबन गति में परिवर्तन की डिग्री है। यदि कोई व्यक्ति पूरी तरह से स्थिर दूरी पर देखता है, तो कोई लंबन नहीं है। हालाँकि, जब सिर को एक तरफ या दूसरी तरफ स्थानांतरित किया जाता है, तो पास की वस्तुओं की छवियां तेजी से रेटिना में घूमती हैं, जबकि दूर की वस्तुओं की छवियां लगभग गतिहीन रहती हैं। उदाहरण के लिए, जब सिर को 2.54 सेमी दूर विस्थापित किया जाता है, तो आंखों से इस दूरी पर स्थित किसी वस्तु की छवि लगभग पूरे रेटिना में घूमती है, जबकि आंखों से 60 मीटर दूर किसी वस्तु की छवि नहीं बदलती है। इस प्रकार, बदलते लंबन के तंत्र का उपयोग करते समय, सापेक्ष दूरियां निर्धारित करना संभव है विभिन्न वस्तुएंएक आंख से भी.

स्टीरियोप्सिस का उपयोग करके दूरी का निर्धारण. द्विनेत्री दृष्टि। लंबन की अनुभूति का एक अन्य कारण दूरबीन दृष्टि है। चूंकि आंखें एक-दूसरे के सापेक्ष 5 सेमी से थोड़ी अधिक स्थानांतरित होती हैं, इसलिए आंखों की रेटिना पर छवियां एक-दूसरे से भिन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, नाक के सामने 2.54 सेमी की दूरी पर स्थित कोई वस्तु बाईं आंख के रेटिना के बाईं ओर और दाहिनी आंख के रेटिना के दाईं ओर एक छवि बनाती है, जबकि एक छोटी वस्तु की छवि नाक के सामने स्थित और उससे 6 मीटर की दूरी पर दोनों रेटिना के केंद्रों में निकट निकटता में संबंधित बिंदु बनते हैं। इस तथ्य के कारण कि वस्तुएं आंखों के सामने अलग-अलग दूरी पर हैं, एक लाल धब्बे और एक पीले वर्ग की छवियां दो रेटिना के विपरीत हिस्सों में प्रक्षेपित होती हैं।

इस प्रकार लंबनहमेशा दो आँखों से होता है. यह दूरबीन लंबन (या स्टीरियोप्सिस) है जो केवल एक आंख वाले व्यक्ति की तुलना में दो आंखों वाले व्यक्ति के लिए निकट दूरी की वस्तुओं की दूरी का अनुमान लगाने की बहुत अधिक क्षमता के लिए लगभग पूरी तरह से जिम्मेदार है। हालाँकि, 15-60 मीटर से अधिक दूरी पर गहराई की धारणा के लिए स्टीरियोप्सिस वस्तुतः बेकार है।

आपके दृष्टि क्षेत्र में पृथ्वी की सतह लगभग 5 किमी की दूरी पर वक्र होने लगती है। लेकिन मानवीय दृष्टि की तीक्ष्णता आपको क्षितिज से परे बहुत कुछ देखने की अनुमति देती है। यदि वक्रता न होती तो आप मोमबत्ती की लौ को अपने से 50 किमी दूर से देख पाते।

दृष्टि की सीमा दूर स्थित वस्तु द्वारा उत्सर्जित फोटॉनों की संख्या पर निर्भर करती है। इस आकाशगंगा में 1,000,000,000,000 तारे सामूहिक रूप से प्रत्येक वर्ग मील तक पहुंचने के लिए कई हजार फोटॉनों के लिए पर्याप्त प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। पृथ्वी देखें. यह इंसान की आंख की रेटिना को उत्तेजित करने के लिए काफी है।

चूँकि पृथ्वी पर रहते हुए मानव दृष्टि की तीक्ष्णता की जाँच करना असंभव है, वैज्ञानिकों ने गणितीय गणनाओं का सहारा लिया। उन्होंने पाया कि टिमटिमाती रोशनी को देखने के लिए रेटिना से टकराने में 5 से 14 फोटॉन लगते हैं। 50 किमी की दूरी पर एक मोमबत्ती की लौ, प्रकाश के प्रकीर्णन को ध्यान में रखते हुए, यह मात्रा देती है, और मस्तिष्क एक कमजोर चमक को पहचानता है।

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दृष्टि वह चैनल है जिसके माध्यम से एक व्यक्ति अपने आस-पास की दुनिया के बारे में लगभग 70% डेटा प्राप्त करता है। और यह केवल इस कारण से संभव है कि यह मानव दृष्टि है जो हमारे ग्रह पर सबसे जटिल और अद्भुत दृश्य प्रणालियों में से एक है। यदि कोई दृष्टि न होती तो हम संभवतः अँधेरे में ही रहते।

मानव आंख की संरचना एकदम सही होती है और यह न केवल रंग में, बल्कि तीन आयामों में और उच्चतम तीक्ष्णता के साथ दृष्टि प्रदान करती है। इसमें विभिन्न दूरी पर फोकस को तुरंत बदलने, आने वाली रोशनी की मात्रा को नियंत्रित करने, बड़ी संख्या में रंगों और यहां तक ​​कि अधिक रंगों के बीच अंतर करने, गोलाकार और रंगीन विपथन को ठीक करने आदि की क्षमता है। आंख के मस्तिष्क से जुड़े रेटिना के छह स्तर होते हैं, जिसमें मस्तिष्क तक सूचना भेजे जाने से पहले ही डेटा संपीड़न चरण से गुजरता है।

लेकिन हमारी दृष्टि कैसे व्यवस्थित होती है? वस्तुओं से परावर्तित रंग को बढ़ाकर, हम उसे एक छवि में कैसे बदल सकते हैं? यदि हम इसके बारे में गंभीरता से सोचते हैं, तो हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि मानव दृश्य प्रणाली का उपकरण प्रकृति द्वारा सबसे छोटे विवरण के लिए "सोचा" गया है जिसने इसे बनाया है। यदि आप यह विश्वास करना पसंद करते हैं कि मनुष्य के निर्माण के लिए निर्माता या कोई उच्च शक्ति जिम्मेदार है, तो आप इस योग्यता का श्रेय उन्हें दे सकते हैं। लेकिन आइए समझें नहीं, बल्कि दृष्टि के उपकरण के बारे में बातचीत जारी रखें।

विवरण की विशाल मात्रा

आँख की संरचना और उसके शरीर विज्ञान को निस्संदेह वास्तव में आदर्श कहा जा सकता है। स्वयं सोचें: दोनों आंखें खोपड़ी की हड्डी की सॉकेट में हैं, जो उन्हें सभी प्रकार की क्षति से बचाती हैं, लेकिन वे उनसे केवल इसलिए बाहर निकलती हैं ताकि यथासंभव व्यापक क्षैतिज दृश्य प्रदान किया जा सके।

वह दूरी जिस पर आंखें एक दूसरे से अलग होती हैं, स्थानिक गहराई प्रदान करती है। और नेत्रगोलक स्वयं, जैसा कि निश्चित रूप से जाना जाता है, एक गोलाकार आकार होता है, जिसके कारण वे चार दिशाओं में घूमने में सक्षम होते हैं: बाएँ, दाएँ, ऊपर और नीचे। लेकिन हममें से प्रत्येक यह सब हल्के में लेता है - बहुत कम लोग सोचते हैं कि अगर हमारी आंखें चौकोर या त्रिकोणीय होतीं तो क्या होता या उनकी गति अव्यवस्थित होती - इससे दृष्टि सीमित, अव्यवस्थित और अप्रभावी हो जाती।

तो, आँख की संरचना बेहद जटिल है, लेकिन यही वह चीज़ है जो इसके विभिन्न घटकों में से लगभग चार दर्जन को काम करना संभव बनाती है। और यदि इनमें से एक भी तत्व न हो, तो भी देखने की प्रक्रिया उस तरह से नहीं चल पाएगी, जिस तरह से चलनी चाहिए।

यह देखने के लिए कि आंख कितनी जटिल है, हमारा सुझाव है कि आप अपना ध्यान नीचे दिए गए चित्र पर लगाएं।

आइए इस बारे में बात करें कि दृश्य धारणा की प्रक्रिया को व्यवहार में कैसे लागू किया जाता है, दृश्य प्रणाली के कौन से तत्व इसमें शामिल हैं, और उनमें से प्रत्येक किसके लिए जिम्मेदार है।

प्रकाश का मार्ग

जैसे ही प्रकाश आंख के पास आता है, प्रकाश किरणें कॉर्निया (जिसे कॉर्निया भी कहा जाता है) से टकराती हैं। कॉर्निया की पारदर्शिता प्रकाश को इसके माध्यम से आंख की आंतरिक सतह तक जाने की अनुमति देती है। वैसे, पारदर्शिता, कॉर्निया की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है, और यह इस तथ्य के कारण पारदर्शी रहती है कि इसमें मौजूद एक विशेष प्रोटीन विकास को रोकता है रक्त वाहिकाएं- एक प्रक्रिया जो मानव शरीर के लगभग हर ऊतक में होती है। इस घटना में कि कॉर्निया पारदर्शी नहीं था, दृश्य प्रणाली के अन्य घटकों से कोई फर्क नहीं पड़ता।

अन्य बातों के अलावा, कॉर्निया कूड़े, धूल आदि को रोकता है रासायनिक तत्व. और कॉर्निया की वक्रता इसे प्रकाश को अपवर्तित करने और लेंस को रेटिना पर प्रकाश किरणों को केंद्रित करने में मदद करती है।

प्रकाश कॉर्निया से गुजरने के बाद, यह परितारिका के बीच में स्थित एक छोटे छेद से होकर गुजरता है। आईरिस एक गोल डायाफ्राम है जो कॉर्निया के ठीक पीछे लेंस के सामने स्थित होता है। आईरिस भी वह तत्व है जो आंखों को रंग देता है, और रंग आईरिस में प्रमुख रंगद्रव्य पर निर्भर करता है। परितारिका में केंद्रीय छिद्र हम में से प्रत्येक से परिचित पुतली है। आंख में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करने के लिए इस छेद का आकार बदला जा सकता है।

पुतली का आकार परितारिका के साथ सीधे बदल जाएगा, और यह इसकी अनूठी संरचना के कारण है, क्योंकि इसमें दो अलग-अलग प्रकार के मांसपेशी ऊतक होते हैं (यहाँ भी मांसपेशियाँ हैं!)। पहली मांसपेशी वृत्ताकार संकुचित होती है - यह परितारिका में वृत्ताकार रूप में स्थित होती है। जब प्रकाश उज्ज्वल होता है, तो यह सिकुड़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप पुतली सिकुड़ जाती है, जैसे कि मांसपेशियों द्वारा अंदर की ओर खींची जा रही हो। दूसरी मांसपेशी का विस्तार हो रहा है - यह रेडियल रूप से स्थित है, अर्थात। परितारिका की त्रिज्या के साथ, जिसकी तुलना पहिये में लगी तीलियों से की जा सकती है। अंधेरे प्रकाश में, यह दूसरी मांसपेशी सिकुड़ती है, और परितारिका पुतली को खोलती है।

बहुत से लोग अभी भी कुछ कठिनाइयों का अनुभव करते हैं जब वे यह समझाने की कोशिश करते हैं कि मानव दृश्य प्रणाली के उपर्युक्त तत्व कैसे बनते हैं, क्योंकि किसी अन्य मध्यवर्ती रूप में, अर्थात्। किसी भी विकासवादी चरण में, वे बस काम नहीं कर सकते थे, लेकिन एक व्यक्ति अपने अस्तित्व की शुरुआत से ही देखता है। रहस्य…

ध्यान केंद्रित

उपरोक्त चरणों को दरकिनार करते हुए, प्रकाश परितारिका के पीछे लेंस से होकर गुजरना शुरू कर देता है। लेंस एक ऑप्टिकल तत्व है जिसका आकार उत्तल आयताकार गेंद जैसा होता है। लेंस बिल्कुल चिकना और पारदर्शी है, इसमें कोई रक्त वाहिकाएं नहीं हैं और यह एक इलास्टिक बैग में स्थित है।

लेंस से गुजरते हुए, प्रकाश अपवर्तित होता है, जिसके बाद यह रेटिना फोसा पर केंद्रित होता है - सबसे संवेदनशील स्थान जिसमें अधिकतम संख्या में फोटोरिसेप्टर होते हैं।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि अद्वितीय संरचना और संरचना कॉर्निया और लेंस को उच्च अपवर्तक शक्ति प्रदान करती है, जो कम फोकल लंबाई की गारंटी देती है। और यह कितना आश्चर्यजनक है कि इतनी जटिल प्रणाली सिर्फ एक नेत्रगोलक में फिट होती है (ज़रा सोचिए कि कोई व्यक्ति कैसा दिख सकता है, उदाहरण के लिए, वस्तुओं से आने वाली प्रकाश किरणों पर ध्यान केंद्रित करने के लिए एक मीटर की आवश्यकता होगी!)।

यह तथ्य भी कम दिलचस्प नहीं है कि इन दोनों तत्वों (कॉर्निया और लेंस) की संयुक्त अपवर्तक शक्ति नेत्रगोलक के साथ उत्कृष्ट अनुपात में है, और इसे सुरक्षित रूप से एक और प्रमाण कहा जा सकता है कि दृश्य तंत्रबस नायाब बनाया गया, क्योंकि ध्यान केंद्रित करने की प्रक्रिया इतनी जटिल है कि इसे केवल चरणबद्ध उत्परिवर्तन - विकासवादी चरणों के माध्यम से घटित होना कहा जा सकता है।

अगर हम आंख के करीब स्थित वस्तुओं के बारे में बात कर रहे हैं (एक नियम के रूप में, 6 मीटर से कम की दूरी को करीब माना जाता है), तो यहां यह और भी अधिक उत्सुक है, क्योंकि इस स्थिति में प्रकाश किरणों का अपवर्तन और भी मजबूत होता है। यह लेंस की वक्रता में वृद्धि द्वारा प्रदान किया जाता है। लेंस सिलिअरी बैंड के माध्यम से सिलिअरी मांसपेशी से जुड़ा होता है, जो सिकुड़कर लेंस को अधिक उत्तल आकार लेने की अनुमति देता है, जिससे इसकी अपवर्तक शक्ति बढ़ जाती है।

और यहां फिर से लेंस की सबसे जटिल संरचना का उल्लेख करना असंभव नहीं है: इसमें कई धागे होते हैं, जिसमें एक दूसरे से जुड़ी कोशिकाएं होती हैं, और पतली धारियां इसे सिलिअरी बॉडी से जोड़ती हैं। ध्यान मस्तिष्क के नियंत्रण में बहुत तेजी से और पूर्ण "स्वचालित" तरीके से किया जाता है - किसी व्यक्ति के लिए ऐसी प्रक्रिया को सचेत रूप से करना असंभव है।

"फ़िल्म" का अर्थ

फोकस करने से छवि रेटिना पर केंद्रित होती है, जो एक बहुस्तरीय, प्रकाश-संवेदनशील ऊतक है जो नेत्रगोलक के पिछले हिस्से को कवर करता है। रेटिना में लगभग 137,000,000 फोटोरिसेप्टर होते हैं (तुलना के लिए, आधुनिक डिजिटल कैमरों का हवाला दिया जा सकता है, जिसमें 10,000,000 से अधिक ऐसे संवेदी तत्व नहीं हैं)। फोटोरिसेप्टर की इतनी बड़ी संख्या इस तथ्य के कारण है कि वे बेहद सघनता से स्थित हैं - लगभग 400,000 प्रति 1 मिमी²।

यहां माइक्रोबायोलॉजिस्ट एलन एल. गिलन के शब्दों को उद्धृत करना अतिश्योक्तिपूर्ण नहीं होगा, जो अपनी पुस्तक "बॉडी बाय डिजाइन" में रेटिना को इंजीनियरिंग डिजाइन की उत्कृष्ट कृति बताते हैं। उनका मानना ​​है कि रेटिना आंख का सबसे अद्भुत तत्व है, जिसकी तुलना फोटोग्राफिक फिल्म से की जा सकती है। नेत्रगोलक के पीछे स्थित प्रकाश-संवेदनशील रेटिना, सिलोफ़न की तुलना में बहुत पतला है (इसकी मोटाई 0.2 मिमी से अधिक नहीं है) और किसी भी मानव निर्मित फोटोग्राफिक फिल्म की तुलना में बहुत अधिक संवेदनशील है। इस अनूठी परत की कोशिकाएं 10 अरब फोटॉनों को संसाधित करने में सक्षम हैं, जबकि सबसे संवेदनशील कैमरा उनमें से केवल कुछ हजार को ही संसाधित कर सकता है। लेकिन इससे भी अधिक आश्चर्य की बात यह है कि मानव आँख अंधेरे में भी कुछ फोटॉनों को पकड़ सकती है।

कुल मिलाकर, रेटिना में फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं की 10 परतें होती हैं, जिनमें से 6 परतें प्रकाश-संवेदनशील कोशिकाओं की परतें होती हैं। 2 प्रकार के फोटोरिसेप्टर का एक विशेष आकार होता है, इसीलिए उन्हें शंकु और छड़ कहा जाता है। छड़ें प्रकाश के प्रति बेहद संवेदनशील होती हैं और आंखों को काले और सफेद रंग की अनुभूति और रात्रि दृष्टि प्रदान करती हैं। बदले में, शंकु प्रकाश के प्रति उतने संवेदनशील नहीं होते हैं, लेकिन रंगों को अलग करने में सक्षम होते हैं - शंकु की इष्टतम कार्यप्रणाली नोट की जाती है दिनदिन.

फोटोरिसेप्टर्स के काम के लिए धन्यवाद, प्रकाश किरणें विद्युत आवेगों के परिसरों में परिवर्तित हो जाती हैं और अविश्वसनीय रूप से उच्च गति से मस्तिष्क में भेजी जाती हैं, और ये आवेग स्वयं एक सेकंड के एक अंश में दस लाख से अधिक तंत्रिका तंतुओं पर काबू पा लेते हैं।

रेटिना में फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं का संचार बहुत जटिल है। शंकु और छड़ें सीधे मस्तिष्क से नहीं जुड़े होते हैं। एक संकेत प्राप्त करने के बाद, वे इसे द्विध्रुवी कोशिकाओं पर पुनर्निर्देशित करते हैं, और वे पहले से ही स्वयं द्वारा संसाधित संकेतों को नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं पर पुनर्निर्देशित करते हैं, एक लाख से अधिक अक्षतंतु (न्यूराइट्स जिसके माध्यम से तंत्रिका आवेग प्रसारित होते हैं) जो एक एकल ऑप्टिक तंत्रिका बनाते हैं, जिसके माध्यम से डेटा मस्तिष्क में प्रवेश करता है.

मस्तिष्क में दृश्य डेटा भेजे जाने से पहले इंटिरियरनों की दो परतें, आंख की रेटिना में स्थित धारणा के छह स्तरों द्वारा इस जानकारी के समानांतर प्रसंस्करण में योगदान करती हैं। छवियों को यथाशीघ्र पहचानने के लिए यह आवश्यक है।

मस्तिष्क धारणा

संसाधित दृश्य जानकारी मस्तिष्क में प्रवेश करने के बाद, वह इसे सॉर्ट करना, संसाधित करना और विश्लेषण करना शुरू कर देता है, और व्यक्तिगत डेटा से एक पूरी छवि भी बनाता है। बेशक, मानव मस्तिष्क की कार्यप्रणाली के बारे में अभी भी बहुत कुछ अज्ञात है, लेकिन वैज्ञानिक दुनिया आज जो कुछ भी प्रदान कर सकती है वह आश्चर्यचकित करने के लिए पर्याप्त है।

दो आँखों की मदद से, एक व्यक्ति को घेरने वाली दुनिया की दो "तस्वीरें" बनती हैं - प्रत्येक रेटिना के लिए एक। दोनों "चित्र" मस्तिष्क में प्रसारित होते हैं, और वास्तव में व्यक्ति एक ही समय में दो छवियां देखता है। आख़िर कैसे?

और यहाँ बात यह है: एक आंख का रेटिनल बिंदु बिल्कुल दूसरे के रेटिनल बिंदु से मेल खाता है, और इसका मतलब है कि दोनों छवियां, मस्तिष्क में जाकर, एक-दूसरे पर आरोपित की जा सकती हैं और एक साथ मिलकर एक एकल छवि बना सकती हैं। प्रत्येक आंख के फोटोरिसेप्टर द्वारा प्राप्त जानकारी मस्तिष्क के दृश्य प्रांतस्था में एकत्रित होती है, जहां एक छवि दिखाई देती है।

इस तथ्य के कारण कि दोनों आंखों का प्रक्षेपण अलग-अलग हो सकता है, कुछ विसंगतियां देखी जा सकती हैं, लेकिन मस्तिष्क छवियों की तुलना करता है और उन्हें इस तरह से जोड़ता है कि व्यक्ति को कोई विसंगति महसूस नहीं होती है। इतना ही नहीं, इन विसंगतियों का उपयोग स्थानिक गहराई का एहसास हासिल करने के लिए किया जा सकता है।

जैसा कि आप जानते हैं, प्रकाश के अपवर्तन के कारण मस्तिष्क में प्रवेश करने वाली दृश्य छवियां शुरू में बहुत छोटी और उलटी होती हैं, लेकिन "आउटपुट पर" हमें वह छवि मिलती है जिसे हम देखने के आदी हैं।

इसके अलावा, रेटिना में, छवि को मस्तिष्क द्वारा दो लंबवत भागों में विभाजित किया जाता है - एक रेखा के माध्यम से जो रेटिना फोसा से गुजरती है। दोनों आँखों से ली गई छवियों के बाएँ भाग को पुनर्निर्देशित किया जाता है और दाएँ भाग को बाईं ओर पुनर्निर्देशित किया जाता है। इस प्रकार, देखने वाले व्यक्ति के प्रत्येक गोलार्ध को वह जो देखता है उसके केवल एक हिस्से से डेटा प्राप्त होता है। और फिर - "आउटपुट पर" हमें कनेक्शन के किसी भी निशान के बिना एक ठोस छवि मिलती है।

छवि पृथक्करण और अत्यंत जटिल ऑप्टिकल पथ इसे ऐसा बनाते हैं कि मस्तिष्क प्रत्येक आंख का उपयोग करके अपने प्रत्येक गोलार्ध में अलग-अलग देखता है। यह आपको आने वाली जानकारी के प्रवाह के प्रसंस्करण को तेज करने की अनुमति देता है, और एक आंख से दृष्टि भी प्रदान करता है, अगर अचानक किसी कारण से कोई व्यक्ति दूसरी आंख से देखना बंद कर देता है।

यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि मस्तिष्क, दृश्य जानकारी को संसाधित करने की प्रक्रिया में, "अंधे" धब्बे, आंखों की सूक्ष्म गतिविधियों, पलकें झपकाने, देखने के कोण आदि के कारण होने वाली विकृतियों को हटा देता है, जिससे उसके मालिक को उसकी पर्याप्त समग्र छवि मिलती है। देखा।

दृश्य प्रणाली का एक अन्य महत्वपूर्ण तत्व है। इस मुद्दे के महत्व को कम करना असंभव है, क्योंकि। दृष्टि का ठीक से उपयोग करने में सक्षम होने के लिए, हमें अपनी आँखों को मोड़ने, ऊपर उठाने, नीचे करने, संक्षेप में, अपनी आँखों को हिलाने में सक्षम होना चाहिए।

कुल मिलाकर, 6 बाहरी मांसपेशियों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है जो नेत्रगोलक की बाहरी सतह से जुड़ती हैं। इन मांसपेशियों में 4 सीधी (निचली, ऊपरी, पार्श्व और मध्य) और 2 तिरछी (निचली और ऊपरी) शामिल हैं।

जिस समय कोई भी मांसपेशी सिकुड़ती है, उसके विपरीत मांसपेशी शिथिल हो जाती है - इससे आंखों की सुचारू गति सुनिश्चित होती है (अन्यथा आंखों की सभी गतिविधियां झटकेदार होंगी)।

दो आंखें घुमाने पर सभी 12 मांसपेशियों की गति अपने आप बदल जाती है (प्रत्येक आंख के लिए 6 मांसपेशियां)। और यह उल्लेखनीय है कि यह प्रक्रिया निरंतर और बहुत अच्छी तरह से समन्वित है।

प्रसिद्ध नेत्र रोग विशेषज्ञ पीटर जेनी के अनुसार, अंगों और ऊतकों का केंद्रीय से संबंध का नियंत्रण और समन्वय तंत्रिका तंत्रआंख की सभी 12 मांसपेशियों की नसों (इसे इन्नेर्वेशन कहा जाता है) के माध्यम से मस्तिष्क में होने वाली बहुत ही जटिल प्रक्रियाओं में से एक है। यदि हम इसमें टकटकी के पुनर्निर्देशन की सटीकता, आंदोलनों की सहजता और समरूपता, वह गति जिसके साथ आंख घूम सकती है (और यह प्रति सेकंड 700 ° तक हो सकती है) जोड़ दें, और यह सब जोड़ दें, तो हमें एक मोबाइल आंख मिलती है यह वास्तव में प्रदर्शन के मामले में अभूतपूर्व है। प्रणाली। और यह तथ्य कि एक व्यक्ति की दो आंखें हैं, इसे और भी जटिल बना देता है - समकालिक नेत्र गति के साथ, समान मांसपेशीय संरक्षण की आवश्यकता होती है।

आँखों को घुमाने वाली मांसपेशियाँ कंकाल की मांसपेशियों से भिन्न होती हैं, जैसे वे वे कई अलग-अलग तंतुओं से बने होते हैं, और उन्हें और भी अधिक संख्या में न्यूरॉन्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है, अन्यथा आंदोलनों की सटीकता असंभव हो जाती। इन मांसपेशियों को अद्वितीय भी कहा जा सकता है क्योंकि ये जल्दी सिकुड़ने में सक्षम होती हैं और व्यावहारिक रूप से थकती नहीं हैं।

यह देखते हुए कि आंख मानव शरीर के सबसे महत्वपूर्ण अंगों में से एक है, इसे निरंतर देखभाल की आवश्यकता होती है। यह ठीक इसके लिए है कि "एकीकृत सफाई प्रणाली", जिसमें भौहें, पलकें, पलकें और अश्रु ग्रंथियां शामिल हैं, प्रदान की जाती हैं, यदि आप इसे ऐसा कह सकते हैं।

लैक्रिमल ग्रंथियों की मदद से, एक चिपचिपा तरल पदार्थ नियमित रूप से उत्पन्न होता है, जो नेत्रगोलक की बाहरी सतह पर धीमी गति से चलता है। यह तरल पदार्थ कॉर्निया से विभिन्न मलबे (धूल आदि) को धो देता है, जिसके बाद यह आंतरिक लैक्रिमल नहर में प्रवेश करता है और फिर शरीर से उत्सर्जित होकर नाक नहर में बह जाता है।

आंसुओं में एक बहुत ही मजबूत जीवाणुरोधी पदार्थ होता है जो वायरस और बैक्टीरिया को नष्ट कर देता है। पलकें ग्लास क्लीनर का कार्य करती हैं - वे 10-15 सेकंड के अंतराल पर अनैच्छिक रूप से झपकाने के कारण आंखों को साफ और मॉइस्चराइज़ करती हैं। पलकों के साथ-साथ पलकें भी काम करती हैं, जो किसी भी कूड़े, गंदगी, रोगाणुओं आदि को आंखों में जाने से रोकती हैं।

यदि पलकें अपना कार्य पूरा न करें, तो व्यक्ति की आंखें धीरे-धीरे सूख जाएंगी और घावों से ढक जाएंगी। यदि आंसू नलिकाएं न होतीं, तो आंखें लगातार आंसू द्रव से भर जातीं। यदि कोई व्यक्ति पलक न झपकाये तो उसकी आँखों में मलबा चला जायेगा और वह अंधा भी हो सकता है। संपूर्ण "सफाई प्रणाली" में बिना किसी अपवाद के सभी तत्वों का कार्य शामिल होना चाहिए, अन्यथा यह कार्य करना बंद कर देगा।

स्थिति के सूचक के रूप में आंखें

किसी व्यक्ति की आंखें अन्य लोगों और उसके आस-पास की दुनिया के साथ बातचीत की प्रक्रिया में बहुत सारी जानकारी प्रसारित करने में सक्षम हैं। आंखें प्यार बिखेर सकती हैं, क्रोध से जल सकती हैं, खुशी, भय या चिंता, या थकान को प्रतिबिंबित कर सकती हैं। आंखें बताती हैं कि इंसान कहां देख रहा है, उसे किसी चीज में दिलचस्पी है या नहीं।

उदाहरण के लिए, जब लोग किसी से बातचीत करते समय अपनी आँखें घुमाते हैं, तो इसकी सामान्य ऊपर की ओर देखने की तुलना में पूरी तरह से अलग तरीके से व्याख्या की जा सकती है। बच्चों की बड़ी आंखें दूसरों में खुशी और कोमलता पैदा करती हैं। और विद्यार्थियों की स्थिति चेतना की उस स्थिति को दर्शाती है जिसमें एक व्यक्ति किसी निश्चित समय पर होता है। वैश्विक अर्थ में कहें तो आंखें जीवन और मृत्यु का सूचक होती हैं। शायद इसी कारण उन्हें आत्मा का "दर्पण" कहा जाता है।

निष्कर्ष के बजाय

इस पाठ में, हमने मानव दृश्य प्रणाली की संरचना की जांच की। स्वाभाविक रूप से, हम बहुत सारे विवरण चूक गए (यह विषय अपने आप में बहुत बड़ा है और इसे एक पाठ के ढांचे में फिट करना समस्याग्रस्त है), लेकिन फिर भी हमने सामग्री को बताने की कोशिश की ताकि आपको स्पष्ट विचार हो कि कैसे एक व्यक्ति देखता है.

आप यह नोटिस करने में असफल नहीं हो सकते कि आंख की जटिलता और संभावनाएं दोनों ही इस अंग को कई गुना अधिक करने की अनुमति देती हैं आधुनिक प्रौद्योगिकियाँऔर वैज्ञानिक विकास। आँख बड़ी संख्या में बारीकियों में इंजीनियरिंग की जटिलता का स्पष्ट प्रदर्शन है।

लेकिन दृष्टि की संरचना के बारे में जानना बेशक अच्छा और उपयोगी है, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण बात यह जानना है कि दृष्टि को कैसे बहाल किया जा सकता है। तथ्य यह है कि किसी व्यक्ति की जीवनशैली, जिन परिस्थितियों में वह रहता है, और कुछ अन्य कारक (तनाव, आनुवंशिकी, बुरी आदतें, बीमारियाँ और बहुत कुछ) - यह सब अक्सर इस तथ्य में योगदान देता है कि वर्षों में दृष्टि खराब हो सकती है, टी.ई. दृश्य प्रणाली विफल होने लगती है।

लेकिन ज्यादातर मामलों में दृष्टि का बिगड़ना एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया नहीं है - कुछ तकनीकों को जानकर, इस प्रक्रिया को उलटा किया जा सकता है, और दृष्टि बनाई जा सकती है, यदि शिशु के समान नहीं (हालांकि यह कभी-कभी संभव है), तो उतना ही अच्छा प्रत्येक व्यक्ति के लिए यथासंभव। इसलिए, हमारे दृष्टि विकास पाठ्यक्रम का अगला पाठ दृष्टि बहाल करने के तरीकों के लिए समर्पित होगा।

जड़ की ओर देखो!

अपनी बुद्धि जाचें

यदि आप इस पाठ के विषय पर अपने ज्ञान का परीक्षण करना चाहते हैं, तो आप कई प्रश्नों वाली एक छोटी परीक्षा दे सकते हैं। प्रत्येक प्रश्न के लिए केवल 1 विकल्प ही सही हो सकता है। आपके द्वारा विकल्पों में से एक का चयन करने के बाद, सिस्टम स्वचालित रूप से अगले प्रश्न पर चला जाता है। आपको प्राप्त अंक आपके उत्तरों की शुद्धता और उत्तीर्ण होने में लगने वाले समय से प्रभावित होते हैं। कृपया ध्यान दें कि हर बार प्रश्न अलग-अलग होते हैं और विकल्प अलग-अलग होते हैं।

पृथ्वी की सतह मुड़ती है और 5 किलोमीटर की दूरी पर दृश्य क्षेत्र से गायब हो जाती है। लेकिन हमारी दृष्टि की तीक्ष्णता हमें क्षितिज से बहुत दूर तक देखने की अनुमति देती है। यदि यह समतल होता, या यदि आप किसी पहाड़ की चोटी पर खड़े होते और ग्रह के सामान्य से कहीं अधिक बड़े क्षेत्र को देखते, तो आप सैकड़ों किलोमीटर दूर तक चमकदार रोशनी देख सकते थे। किसी अंधेरी रात में आप अपने से 48 किलोमीटर दूर स्थित मोमबत्ती की लौ भी देख सकते हैं।

मानव आंख कितनी दूर तक देख सकती है यह इस बात पर निर्भर करता है कि दूर की वस्तु प्रकाश के कितने कण या फोटॉन उत्सर्जित करती है। नग्न आंखों से दिखाई देने वाली सबसे दूर की वस्तु एंड्रोमेडा नेबुला है, जो पृथ्वी से 2.6 मिलियन प्रकाश वर्ष की विशाल दूरी पर स्थित है। इस आकाशगंगा में एक ट्रिलियन तारे कुल मिलाकर इतनी रोशनी छोड़ते हैं कि कई हजार फोटॉन हर सेकंड प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर से टकरा सकते हैं। पृथ्वी की सतह. अंधेरी रात में यह मात्रा रेटिना को सक्रिय करने के लिए पर्याप्त है।

1941 में, कोलंबिया विश्वविद्यालय में दृष्टि विशेषज्ञ सेलिग हेचट और उनके सहयोगियों ने वह बनाया जो अभी भी दृष्टि की पूर्ण सीमा का एक विश्वसनीय माप माना जाता है - दृश्य धारणा के बारे में जागरूकता पैदा करने के लिए फोटॉनों की न्यूनतम संख्या जो रेटिना में प्रवेश करनी चाहिए। प्रयोग ने आदर्श परिस्थितियों में एक सीमा निर्धारित की: प्रतिभागियों की आंखों को पूर्ण अंधेरे में पूरी तरह से समायोजित होने का समय दिया गया, उत्तेजना के रूप में काम करने वाले प्रकाश की नीली-हरी चमक की तरंग दैर्ध्य 510 नैनोमीटर थी (जिसके प्रति आंखें सबसे अधिक संवेदनशील होती हैं), और प्रकाश को रेटिना के परिधीय किनारे पर निर्देशित किया गया था। प्रकाश-पहचानने वाली रॉड कोशिकाओं से भरा हुआ।

वैज्ञानिकों के अनुसार, प्रयोग में भाग लेने वालों को आधे से अधिक मामलों में प्रकाश की ऐसी चमक को पहचानने में सक्षम होने के लिए, 54 से 148 फोटॉनों को नेत्रगोलक में डालना पड़ा। रेटिना अवशोषण के माप के आधार पर, वैज्ञानिकों ने गणना की कि औसतन 10 फोटॉन वास्तव में मानव रेटिना छड़ द्वारा अवशोषित होते हैं। इस प्रकार, 5-14 फोटॉनों का अवशोषण, या, क्रमशः, 5-14 छड़ों का सक्रियण, मस्तिष्क को इंगित करता है कि आप कुछ देख रहे हैं।

"यह वास्तव में रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक बहुत छोटी संख्या है," हेचट और उनके सहयोगियों ने प्रयोग के बारे में एक पेपर में उल्लेख किया है।

पूर्ण सीमा, मोमबत्ती की लौ की चमक और अनुमानित दूरी जिस पर एक चमकदार वस्तु मंद हो जाती है, को ध्यान में रखते हुए, वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला कि एक व्यक्ति 48 किलोमीटर की दूरी पर मोमबत्ती की लौ की हल्की झिलमिलाहट को पहचान सकता है।

लेकिन हम कितनी दूरी पर यह पहचान सकते हैं कि कोई वस्तु प्रकाश की झिलमिलाहट से कहीं अधिक है? किसी वस्तु को एक बिंदु के बजाय स्थानिक रूप से विस्तारित दिखाने के लिए, उससे निकलने वाले प्रकाश को कम से कम दो आसन्न रेटिना शंकुओं को सक्रिय करना चाहिए - रंग दृष्टि के लिए जिम्मेदार कोशिकाएं। आदर्श रूप से, आसन्न शंकुओं को उत्तेजित करने के लिए वस्तु को कम से कम 1 आर्कमिनट या डिग्री के छठे हिस्से के कोण पर स्थित होना चाहिए। यह कोणीय माप समान रहता है, भले ही वस्तु निकट हो या दूर (दूर की वस्तु निकट की वस्तु के समान कोण पर होने के लिए बहुत बड़ी होनी चाहिए)। पूर्ण 30 चाप मिनट के कोण पर स्थित है, जबकि शुक्र लगभग 1 चाप मिनट के कोण पर एक विस्तारित वस्तु के रूप में मुश्किल से दिखाई देता है।

एक व्यक्ति के आकार की वस्तुएं केवल 3 किलोमीटर की दूरी पर फैली हुई के रूप में पहचानी जाती हैं। इसकी तुलना में, इस दूरी पर, हम कार की दो हेडलाइट्स को स्पष्ट रूप से अलग कर सकते थे।

हम आपको हमारी दृष्टि के अद्भुत गुणों के बारे में जानने के लिए आमंत्रित करते हैं - दूर की आकाशगंगाओं को देखने की क्षमता से लेकर प्रतीत होने वाली अदृश्य प्रकाश तरंगों को पकड़ने की क्षमता तक।

जिस कमरे में आप हैं, उसके चारों ओर नज़र डालें - आप क्या देखते हैं? दीवारें, खिड़कियाँ, रंग-बिरंगी वस्तुएँ - यह सब इतना परिचित और स्वतः स्पष्ट लगता है। यह भूलना आसान है कि हम अपने आस-पास की दुनिया को केवल फोटॉन के कारण देखते हैं - प्रकाश कण जो वस्तुओं से परावर्तित होते हैं और आंख की रेटिना पर पड़ते हैं।

हमारी प्रत्येक आंख के रेटिना में लगभग 126 मिलियन प्रकाश-संवेदनशील कोशिकाएं होती हैं। मस्तिष्क इन कोशिकाओं से उन पर पड़ने वाले फोटॉन की दिशा और ऊर्जा के बारे में प्राप्त जानकारी को समझ लेता है और इसे आसपास की वस्तुओं के विभिन्न आकार, रंग और रोशनी की तीव्रता में बदल देता है।

मानवीय दृष्टि की अपनी सीमाएँ हैं। इसलिए, हम इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों द्वारा उत्सर्जित रेडियो तरंगों को देखने में सक्षम नहीं हैं, न ही सबसे छोटे बैक्टीरिया को नग्न आंखों से देख पाते हैं।

भौतिकी और जीव विज्ञान में प्रगति के लिए धन्यवाद, प्राकृतिक दृष्टि की सीमाओं को परिभाषित करना संभव है। न्यूयॉर्क यूनिवर्सिटी में मनोविज्ञान और तंत्रिका विज्ञान के प्रोफेसर माइकल लैंडी कहते हैं, "हम जो भी वस्तु देखते हैं उसकी एक निश्चित 'सीमा' होती है जिसके नीचे हम उसमें अंतर करना बंद कर देते हैं।"

आइए सबसे पहले रंगों को अलग करने की हमारी क्षमता के संदर्भ में इस सीमा पर विचार करें - शायद दृष्टि के संबंध में सबसे पहली क्षमता जो दिमाग में आती है।

उदाहरण के लिए, भेद करने की हमारी क्षमता, बैंगनीमैजेंटा से रेटिना से टकराने वाले फोटॉन की तरंग दैर्ध्य से संबंधित है। रेटिना में दो प्रकार की प्रकाश-संवेदनशील कोशिकाएँ होती हैं - छड़ें और शंकु। शंकु रंग धारणा (तथाकथित दिन दृष्टि) के लिए ज़िम्मेदार हैं, जबकि छड़ें हमें कम रोशनी में भूरे रंग के रंगों को देखने की अनुमति देती हैं - उदाहरण के लिए, रात में (रात दृष्टि)।

मानव आंख में, तीन प्रकार के शंकु और संबंधित प्रकार के ऑप्सिन होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में प्रकाश तरंग दैर्ध्य की एक निश्चित सीमा के साथ फोटॉन के प्रति विशेष संवेदनशीलता होती है।

एस-प्रकार के शंकु दृश्य स्पेक्ट्रम के बैंगनी-नीले, लघु तरंग दैर्ध्य भाग के प्रति संवेदनशील होते हैं; एम-प्रकार के शंकु हरे-पीले (मध्यम तरंग दैर्ध्य) के लिए जिम्मेदार हैं, और एल-प्रकार के शंकु पीले-लाल (लंबी तरंग दैर्ध्य) के लिए जिम्मेदार हैं।

ये सभी तरंगें, साथ ही उनका संयोजन, हमें इंद्रधनुष में रंगों की पूरी श्रृंखला देखने की अनुमति देता है। "सभी स्रोत मनुष्य को दिखाई देता हैलैंडी कहते हैं, "कुछ कृत्रिम (जैसे कि अपवर्तक प्रिज्म या लेजर) को छोड़कर, प्रकाश विभिन्न तरंग दैर्ध्य का मिश्रण उत्सर्जित करता है।"

प्रकृति में मौजूद सभी फोटॉनों में से, हमारे शंकु केवल उन्हीं को पकड़ने में सक्षम हैं जो एक बहुत ही संकीर्ण सीमा (आमतौर पर 380 से 720 नैनोमीटर तक) में तरंग दैर्ध्य की विशेषता रखते हैं - इसे दृश्य विकिरण स्पेक्ट्रम कहा जाता है। इस रेंज के नीचे इन्फ्रारेड और रेडियो स्पेक्ट्रा हैं - बाद के कम-ऊर्जा फोटॉन की तरंग दैर्ध्य मिलीमीटर से कई किलोमीटर तक भिन्न होती है।

दृश्यमान तरंग दैर्ध्य सीमा के दूसरी तरफ पराबैंगनी स्पेक्ट्रम है, उसके बाद एक्स-रे स्पेक्ट्रम है, और फिर फोटॉनों के साथ गामा-रे स्पेक्ट्रम है जिनकी तरंग दैर्ध्य एक मीटर के खरबवें हिस्से से अधिक नहीं है।

यद्यपि हममें से अधिकांश की दृष्टि दृश्यमान स्पेक्ट्रम तक ही सीमित है, वाचाघात से पीड़ित लोग - आँख में लेंस की अनुपस्थिति (परिणामस्वरूप) शल्यक्रियामोतियाबिंद के साथ या, आमतौर पर जन्म दोष के कारण) - पराबैंगनी तरंगों को देखने में सक्षम होते हैं।

एक स्वस्थ आंख में, लेंस पराबैंगनी तरंग दैर्ध्य को अवरुद्ध करता है, लेकिन इसकी अनुपस्थिति में, एक व्यक्ति लगभग 300 नैनोमीटर तक की तरंग दैर्ध्य को नीले-सफेद रंग के रूप में देखने में सक्षम होता है।

2014 के एक अध्ययन में कहा गया है कि, एक मायने में, हम सभी इन्फ्रारेड फोटॉन भी देख सकते हैं। यदि इनमें से दो फोटॉन लगभग एक साथ एक ही रेटिना कोशिका से टकराते हैं, तो उनकी ऊर्जा बढ़ सकती है, जिससे अदृश्य तरंग दैर्ध्य, मान लीजिए, 1000 नैनोमीटर, 500 नैनोमीटर की दृश्य तरंग दैर्ध्य में बदल सकती है (हम में से अधिकांश इस तरंग दैर्ध्य की तरंग दैर्ध्य को ठंडे हरे रंग के रूप में देखते हैं) .

हम कितने रंग देखते हैं?

आंख में स्वस्थ व्यक्तितीन प्रकार के शंकु, जिनमें से प्रत्येक लगभग 100 विभिन्न रंगों को अलग करने में सक्षम है। इस कारण से, अधिकांश शोधकर्ताओं का अनुमान है कि हम लगभग दस लाख रंगों में अंतर कर सकते हैं। हालाँकि, रंग की धारणा बहुत व्यक्तिपरक और व्यक्तिगत है।

जेमिसन जानता है कि वह किस बारे में बात कर रहा है। वह टेट्राक्रोमैट्स की दृष्टि का अध्ययन करती है - रंगों को अलग करने की वास्तव में अलौकिक क्षमता वाले लोग। टेट्राक्रोमेसी दुर्लभ है, अधिकतर महिलाओं में। आनुवंशिक उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप, उनके पास एक अतिरिक्त, चौथे प्रकार के शंकु होते हैं, जो उन्हें मोटे अनुमान के अनुसार, 100 मिलियन रंगों तक देखने की अनुमति देता है। (रंगहीन लोगों, या डाइक्रोमैट्स के पास केवल दो प्रकार के शंकु होते हैं - वे 10,000 से अधिक रंग नहीं देख सकते हैं।)

किसी प्रकाश स्रोत को देखने के लिए हमें कितने फोटॉन की आवश्यकता होती है?

सामान्य तौर पर, शंकु को छड़ की तुलना में बेहतर ढंग से कार्य करने के लिए बहुत अधिक प्रकाश की आवश्यकता होती है। इस कारण से, कम रोशनी में, रंगों को अलग करने की हमारी क्षमता कम हो जाती है, और छड़ें काम करने लगती हैं, जिससे काले और सफेद दृश्य मिलते हैं।

आदर्श प्रयोगशाला स्थितियों में, रेटिना के उन क्षेत्रों में जहां छड़ें काफी हद तक अनुपस्थित हैं, केवल कुछ फोटॉन से टकराने पर शंकु में आग लग सकती है। हालाँकि, छड़ें सबसे कम रोशनी को भी पकड़ने का बेहतर काम करती हैं।

जैसा कि 1940 के दशक में पहली बार किए गए प्रयोगों से पता चला है, प्रकाश की एक मात्रा हमारी आंख को देखने के लिए पर्याप्त है। स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी में मनोविज्ञान और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर ब्रायन वांडेल कहते हैं, "एक व्यक्ति केवल एक फोटॉन को ही देख पाता है। रेटिनल की अधिक संवेदनशीलता का कोई मतलब नहीं है।"

1941 में, कोलंबिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक प्रयोग किया - विषयों को एक अंधेरे कमरे में लाया गया और उनकी आँखों को अनुकूलन के लिए एक निश्चित समय दिया गया। छड़ियों को पूर्ण संवेदनशीलता तक पहुँचने में कई मिनट लगते हैं; इसीलिए जब हम कमरे की लाइट बंद कर देते हैं तो कुछ देर के लिए कुछ भी देखने की क्षमता खो देते हैं।

फिर, विषयों के चेहरों पर एक चमकती नीली-हरी रोशनी निर्देशित की गई। सामान्य संभावना से अधिक संभावना के साथ, प्रयोग में भाग लेने वालों ने प्रकाश की एक चमक दर्ज की जब केवल 54 फोटॉन रेटिना से टकराए।

रेटिना तक पहुंचने वाले सभी फोटॉन प्रकाश संवेदनशील कोशिकाओं द्वारा पंजीकृत नहीं होते हैं। इस परिस्थिति को देखते हुए, वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि रेटिना में पांच अलग-अलग छड़ों को सक्रिय करने वाले केवल पांच फोटॉन एक व्यक्ति को फ्लैश देखने के लिए पर्याप्त हैं।

सबसे छोटी और सबसे दूर तक दिखाई देने वाली वस्तुएँ

निम्नलिखित तथ्य आपको आश्चर्यचकित कर सकते हैं: किसी वस्तु को देखने की हमारी क्षमता उसके भौतिक आकार या दूरी पर बिल्कुल भी निर्भर नहीं करती है, बल्कि इस पर निर्भर करती है कि इसके द्वारा उत्सर्जित कम से कम कुछ फोटॉन हमारे रेटिना से टकराते हैं या नहीं।

लैंडी कहते हैं, "आंख को कुछ भी देखने के लिए किसी वस्तु द्वारा उत्सर्जित या वापस परावर्तित प्रकाश की एक निश्चित मात्रा की आवश्यकता होती है।" "यह सब रेटिना तक पहुंचने वाले फोटॉनों की संख्या पर निर्भर करता है। एक अंश के लिए मौजूद है दूसरा, यदि यह पर्याप्त फोटॉन उत्सर्जित करता है तो भी हम इसे देख सकते हैं।"

मनोविज्ञान की पाठ्यपुस्तकें अक्सर कहती हैं कि बादल रहित अंधेरी रात में, मोमबत्ती की लौ को 48 किमी की दूरी से देखा जा सकता है। वास्तव में, हमारे रेटिना पर लगातार फोटॉनों की बमबारी होती रहती है, जिससे लंबी दूरी से उत्सर्जित प्रकाश की एक भी मात्रा उनकी पृष्ठभूमि में खो जाती है।

यह कल्पना करने के लिए कि हम कितनी दूर तक देख सकते हैं, आइए तारों से भरे रात के आकाश पर एक नज़र डालें। तारों का आकार बहुत बड़ा है; जिन्हें हम नग्न आंखों से देखते हैं उनमें से कई का व्यास लाखों किलोमीटर है।

हालाँकि, हमारे निकटतम तारे भी पृथ्वी से 38 ट्रिलियन किलोमीटर से अधिक की दूरी पर स्थित हैं, इसलिए उनका स्पष्ट आकार इतना छोटा है कि हमारी आँखें उन्हें अलग करने में सक्षम नहीं हैं।

दूसरी ओर, हम अभी भी तारों को प्रकाश के उज्ज्वल बिंदु स्रोतों के रूप में देखते हैं, क्योंकि उनके द्वारा उत्सर्जित फोटॉन हमें अलग करने वाली विशाल दूरी को पार करते हैं और हमारे रेटिना से टकराते हैं।

रात के आकाश में दिखाई देने वाले सभी अलग-अलग तारे हमारी आकाशगंगा - आकाशगंगा - में हैं। हमसे सबसे दूर की वस्तु जिसे कोई व्यक्ति नग्न आंखों से देख सकता है वह आकाशगंगा के बाहर स्थित है और स्वयं एक तारा समूह है - यह एंड्रोमेडा नेबुला है, जो 2.5 मिलियन प्रकाश वर्ष या 37 क्विंटल किमी की दूरी पर स्थित है। रवि। (कुछ लोग दावा करते हैं कि विशेष रूप से अंधेरी रातों में, तेज दृष्टि उन्हें लगभग 3 मिलियन प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित ट्राइएंगुलम आकाशगंगा को देखने की अनुमति देती है, लेकिन इस कथन को उनके विवेक पर ही रहने दें।)

एंड्रोमेडा नेबुला में एक ट्रिलियन तारे हैं। अत्यधिक दूरी के कारण, ये सभी प्रकाशमानियाँ हमारे लिए प्रकाश के एक बमुश्किल पहचाने जाने योग्य कण में विलीन हो जाती हैं। वहीं, एंड्रोमेडा नेबुला का आकार बहुत बड़ा है। इतनी विशाल दूरी पर भी इसका कोणीय आकार पूर्णिमा के चंद्रमा के व्यास का छह गुना है। हालाँकि, इस आकाशगंगा से इतने कम फोटॉन हम तक पहुँचते हैं कि यह रात के आकाश में मुश्किल से ही दिखाई देती है।

दृश्य तीक्ष्णता सीमा

हम एंड्रोमेडा नेबुला में अलग-अलग तारे क्यों नहीं देख पाते? सच तो यह है कि दृष्टि की विभेदन क्षमता या तीक्ष्णता की अपनी सीमाएँ होती हैं। (दृश्य तीक्ष्णता एक बिंदु या रेखा जैसे तत्वों को अलग-अलग वस्तुओं के रूप में अलग करने की क्षमता को संदर्भित करती है जो पड़ोसी वस्तुओं या पृष्ठभूमि के साथ विलय नहीं करती हैं।)

वास्तव में, दृश्य तीक्ष्णता को कंप्यूटर मॉनीटर के रिज़ॉल्यूशन के समान ही वर्णित किया जा सकता है - पिक्सेल के न्यूनतम आकार के संदर्भ में जिसे हम अभी भी व्यक्तिगत बिंदुओं के रूप में अलग कर सकते हैं।

दृश्य तीक्ष्णता सीमा कई कारकों पर निर्भर करती है - जैसे रेटिना में व्यक्तिगत शंकु और छड़ के बीच की दूरी। से कम नहीं महत्वपूर्ण भूमिकानेत्रगोलक की ऑप्टिकल विशेषताएँ स्वयं भी भूमिका निभाती हैं, जिसके कारण प्रत्येक फोटॉन प्रकाश संवेदनशील कोशिका से नहीं टकराता।

सिद्धांत रूप में, अध्ययनों से पता चलता है कि हमारी दृश्य तीक्ष्णता लगभग 120 पिक्सेल प्रति कोणीय डिग्री (कोणीय माप की एक इकाई) देखने की हमारी क्षमता से सीमित है।

मानव दृश्य तीक्ष्णता की सीमाओं का एक व्यावहारिक चित्रण हाथ की लंबाई पर स्थित एक नख के आकार की वस्तु हो सकती है, जिस पर बारी-बारी से सफेद और काले रंगों की 60 क्षैतिज और 60 ऊर्ध्वाधर रेखाएं लगाई जाती हैं, जो एक प्रकार की शतरंज की बिसात बनाती हैं। लैंडी कहते हैं, "यह संभवतः सबसे छोटा चित्र है जिसे मानव आंखें अभी भी बना सकती हैं।"

नेत्र रोग विशेषज्ञों द्वारा दृश्य तीक्ष्णता की जाँच के लिए उपयोग की जाने वाली तालिकाएँ इसी सिद्धांत पर आधारित हैं। रूस में सबसे प्रसिद्ध सिवत्सेव तालिका में सफेद पृष्ठभूमि पर काले बड़े अक्षरों की पंक्तियाँ हैं, जिनका फ़ॉन्ट आकार प्रत्येक पंक्ति के साथ छोटा होता जाता है।

किसी व्यक्ति की दृश्य तीक्ष्णता फ़ॉन्ट के आकार से निर्धारित होती है जिस पर वह अक्षरों की रूपरेखा को स्पष्ट रूप से देखना बंद कर देता है और उन्हें भ्रमित करना शुरू कर देता है।

यह दृश्य तीक्ष्णता की सीमा है जो इस तथ्य को स्पष्ट करती है कि हम नग्न आंखों से एक जैविक कोशिका को देखने में सक्षम नहीं हैं, जिसका आकार केवल कुछ माइक्रोमीटर है।

लेकिन इसके बारे में चिंता मत करो. दस लाख रंगों को अलग करने, एकल फोटॉनों को पकड़ने और कुछ क्विंटिलियन किलोमीटर दूर आकाशगंगाओं को देखने की क्षमता एक बहुत अच्छा परिणाम है, यह देखते हुए कि हमारी दृष्टि आंखों के सॉकेट में जेली जैसी गेंदों की एक जोड़ी द्वारा प्रदान की जाती है, जो 1.5 किलोग्राम से जुड़ी होती है। खोपड़ी में छिद्रपूर्ण द्रव्यमान.