Дневное и ночное зрение. Эффект Пуркинье

Установлено, что при яркости более 0,1 нт (яркость белой освещенной поверхности при полной луне 0,07 нт, днем в комнате 3-100 нт) распад родопсина в палочках идет настолько интенсивно, что восстановление все время отстает от распада и концентрация его резко снижается. В результате — палочки "слепнут". При этом в процессе зрения участвуют почти исключительно колбочки, и такое состояние называют дневным зрением. Вместе с тем колбочки менее чувствительны, чем палочки. При яркости менее нескольких сотых нит колбочки практически выключаются из процесса зрения. В этом случае в зрении участвуют только палочки, и оно называется ночным .

Как уже отмечалось, палочки и различные типы колбочек обладают различной спектральной чувствительностью. При этом суммарные относительные чувствительности трех видов колбочек к однородным излучениям определяют спектральную чувствительность глаза при дневном зрении, которая приведена на рисунке ниже, точнее сказать приведен ее стандартный вариант — согласно ГОСТ 11093-64 .

Относительные чувствительности палочек определяют спектральную чувствительность глаза при ночном зрении. Эта кривая на рисунке не приведена — она подобна по форме, но ее максимум смещен в коротковолновую область (~510 нм).

Палочки в целом более чувствительны к коротковолновым излучениям, чем колбочки. Поэтому в сумерках синие предметы кажутся более светлыми, а красные более темными, чем при дневном свете. Еще Леонардо да Винчи (1452-1519, итальянский живописец, скульптор, архитектор, ученый, инженер, и т.д., и т.п.) отмечал, что "зеленый и голубой усиливают свой цвет в полутени, а красный и желтый выигрывают в цвете в своих освещенных частях, и то же самое делает белый".

Обратите внимание днем на контраст между пламенно алой геранью в бордюре газона и фоном из темно-зеленых листьев. В сумерки и поздно вечером этот контраст совершенно противоположен: цветы кажутся теперь много темнее листьев. Возможно, вас удивит сравнение яркости красного с яркостью зеленого цвета, однако различия выражены здесь настолько хорошо, что сомнениям нет места.

Если в картинной галерее найти красный и голубой цвета, которые днем представляются одинаково яркими, то в сумерки можно обнаружить, как голубой цвет становится ярче до такой степени, что кажется, будто краска светится.

Удалитесь подальше от городского освещения. Вначале вам ночь покажется очень темной; потом, когда ваши глаза привыкнут к темноте (в работу включатся палочки), вы начинаете различать окрестности. Взгляните на сильно окрашенную бумагу — она вам покажется бесцветной. Красный лист бумаги вам покажется черным, а голубой и фиолетовый — серо-белым. Мы становимся цвето-слепыми!

В то же время на небе появятся тысячи звезд со своим серебристым блеском. Если смотреть на них пристально, то большинство из них исчезнут, а останутся лишь самые яркие, которые будут казаться нам маленькими световыми точками. Эти наблюдения лучше всего проводить в темные ночи и вдали от городов, но и при лунном освещении ландшафт становится для нас, если можно так сказать, "палочным ландшафтом".

Все это — примеры эффекта Пуркинье (Ян Эвангелиста Пуркинье , 1787-1869, фундаментальные труды по физиологии, анатомии, гистологии и эмбриологии, в 1839г. основал первый в мире физиологический институт во Вроцлаве, классические исследования по физиологии зрительного восприятия, в 1825г. открыл ядро яйцеклетки), и объясняется тем, что палочки дают нам впечатление света, а не цвета.

Но мы отвлеклись, давайте вернемся к более научному изложению вопроса.

Говоря об относительной спектральной чувствительности глаза при дневном зрении мы говорили об интегральной характеристики трех групп колбочек. Колбочки каждой из трех групп имеют наибольшие чувствительности в длинно-, средне- и коротковолновой зонах спектра; что и представлено на рисунке ниже.

Существование в глазу трех видов колбочек и ощущение различных цветов при действии излучений на различные типы колбочек являются причиной цветового зрения. Так как колбочки работают только при высоких уровнях яркости — только дневное зрение является цветовым, а следовательно — "ночью все кошки серы" — вспомним эффект Пуркинье.

На вопрос Эффект Пуркинье-это что за эффект такой? заданный автором Европеоидный лучший ответ это Повернитесь лицом к солнцу, закрыв глаза, и поводите рукой перед лицом. Вы “увидите” мелькающие разноцветные шарики.

При действии света преимущественно на колбочки одного типа возникает ощущение определенного цвета; соответственно, красного, зеленого и синего цвета. Поэтому, для краткости, группы колбочек называют КЗС–приемниками, а кривые, представленные на рисунке выше, называют кривыми основных возбуждений.
Существование в глазу трех видов колбочек и ощущение различных цветов при действии излучений на различные типы колбочек являются причиной цветового зрения. Так как колбочки работают только при высоких уровнях яркости - только дневное зрение является цветовым, а следовательно - "ночью все кошки серы"

Пуркинье в 1825 году заметил, что яркость голубых и красных дорожных знаков в разное время суток разная: днём обе краски одинаково яркие, а на закате голубая кажется более яркой, чем красная. При наступлении более глубоких сумерек цвета совсем блекнут и, вообще, начинают восприниматься в серых тонах. Красный цвет воспринимается как черный, а голубой как белый. Этот феномен связан с переходом от колбочкового зрения к палочковому при снижении освещенности.

Пуркинье явление - сдвиг максимума спектральной светочувствительности наблюдателя при адаптации к слабому (сумеречному) освещению в сторону голубовато-зеленых тонов (500 нм) от точки максимума дневного зрения, лежащей на длинах волн желто-зеленых тонов (555 нм). В сумеречном освещении цвета предметов «холодеют»: красные и желтые оттенки становятся тусклыми голубые и зеленые - относительно более яркими.

С проявлениями эффекта Пуркинье мы сталкиваемся в повседневной жизни, в быту, с ним приходится считаться в ряде отраслей промышленности (например, при изготовлении и применении красителей). Приведем пример явления, знакомого многим из повседневной жизни, но, по-видимому, не всем понятного. В ясный солнечный день летом вы видите на клумбе два цветка: красный мак и синий василек. Оба цветка имеют насыщенные цвета, мак кажется даже более ярким. А теперь вспомните, как выглядят эти цветы в сумерки и ночью. Мак, как и любые красные цветы, герань, сальвии, гвоздики, кажется черным, а василек стал светло-серым.
А вот другой пример. Взгляните днем на разноцветный ковер, в котором имеются красные, оранжевые тона, а также зеленые, голубые или синие, а затем посмотрите на него в сумерки или ночью. При слабом освещении все красные и оранжевые цвета как бы „тонут", т. е. темнеют, а зеленые, голубые - „выпирают", становятся более светлыми. Создается впечатление, что днем это был совсем другой ковер.
Об этом явлении знали еще вышивальщицы в Древней Греции: работая при светильниках, они часто ошибались в расцветках, принимая одни за другие.
С влиянием эффекта Пуркинье приходится считаться астрономам при фотометрировании (т. е. сравнении яркости) звезд разного цвета.

Иллюзия Аристотеля

Иллюзия Вебера

Холодные предметы кажутся тяжелее, чем теплые предметы того же веса.

Иллюзия звукового контраста

Звук одной и той же силы на фоне более тихих звуков кажется громче, чем на фоне более громких.

Иллюзия Луны

Иллюзия Мюллера-Шумана

После многократного поднимания тяжелого груза более легкий груз кажется легче, чем он есть в действительности и, наоборот, после поднимания легкого груза более тяжелый кажется еще тяжелее.

Иллюзия Шарпантье

Если поднимать два одинаковых по весу и внешнему виду, но различных по объему предмета, то меньший по размеру будет восприниматься человеком как более тяжелый.

Иллюзия Шепарда

При увеличении громкости, тон воспринимается как более высокий. Чтобы проверить на себе эту иллюзию, скачайте WAV-файл (56 Кб).

Эффект Бецольда-Брюке

Эффект заключается в изменении оттенка света при изменении его интенсивности. При увеличении интенсивности относительно длинноволнового света, такого, например, как жёлто-зелёный или жёлто-красный, он будет казаться не только более ярким, но и "более жёлтым". Точно также и коротковолновый свет, воспринимаемый как сине-зелёный и фиолетовый, при увеличении интенсивности начинает казаться синее.

Эффект Мак-Гурка

Этот эффект проявляется в том, что слуховая и зрительная информация, которую несёт в себе речь, взаимодействуют между собой и влияют на то, что мы слышим. Проводя своё оригинальное исследование, Мак-Гурк и Мак-Дональд создали такие условия, при которых слуховые сигналы произносимого слога не соответствовали соответствующим движениям губ (McGurk & MacDonald, 1976). Испытуемым предъявлалась видеозапись человека, многократно произносившего одними губами слоги ga-ga , в то время как фонограмма воспроизводила слоги ba-ba. Когда испытуемые закрывали глаза и только слушали фонограмму, они точно распознавали слоги. Более того, когда они видели только движения губ, говорившего человека, а фонограмма была выключена, они достаточно точно идентифицировали произносимые звуки как ga-ga (подтверждая тем самым, что при необходимости мы можем читать по губам и что, возможно, делаем это гораздо чаще, чем нам кажется). Однако когда испытуемым одновременно предъявлялись противоречащие друг другу слуховые и зрительные стимулы, они слышали звуки, которых не было ни в одном из них. Например, когда испытуемые видели на экране человека, артикуляция губ которого соответствовала слогам ga-ga , и одновременно звучал акустический сигнал ba-ba , большинство из них слышали совсем другой звук - da-da ! Интересная деталь: большинство испытуемых не осознали несоответствия слуховой и зрительной стимуляций.

Проверить на себе эффект Мак-Гурка можно, скачав видео-файл (147 Кб). (Для его просмотра необходим плейер QuickTime)

Эффект Пуркинье

Пуркинье в 1825 году заметил, что яркость голубых и красных дорожных знаков в разное время суток разная: днём обе краски одинаково яркие, а на закате голубая кажется более яркой, чем красная. При наступлении более глубоких сумерек цвета совсем блекнут и, вообще, начинают восприниматься в серых тонах. Красный цвет воспринимается как черный, а голубой как белый. Этот феномен связан с переходом от колбочкового зрения к палочковому при снижении освещенности.