суббота, 29 марта 2014 г.


ИСТОРИЯ МАТЕМАТИКИ




ЗАЧЕМ НУЖНА МАТЕМАТИКА


Око. Вади зору. Окуляри

Наші очі – це головні «віконця», через які ми отримуємо інформацію про навколишній світ. На зір припадає 90 % такої інформації. А на слух та інші почуття — лише 10 %. Яка ж будова нашого ока?
Очне яблуко приблизно має форму кулі (діаметр цієї кулі близько 2,5 см). Зовнішня оболонка (склера) попереду є прозорою. Ця частина оболонки називається роговою оболонкою (роговицею).
З внутрішнього боку склери — судинна оболонка. Саме її частину ми сприймаємо як райдужну оболонку, яка визначає певний колір очей.
У центрі — зіниця, через яку світло потрапляє всередину ока. Після зіниці світло проходить через кришталик. Це природна двоопукла лінза, яку може деформувати спеціальний м’яз. Внутрішня частина ока заповнена склоподібним тілом. Пройшовши склоподібне тіло, світло потрапляє на сітківку — задню стінку ока, вкриту світлочутливими елементами. Коли на них потрапляє світло, вони посилають до мозку нервові імпульси. Саме мозок остаточно складає картину того, що ми бачимо. Проте для цього необхідно, щоб око створило на сітківці дійсне зображення. Врешті-решт, ми сприймаємо тільки такі зображення, причому вони мають бути досить чіткими. До речі, око в цілому діє як збиральна лінза. Отже, зображення на сітківці є оберненим. Перетворення оберненого зображення на пряме здійснює вже не око, а мозок.
Світло в оці проходить через роговицю, зіницю, кришталик, склоподібне тіло та потрапляє на сітківку. Світлочутливі елементи сітківки під дією світла створюють нервові імпульси, які йдуть до мозку.
Розмір зіниці змінюється рефлекторно, залежно від освітленості. Таким чином, її діаметр може змінюватися від 2 до 8 мм.
Природа не наділила нас можливістю дуже швидко реагувати на збільшення освітленості зменшенням діаметра зіниці: первісній людині ніхто не міг раптово посвітити просто в очі ліхтариком або фарами. Отже, таке раптове освітлення засліпить людину на певний час. Воно може призвести, наприклад, до автоаварії. Можливість змінювати рефлекторно кривизну кришталика є дуже важливою: адже дивимося по черзі на предмети, які містяться на різних відстанях від ока. Якби оптична сила ока не змінювалася, ми могли б чітко бачити предмети лише на якійсь певній відстані.
Зміною кривизни кришталика здійснюється акомодація, тобто око «наводиться на різкість».
Зрозуміло, акомодація має певні межі. Здорове око без напруження створює на сітківці зображення далеких предметів. Чим ближчий до ока предмет, тим більші напруження м’язу та деформація кришталика. Для молодої людини зі здоровим зором ближня межа акомодації складає 10 см.
Відстань найкращого зору d0 — найменша відстань, при якій око практично не напружене. Зазвичай вважають d0 = 25 см. Саме на такій відстані найкраще розміщувати книжку при читанні.
Чим ближче ми розміщуємо предмет, тим більшим є його зображення на сітківці. Отже,тим краще ми можемо розрізнити всі деталі цього предмета. Ми досить добре оцінюємо, на якій відстані від нас міститься той чи інший предмет. В основному це відбувається завдяки нашому бінокулярному зору, тобто зору двома очима. Коли ми розглядаємо якусь точку, ми підсвідомо спрямовуємо на неї оптичні осі обох очей. Якщо точка далеко від нас, оптичні осі практично паралельні. Але чим ближча до нас ця точка, тим більший кут між оптичними осями двох очей. Мозок аналізує сигнали від м’язів, які повертають очні яблука, та отримує інформацію про відстань до об’єкта спостереження. Як ми розпізнаємо кольори? Світлочутливі елементи на сітківці не всі однакові: серед них є так звані палички та три типи колбочок. Паличок набагато більше. Вони чутливі до будь якого світла, тобто створюють чорно-біле зображення. При слабкому світлі фактично тільки вони й працюють, тому ми не можемо розрізняти кольори. А от кожен з типів колбочок реагує на світло залежно від кольору. Є колбочки, найбільш чутливі до червоного світла, є чутливі до зеленого або до синього. Мозок зіставляє сигнали від цих трьох типів колбочок і «робить висновок» про колір світла. Виявляється, у цьому відношенні наш зір легко «обдурити»: підбираючи в певних пропорціях червоне, зелене та синє світло, можна створити уявлення практично про будь-який колір! І цим скористалися винахідники та інженери, створивши кольорове телебачення, кольорові монітори та табло. Адже на кольорових екранах насправді «малюється» лише три зображення (червоне, зелене та синє), а ми бачимо розмаїття кольорів.
 Найбільш поширеними дефектами зору є короткозорість і далекозорість. При короткозорості паралельний пучок променів (від далекого предмета) ненапружене око фокусує не на сітківці, а перед нею. На сітківку падає вже розбіжний пучок променів, тобто зображення розмивається. Виправити такий дефект можна за допомогою контактних лінз або окулярів.