Skip to main content
Вся фізика

Фізико-хімічні властивості кольорового зору

Фейнманівські лекції з фізики

Що можна сказати про порівняння отриманих кривих із властивостями справжнього очного пігменту? Пігменти, які видобувають із сітківки, здебільшого складаються з одного виду, який називається зоровим пурпуром. Його найпримітніші властивості полягають у тому, що він присутній в очах майже всіх хребетних тварин і його крива поглинання майже точно збігається з кривою чутливості ока. На фіг. 35.9 в однаковому масштабі зображені крива поглинання зорового пурпуру і крива чутливості ока, адаптованого до темряви. Очевидно, саме за допомогою пурпуру ми отримуємо можливість бачити в темряві. Зоровий пурпур являє собою пігмент паличок і жодного стосунку до кольорового зору не має. Цей факт було встановлено в 1877 р. Але й зараз ми повинні сказати, що кольорові пігменти колбочок жодного разу не були виділені в пробірках. У 1958 р. ще можна було стверджувати, що їх ніхто ніколи не бачив. Але відтоді два з них були виявлені Раштоном, який застосував дуже простий і красивий метод. Труднощі, вочевидь, полягають у тому, що око набагато менш чутливе до яскравого світла, ніж до світла малої інтенсивності, і, отже, для зору потрібно багато пурпуру, але відносно мало пігменту, чутливого до кольору. Задум Раштона полягав у тому, щоб залишити пігмент в оці і там якось визначити його властивості. Конкретно він зробив таке. Є такий прилад — офтальмоскоп, який дозволяє послати промінь світла в око через кришталик і сфокусувати відбите оком світло. За допомогою цього приладу можна виміряти кількість відбитого світла. У результаті отримують коефіцієнт відбиття для світла, що двічі пройшло через пігмент (світло відбивається задніми шарами очного яблука і знову проходить через пігмент колбочок). У природі не часто буває так вдало влаштовано. Колбочки влаштовані так хитро, що світло, яке потрапляє в них, багаторазово відбивається і поступово доходить до маленьких чутливих точок у вершинах колбочок. Потрапивши прямо в чутливу точку, світло відбивається і виходить назад, пройшовши значну ділянку шляху у світлочутливому пігменті. Крім того, якщо спрямувати промінь у жовту пляму, де немає паличок, можна уникнути побічної дії зорового пурпуру. Колір сітківки спостерігали вже давно, він має оранжево-рожевуватий відтінок; але сюди домішується також колір кровоносних судин і колір задньої стінки ока і т. д. Як дізнатися, коли в офтальмоскопі видно сам пігмент? Відповідь: спочатку потрібно знайти людину з дефектом кольорового зору, в якої пігментів менше і, отже, на якій легше провести аналіз. По-друге, багато пігментів, зокрема зоровий пурпур, знебарвлюються на світлі і втрачають свою інтенсивність; за освітлення їхня концентрація змінюється. Тому при вимірюванні спектра поглинання ока Раштон освітлював усе око іншим пучком, що змінював концентрацію пігменту, і вимірював зміну спектра, на якій вже не позначається відбиття від судин, задньої стінки ока і т. д. Таким шляхом Раштону вдалося отримати криву поглинання для чистого пігменту в оці протанопа, показану на фіг. 35.10. Друга крива на фіг. 35.10 отримана при дослідженні нормального ока таким методом: після попереднього вивчення нормального ока і визначення, до яких променів чутливий даний пігмент, інший пігмент знебарвлювався червоним світлом, до якого перший пігмент нечутливий. Червоне світло не діє на око протанопа, а нормальне око до цього світла чутливе: таким способом можна отримати криву для відсутнього пігменту. Форма однієї кривої прекрасно узгоджується з кривою Юстової для зеленого пігменту, але інша крива, червона, дещо зміщена. Можна думати тому, що ми перебуваємо на правильному шляху. А може, і ні. Останні дані, отримані при дослідженні дейтеранопів, не вказують на відсутність якогось певного пігменту. Явище кольору не належить до фізики світла як такої. Колір є відчуттям, а відчуття різних кольорів у різних умовах різне. Якщо, наприклад, взяти рожеве світло, отримане при додаванні пучків білого і червоного світла (з червоного і білого може, очевидно, вийти тільки рожевий колір), то порівняно з ним біле світло може здатися блакитним. Предмет, поставлений на шляху променів, відкидає дві тіні — одна з них освітлюється тільки білим, а інша — тільки червоним світлом. Для більшості людей «біла» тінь здається блакитною, але, якщо збільшувати область тіні, поки вона не закриє весь екран, ми несподівано побачимо білий, а не блакитний колір! Подібні ефекти можна отримати і при змішуванні червоного, білого і жовтого світла. Ця суміш може дати тільки оранжево-жовтий колір із різними відтінками. Змішавши ці кольори в рівних кількостях, ми отримаємо тільки оранжевий колір. Тим не менш, розглядаючи тіні, на які накладаються промені в різних комбінаціях, можна побачити набір дуже гарних кольорів, відсутніх у самому світлі (оскільки в ньому є тільки оранжеві промені), але виникаючих у наших відчуттях. Ми ясно бачимо різноманітні кольори, зовсім не схожі на «фізичні» кольори, присутні в самих променях світла. Важливо пам'ятати, що сітківка сама «осмислює» світло; вона, хоча й несвідомо, порівнює те, що бачить в одній області, з тим, що бачить в іншій. А що нам відомо про те, як це відбувається, буде розказано в наступному розділі.