تحریک حس بینائی

در نظر فیزیک، نور از امواج الکترومگنتیک تشکیل شده است. وقتی این امواج به ماده برخورد می‌کنند در آنها تغییراتی پدید می‌آیند مثلاً در عبور از منشور شیشه‌ای، شکسته می‌شوند و وقتی بر سطح غیر شفافی بتابد جذب یا منعکس می‌شود. مثلاً مخمل سیاه همه امواج نور را جذب می‌کند و به این علت است که سیاه به نظر می‌رسد. آنچه بنظر ما کاملاً سفید می‌آید همه امواج نور را منعکس کرده است. سطوح دیگر بعضی از امواج را جذب و بعضی را منعکس می‌کنند و در نتیجه بنظر ما رنگی می‌آیند.
چشم ما نسبت به آن دسته امواج حساسیت دارد که 400 تا 700 میلی کرون 4 طول دارند امواجی که که طول آنها به 400 نرسد یا از 700 میلی کرون تجاوز کند دیده نمی شوند این است که زیر سرخ یعنی امواجی که طول آنها بیش از 700 میلی کرون است و ماورای بنفش (طول موج کمتر از 400 میلی کرون) را دیگر نمی‌توان نور نامید. وقتی نور آفتاب از منشوری بگذرد شکسته می‌شود امواج کوتاه تر بیشتر شکسته می‌شود و امواج درازتر کمتر. این است که رنگ سفید به رنگهای قوس و قزح تجزیه می‌شود چنانچه در شکل دوم دیده می‌شود امواج درازتر که کمتر شکسته می‌شوند سرخ بنظر می‌آیند امواجی که کمی از آن کوتاه‌تر کمی بیشتر شکسته می‌شوند و نارنجی بنظر می‌رسند. پس از آن زرد و سبز و آبی و بنفش می‌آیند. رابطه بین طول موج و رنگ در تصاویر رنگی 1 و 2 دیده می‌شود.
شکل دوم نیز رابطه بین طول موج انرژی نورانی و پدیده دیدن را نشان می‌دهد در منحنی عبور نور از شیشه سرخ رنگ و منحنی جذب نور در مورد کلروفیل که موجب می‌شود برگها سبز دیده شوند دقت کنید. شیشه سرخ بدان سبب سرخ است که وقتی آنرا بین چشم و نور آفتاب قرار دهیم فقط امواج درازتر را از خود عبور می دهد.و امواج دیگر توسط آن جذب می شود برگ سبز نیز اغلب امواج را جز امواجی که در وسط واقع شده‌اند (سبز) جذب می‌کند این امواج منعکس می‌شوند و به چشم می‌خورند و در نتیجه برگ بنظر ما سبز می‌آید. پس رنگ صفت ذاتی اشیاء نیست بلکه مربوط به طول موجی است که از آن شی منعکس می کنند و به چشم می خورد اغلب چیزها نه یک موج بلکه مخلوطی از امواج را عبور می‌کنند که کلروفیل تا حدی همه امواج را از 400 تا 700 میلی کرون منعکس می‌کنند رنگی که دیده می‌شود بسته به این است که گیرندگان رنگ در چشم چگونه به این مخلوط پیچیده پاسخ می‌دهند. هر چند گیرندگان بینائی ما نسبت به طول موجهای بین 400 تا 700 میلی کرون حساس هستند نسبت به همه این موجها یکسان حساس نیستند چنانکه در شکل دوم دیده می‌شود خداکثر درجه دیده شوندگی صفت امواجی است که در وسط قرار دارند.
بدین ترتیب منحنی حساسیت برای دیدن در نور روز در حوالی 550 میلی کرون به حداکثر خود می‌رسد و هر چند از آنجا به سوی دو کرانه 400 و 700 میلی کرونی برود کم می‌شود. هنگام روز نسبت به یک ناحیه از طیف نور حساسیت ما بیشتر است و در شب نسبت به ناحیه دیگر. در نور روز (یا در شب وقتی نور خیلی زیاد باشد). حداکثر حساسیت چشم در ناحیه 550 میلی کرون است در شب وقتی که چشم به تاریکی عادت کرده است حساسیت آن نسبت به طول موج حوالی 510 میلی کرون یا بیشتر است بدین ترتیب حساسیت بیشتر چشم به سوی قطب بنفش طیف متمایل می‌شود، بنابراین در نور کمتر شب درخشانی آبی و بنفش نسبت به سرخ و نارنجی بیشتر می‌شود.
برای آزمایش این امر که پدیده پورکینجه را می‌توان با مطالعه دو منحنی درخشانی شکل 1 درک کرد این تغییر در نتیجه آن است که ما دو دسته گیرنده حس بینائی داریم: یک دسته برای نورهای شدید و دسته دیگر برای نورهای خفیف. سیری یا اشباع رنگ با پیچیدگی طول موج آن همبستگی دارد نور یک رنگ بیش از همه سیر شده است اگر نور سفید را با آن مخلوط کنید سیری خود را از دست می‌دهد و کم رنگ بنظر می‌آید اگر دو رنگ مختلف را باهم بیامیزید سیری خود را از دست می‌دهند مثلاً آبی و سبز وقتی مخلوط شوند کمتر آبی و کمتر سبز می‌شوند و آبی متمایل به سبز یا سبز متمایل به آبی نتیجه می‌شود.
درخشانی چنانکه گفتیم با طول موج ارتباط دارد موجهای وسط طیف نور درخشندگی بیشتری از موجهای دو طرف دارند دامنه امواج نور میزان شدت آنها را نشان می‌دهند و با درخشانی ارتباط دارند لیکن نباید فرض کرد که درخشانی با دامنه موج ارتباط مستقیم دارد زیرا سازگاری چشم نیز در تعیین درخشانی چیزها دخیل است وقت هنگام روز وارد سالن تاریک سینما می‌شویم. در آغاز هیچ کس را نمی‌بینیم و بتدریج که چشم ما با تاریکی سازگار شود اشخاص را تشخیص می‌دهیم و وقتی از سالن تاریک سینما در نور روز بیرون بیائیم نخست چشم ما خیره می‌شود تا اینکه بتدریج با نور زیاد سازگاری پیدا می‌کند.

طول موج و دامنه موج

روشنی حتی از درخشانی کمتر قابل پیش بینی است. دیدیم که دو دایره خاکستری در دو متن مختلف با آنکه میزان انعکاس نور در آنها یکی است از لحاظ روشنی مختلف بنظر می‌رسد. ثبات روشنی گواه دیگری است بر اینکه روشنی سطحی را صرفاً با در نظر گرفتن شدت نوری که از آن منعکس می‌شود نمی‌توان در نظر گرفت. مخمل سیاه حتی هنگامی که نور زیاد بر آن تابیده شود سیاه بنظر می‌رسد و کاغذ سفید بنظر می‌آید. درجات مختلف دیده شوندگی را می‌توان با نردبانی نمایش داد سفید یک طرف آن و سیاه طرف دیگر باشد. خاکستری خنثی در چنین نردبانی در پله وسط خواهد بود. درخشانی رنگها را خنثی می‌خوانیم وقتی درخشانی آنها مساوی با درخشانی خاکستری در پله وسط این نردبان باشند به همین سان وقتی دو رنگ درخشانی مساوی با درخشانی خاکستری معینی در یکی از پله‌های نردبان داشته باشند. گوئیم درخشانی آنها باهم مساوی است.

پس تصویر 2

وقتی چشم ناگهان با نور شدید تحریک شود شخص تا لحظه‌ای پس از نابود شدن محرک پس تصویر محرک را می‌بیند مثلاً اگر محرک چراغ الکتریک بوده است تصویر میله نورانی درون آن تا لحظه‌ای پس از خاموش شدن نور روی دیوار دیده می‌شود نیز اگر شخصی ناگهان چشمش را ببندد ممکن است تصویر آن را حس کند پس تصویر مثبت معلول آن است که تحریک اعصاب دیدن پس از ناپدید شدن محرک لحظه‌ای بجا می‌ماند و شبیه به خود محرک است لیکن پس تصویر مثبت حداکثر فقط چند ثانیه به جا می‌ماند. وقتی پس تصویر مثبت محرکی ناپدید شود پس تصویر منفی جای آن را می‌گیرد پس تصویر منفی از لحاظ رنگ و درخشانی مکمل محرک اصلی است. مثلاً اگر میله روشن چراغی زرد درخشان باشد پس تصویر منفی آن آبی سیر می‌شود. می‌توانید با بکار بردن تصویر سوم پس تضویر منفی را در خود بیازمایید همه شکل جز یک دایره را بپوشانید و سی ثانیه به وسط آن خیره شوید آنگاه به ناحیه سفید یا خاکستری نگاه کنید یا اصلاً چشمهای خود را ببندید دایره‌ای خواهید دید که رنگ مکمل آن را دارد بهمین ترتیب دایره‌های دیگر را آزمایش کنید.

تضاد خود بخود

وقتی قطعات کاغذ خاکستری که از یک ورقه بریده شده باشد روی زمینه‌هایی از رنگهای مختلف گذاشته شوند آثار رنگ مکمل زمینه بر آنها دیده می‌شود مثلاً خاکستری در زمینه سرخ سبز رنگ و در زمینه آبی زرد رنگ بنظر می‌رسد. از اثر تضاد خود بخود در روشن کردن صحنه تاثر استفاده می‌کنند مثلاً با بکار بردن نور زرد در صحنه تاثر اشیاء خاکستری را آبی رنگ و اشیاء آبی را سیر تر از آنچه هستند جلوه می‌دهند برای بهتر شناختن پدیده دیدن لازمست از ساختمان چشم و فیزیولوژی آن نیز آگاه شویم.

بعضی همبستگیهای ساختمانی و کنشی

در پوشش داخلی چشم که شبکیه خوانده می‌شود ملیونها سلول عصبی قرار دارد که نسبت به نور حساسند ( شکل سوم) برای ادراک شکل اجسام لازمست تصویری از آنها بر شبکیه بیفتد همانطور که در دوربین عکاسی تصویری روی فیلم می‌افتد بین چشم و دوربین عکاسی شباهتهای زیاد موجود است اما این تفاوت اساسی نیز هست که در دوربین برای متمرکز کردن نور روی فیلم ذره بین را پیش و پس می‌بریم در صورتی که در چشم ذره بین خود تغییر شکل می‌دهد یعنی تحدب آن کم و زیاد می‌شود تصویری که روی شبکیه می‌افتد مثل تصویر روی فیلم در دوربین عکاسی وارونه است اگر توسط دستگاه مرکب از چند عدسی تصویر را از قبل از آن که به چشم برسد وارونه کنیم تصویری روی شبکیه مستقیم می افتد در آن صورت آن شیء معکوس دیده می شود. شکل سوم و زیر نویس آن قسمتهای مختلف چشم و کنش هر یک را نشان می‌دهد ساختمانهای مهم شبکیه در شکل چهارم نشان داده شده‌اند اینها گیرندگان دیدن هستند که مخروط‌ها و میله‌ها خوانده می‌شود جریانهای عصبی که در اثر تحریک نور پدید می‌آیند توسط عصب بصری به مغز منتقل می‌شوند.
منبع: دانشنامه ی رشد