Как живые существа воспринимают свет и цвета
Живые существа воспринимают свет и цвет по-разному, что зависит от множества факторов, таких как строение органов зрения, особенности восприятия и передачи нервных импульсов, а также анализ в мозгу. В данной статье рассмотрим процесс восприятия цвета и света у человека и животных, механизмы формирования цветовосприятия, а также нарушения в ощущении цвета и света. Освоим механизмы восприятия цвета, рассмотрим органы, отвечающие за этот процесс, и проанализируем оптические иллюзии. Эта статья познакомит читателей с увлекательными фактами о свето- и цветоощущении, что сделает ее интересной как для детей, так и для их родителей.
Человек
Органом восприятия цвета у людей является глаз. Он воспринимает цветовые комбинации благодаря клеткам-палочкам и клеткам-колбочкам – специальным фоторецепторам.
Клетки-палочки обладают высокой светочувствительностью и устанавливают, насколько интенсивен цвет. Колбочки, напротив, различают цвета при ярком свете.
Глаз имеет 3 типа колбочек:
| Тип колбочки | Длина волны (нм) | Восприимчивость к цветам |
|---|---|---|
| Первый | 600-700 | Красно-оранжевая часть спектра |
| Второй | 500-600 | Желто-зеленая часть спектра |
| Третий | 400-500 | Голубо-фиолетовая часть спектра |
Сочетание сигналов от всех трех колбочек приводит к различию в диапазоне цветов. Человеческая способность воспринимать три основные группы цветов – синий, зеленый и красный – известна как трихромазия. В наибольшей степени страдает восприятие зеленого цвета, в то время как нарушения в восприятии красного цвета встречаются реже. Это аномалия оказывает влияние на общее восприятие цвета, что мешает их нормальному смешиванию. Патологические процессы происходят в сетчатке, нервах, передающих сигналы от глаза к мозгу, и центральной нервной системе.
Нарушение восприятия цвета может быть врожденным, обусловленным генетическими аномалиями, или приобретенным в течение жизни. Чаще всего этим страдают мужчины – 8%, в то время как у женщин этот процент гораздо ниже – всего 0,4%. В основном представительницы прекрасного пола передают патологический ген по наследству.
Развитие цветового восприятия происходит постепенно. У новорожденных детей уже развита зрительная система, что отличает их от других млекопитающих, которые рождаются слепыми. Однако начало развития восприятия света у младенцев наступает в возрасте 2 месяцев и продолжается до 5 лет. До этого периода ребенок различает только ахроматические цвета – черный, серый и белый.
С момента достижения возраста 6 недель младенец начинает воспринимать синий, красный и желтый – основные цвета спектра. Глазная сетчатка лучше реагирует на зеленые и желтые оттенки, в то время как синие и фиолетовые воспринимаются хуже. К 6 месяцам ребенок уже различает красный, оранжевый, желтый и зеленый цвета. К моменту года его зрение начинает воспринимать фиолетовый и синий цвета.
В возрасте 2-3 лет дети видят пастельные и бледные оттенки. Поэтому для развития восприятия цвета рекомендуется создавать яркие окружающие среды для детей, использовать насыщенные цвета в интерьере детской комнаты и предоставлять игрушки насыщенных цветов. Важно, чтобы цвета были яркими, но не «кислотными», так как на этапе развития цветовых анализаторов в глазу малыша перетруждаются. Для стимулирования цветового восприятия рекомендуется предоставлять разнообразные яркие игрушки и предметы, способствующие развитию визуальных навыков.
Кошки
Кошки, хотя и хуже людей, различают цвета, однако их глаза лучше реагируют на изменения яркости. Благодаря клеткам-палочкам кошки хорошо видят в темноте, так как у них больше колбочек, что делает их зрение острее в ночное время по сравнению с людьми.
Ранее считалось, что кошка может различать только ахроматические цвета, такие как белый, черный и серый. Однако сейчас это мнение скорректировано, поскольку в глазу животного имеются клетки-колбочки. В результате кошка может хорошо видеть серый, зеленый и голубой цвета. Белый и желтый сливаются в один, а фиолетовый хуже различается. Оранжевый, коричневый и красный цвета кошка не различает совсем.
Собаки
Ранее считалось, что собаки видят мир исключительно в черно-белых тонах. Однако это представление было опровергнуто Американским клубом собаководов: у этих животных имеется такое же цветовое восприятие, как у людей с красно-зеленым дальтонизмом. В отличие от человека, у которого присутствуют три вида колбочек, у собаки их только два, и отсутствует та, которая отвечает за красно-оранжевое восприятие. Именно поэтому собаки не видят зеленый и красный цвета. Сетчатка их глаз также содержит два типа колбочек, что не позволяет им различать оттенки зеленого и красного, такие как оранжевый, фиолетовый или розовый.
Собаки отлично видят белый, черный и серый цвета. Красный цвет для них выглядит коричневым, а оранжевый – желто-коричневым. В связи с этим владельцам собак рекомендуется покупать игрушки синего и желтого цветов, чтобы они были хорошо видны животному на фоне тусклого окружающего мира.
Восприятие света
Свет является источником цвета, но цвет сам по себе не является свойством света. Он представляет собой впечатление, которое формируется в мозгу в результате воздействия электромагнитной волны определенной длины.
Человеческий глаз способен воспринимать световые волны только в видимом диапазоне, поэтому ультрафиолетовые и инфракрасные волны остаются для человека невидимыми. Для их восприятия необходимы специальные приборы.
Свет, который человеку виден, находится в диапазоне волн от 400 до 720 нанометров.
Глаз воспринимает свет так:
- Когда окружающий свет поступает в глаз, он проходит через глазной хрусталик.
- Свет фокусируется на сетчатке, которая покрывает 65% дальней стенки глаза.
- Сетчатка содержит палочки и колбочки – очень чувствительные глазные клетки. При попадании света активизируются процессы, которые порождают электрические импульсы. Палочки передают, насколько интенсивно изображение, темное оно или светлое, а колбочки определяют цвет и четкость.
- Импульсы передаются на глазной нерв в мозг.
- Клетки мозга анализируют полученную информацию.
На периферии сетчатки находятся палочки, а в центре — колбочки. Воспринимаемое изображение становится четким только в центре, в то время как по краям оно размыто. Четкое восприятие окружающего мира достигается благодаря работе мозга, который обрабатывает информацию и дополняет недостающие элементы изображения. Поэтому все предметы кажутся нам красочными, насыщенными и хорошо различимыми.
Когда свет падает на предмет, часть его поглощается, а часть отражается. Глазные рецепторы воспринимают отражённую электромагнитную волну. Палочки и колбочки в сетчатке формируют перевёрнутое изображение, которое значительно меньше реального. Лишь благодаря передаче импульсов в мозг происходит анализ полученной информации, что позволяет нам видеть полноценное изображение.
Цвет воспринимается и обрабатывается головным мозгом мгновенно, поэтому человек не замечает и не запоминает процесс восприятия. Из-за этого цветовое восприятие является субъективным: разные люди могут видеть одни и те же цвета неоднозначно и неточно. Белый цвет – это цвет, который полностью отражает свет, падающий на него, в то время как черный цвет поглощает весь свет.
Оптические иллюзии связаны с неправильным восприятием света, отраженного от различных предметов. Эти иллюзии возникают из-за особенностей строения сетчатки глаза, несовершенства бинокулярного зрения, психологических стереотипов, бессознательных ложных суждений и искаженного восприятия мира. Оптические иллюзии могут быть как природными, так и созданными человеком. Один из самых простых и известных примеров – мираж в пустыне.
Классические оптические иллюзии, созданные людьми:
- Треугольник Пенроуза — это парадоксальная фигура, представляющая собой невозможный объект. На первый взгляд, он кажется обычным треугольником с тремя сторонами, но при внимательном рассмотрении становится ясно, что его края непрерывно соединяются под прямыми углами, создавая невозможную геометрическую структуру. Треугольник Пенроуза иллюстрирует, как наш мозг может быть обманут, интерпретируя двумерное изображение как трехмерное.
- «Бесконечная» лестница, или лестница Пенроуза, — это еще один невозможный объект, созданный на основе принципов, схожих с треугольником Пенроуза. Лестница создает иллюзию бесконечного подъема или спуска, хотя на самом деле она является замкнутой структурой, идущей по кругу. При взгляде на нее кажется, что человек может бесконечно подниматься или спускаться по ступеням.
- «Невозможный слон» Роджера Шепарда — это оптическая иллюзия, в которой изображен слон с «невозможными» ногами. При первом взгляде на рисунок кажется, что у слона несколько ног, которые неправильно соединены с его телом. Иллюзия создает впечатление, что слон одновременно стоит на всех своих ногах, хотя анатомически это невозможно.
- Комната Эймса — это специальная комната, стены которой имеют форму трапеции. Из-за этого человек, стоящий в одном конце комнаты, кажется значительно выше другого человека, стоящего в другом конце. Это создаёт иллюзию искажения пространства.
- Плывущая звезда — это ещё одна невозможная фигура, которая состоит из пяти точек, расположенных таким образом, что они образуют звезду. Однако при попытке соединить эти точки прямыми линиями получается, что некоторые из них пересекаются друг с другом.
Оптические иллюзии — это не признак расстройства психики. Здоровые люди также могут быть обмануты своим зрением: цвет, форма и расположение в пространстве воспринимаются в совокупности, а не по отдельности.
Цвет и свет воспринимаются вместе. У людей этот процесс осуществляется через глаз, клетки которого находятся в сетчатке — колбочки и палочки. Нервные импульсы передают информацию из окружающего мира в мозг, где формируется полная картина. Восприятие света и цвета у человека схоже с тем, что происходит у млекопитающих, особенно у кошек и собак. Однако люди могут испытывать проблемы с восприятием цвета и света. Первые связаны с генетическими отклонениями, а вторые — с оптическими иллюзиями, которые возникают у здоровых людей.
Восприятие цвета и света является сложным процессом, который подвержен влиянию множества факторов и основан на уникальных особенностях организма. Понимание этих механизмов позволяет лучше понять окружающий мир и собственные ощущения. Надеемся, что данная статья поможет читателям расширить свои знания о восприятии света и цвета, а также привнесет новые интересные факты в их понимание этой темы.
