Свет
Видимый свет - диапазон электромагнитных волн от 400 до 750 нм.
Длина волны света в видимом спектре обеспечивает движение света по прямым линиям, и края объектов, а также тени, которые они отбрасывают, имеют четкие границы (сравните с намного менее четкими тенями и краями в акустическом мире). Другим следствием прямолинейности распространения света является инвертирование изображения за отверстием. В результате изображение получается перевернутым, в отличие от тени предмета ( рис. В 4.4 ).
Во-вторых, белый свет является, как известно, смесью всех длин волн видимого спектра. Когда белый свет падает на отражающую поверхность, некоторые длины волн поглощаются ею, а некоторые - отражаются. Во многих высокоразвитых фоторецепторах возникли средства различения излучений с разной длиной волны. Такие животные способны ощущать цвета поверхностей в окружающей среде. Это может давать преимущества например, для различения спелости фруктов, в половом поведении, для маскировки и охоты.
В-третьих, не все поверхности отражают свет. Во многих случаях свет может проходить сквозь материальное тело, такие тела прозрачны. Однако, когда свет проходит из одной прозрачной среды в другую, его скорость меняется. В результате, когда свет входит в более плотную среду, его направление смещается в сторону нормали ( рис. В 4.5а ). Это явление известно как светопреломление (рефракция) . Законы рефракции рассматриваются во всех элементарных учебниках физики. Рефракция имеет большое значение в формировании изображения в глазу. Именно сила рефракции хрусталика и роговицы фокусирует изображение объекта на сетчатке. Фокальное расстояние (f) рефракционной системы - это дистанция между центральной точкой системы и точкой схождения лучей ( рис. В 4.5б ). <Сила> хрусталика (линзы) или другой рефракционной системы определяется как 1/f и измеряется в диоптриях (D). Линза с фокальным расстоянием в 1 м определяется как имеющая силу в 1 диоптрию, а с фокальным расстоянием 25 см - 1/0,25 = 4 D. Собирающие линзы называются позитивными, а рассеивающие - негативными.
Наконец четвертое, естественный свет в той или иной степени поляризован. В идеальном случае электромагнитные колебания, образующие свет , имеют случайную ориентацию в пределах 360о окружности, ортогональной к направлению луча. Однако, в ряде естественных ситуаций колебания в некоторых плоскостях избирательно поглощаются - атмосферными частицами (эффект Тиндаля-Рэлея), или же при отражении и преломлении границах раздела сред (эффект Френеля). Фоторецепторы многих животных способны различать даже слабую поляризацию и использовать эту информацию в ориентации для определении направления своего движения ( гл. РЕДКИЕ ЧУВСТВА ). Кора головного мозга зрительная: обработка сигналов
