Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
§ 122. Зрение двумя глазами и восприятие глубины про-
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| § 122. Зрение двумя глазами и восприятие глубины про-
странства. Стереоскоп. Зрительное восприятие внешнего про- странства является сложным действием, в котором существен- ным обстоятельством является то, что в нормальных условиях мы пользуемся д в у м я глазами. Один и тот же предмет дает изображения на сетчатых оболочках обоих глаз, причем оба изображения немного различаются между собой, так как пред- мет несколько различно расположен относительно обоих глаз: один глаз немного лучше видит правую сторону его, а другой — левую. Эти различия ничтожны, когда рассматривается плоский предмет (картина), и становятся вполне ощутимыми при наблю- дении объемных предметов. Световые раздражения, получаемые каждым глазом, соединяются в нашем сознании в один зри- тельный образ, в котором отображаются особенности, связанные с п р о с т р а н с т в е н н ы м характером рассматриваемого пред- мета. Желая рассмотреть какой-либо предмет, мы поворачиваем оба глаза так, что зрительные оси их пересекаются на этом пред- мете (рис. 261). Благодаря большой подвижности глаз мы быстро фиксируем одну точку предмета за другой; при этом мы можем оценивать расстояние до рассматриваемых предметов, а также сравнивать эти расстояния между собой. Такая оценка дает нам представление о г л у б и н е п р о с т р а н с т в а (перспективе), об объемном распределении деталей рассматриваемого предмета, делает возможным, как говорят, стереоскопическое зрение. При зрении одним глазом мы также производим оценку относительного расположения предметов, используя для этого 314 Гл. XII. Оптические приборы косвенные признаки: сравнение размеров объекта с размерами предметов, которые нам известны из опыта, изменения в цвете и расположении света и теней, наложение контуров объектов друг на друга и т. п. Рис. 261. Рассматривание предмета обоими глазами дает возможность оценить расстояние до предмета. Угол α на рисунке изображен значи- тельно большим, чем это имеет место в действительности при рассмат- ривании протяженных предметов Существенную помощь оказывает наблюдение относитель- ного смещения объектов при перемещении глаза наблюдателя. Наряду с этим для оценки расстояний мы используем ощущение усилия мышц, необходимого для аккомодации глаза на данный предмет. При зрении двумя глазами к этому прибавляется еще ощущение мышечного усилия, необходимого для сведения зри- тельных осей глаз на фиксируемую точку. Последние оба процес- са происходят одновременно и бессознательно и тесно связаны между собой. Глубина пространства при зрении двумя глазами восприни- мается несравненно лучше, чем при зрении одним глазом. Чтобы убедиться в этом, достаточно, закрыв один глаз, попробовать продеть нитку в ушко иголки. Способность ощущать глубину пространства и оценивать смещение предметов друг относитель- но друга по глубине у разных людей неодинакова и зависит, в частности, от тренировки. Угол α расхождения лучей, идущих от далекого предмета в оба глаза, пропорционален расстоянию b между глазами (на- зываемому базой) и обратно пропорционален расстоянию d до предмета (рис. 261): α = b
. При больших расстояниях до предмета угол α очень мал, и зрительные оси обоих глаз идут почти параллельно, вследствие чего ощущение глубины пространства теряется. Этот угол может Гл. XII. Оптические приборы 315
быть значительно увеличен с помощью оптических приборов за счет увеличения базы между объективами прибора. Благодаря этому эффекту ощущение глубины возрастает во много раз. В военных оптических приборах, предназначенных для на- блюдений (бинокли, стереотрубы), расстояние между центрами объективов всегда значительно больше, чем расстояние меж- ду глазами, и удаленные предметы кажутся значительно более рельефными, чем при наблюдении без прибора. Наоборот, те- атральные бинокли предназначены для рассматривания сцены, реальная глубина которой мала и где ощущение глубины созда- ется искусственно, с помощью декораций. Поэтому в театраль- ных биноклях расстояние между объективами делают меньше, чем расстояние между глазами, благодаря чему незначительная глубина сцены делается менее заметна. Конечно, такое распо- ложение объективов возможно только в призменных биноклях, где благодаря наличию призм расстояние между объективами может быть сделано иным, чем расстояние между окулярами (глазами). На рис. 255 изображен призменный полевой бинокль с увеличенной базой. Ту же роль, какую играют два глаза, могут выполнить два фотоаппарата, оптические оси которых параллельны и смещены одна относительно другой на расстояние b и которые обычно со- единены в один фотоаппарат с двумя объективами. Вместо двух фотоаппаратов можно, конечно, взять один аппарат и сделать последовательно два снимка какого-либо предмета с двух мест. Если полученные этим путем снимки расположить так, чтобы правый глаз видел только снимок, сделанный правым аппаратом, а левый глаз — левым аппаратом, и направить соответствующим образом оси глаз, то изображения обоих снимков соединятся и наблюдатель увидит р е л ь е ф н о е п р о с т р а н с т в о. Дей- ствительно, в этих условиях изображения каждого снимка на сетчатке по своим геометрическим свойствам и расположению окажутся вполне подобны изображениям истинного предмета при его непосредственном рассматривании двумя глазами. Для облегчения рассматривания снимков, полученных выше- описанным путем, употребляется прибор, называемый стерео- скопом. Схема стереоскопа представлена на рис. 262. Стерео- скопические снимки 1 и 2 рассматриваются с помощью линз L 1 и L
2 , помещенных каждая перед одним глазом. Снимки распо- лагаются в фокальных плоскостях линз, и, следовательно, их изображения лежат в бесконечности. Оба глаза аккомодированы на бесконечность. Изображения обоих снимков воспринимаются как один рельефный предмет, лежащий в плоскости 3. 316 Гл. XII. Оптические приборы Стереоскоп в настоящее время широко применяется для изу- чения снимков местности. Производя фотографирование местно- сти с двух точек, получают два снимка, рассматривая которые в стереоскоп можно ясно видеть рельеф местности. Рис. 262. Схема стереоскопа Большая острота стереоскопического зрения дает возмож- ность применять стереоскоп для обнаружения подделок докумен- тов, денег и т. п. Рассматривая в стереоскоп настоящий билет Государственного банка и его подделку, мы увидим стереоскопи- чески не плоское одиночное изображение, а какой-то рельеф, так как все не совсем тождественные детали сравниваемых рисунков дадут впечатление рельефных деталей, выступающих над общим плоским фоном. жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|