1.人眼光学

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视网膜上有什么呢,为什么我们能够看到绚丽 多彩的世界?
一、人眼视觉的光学基础 视网膜的实际结构是很复杂的,我们单 从与光相关角度来看一下它的结构,下图是 人的右眼,左侧为鼻侧,右侧为太阳穴侧。
一、人眼视觉的光学基础
如果以眼睛的对称中心为轴,沿着视网 膜的右面,有一个直径大约1mm的凹陷,叫 做黄斑
一、人眼视觉的光学基础
人眼的最外面是角膜,其后面是前房,虹膜(中 间有个孔是瞳孔),晶状体(晶状体的周围连接着 睫状肌,可调节晶状体的曲率),玻璃体,视网膜 。视网膜的背后是视神经,视神经集中到一起形成 视神经束传出眼睛,进入到大脑。
一、人眼视觉的光学基础
从角膜到玻璃体可以等效为一个可以自 动调节通光量和焦距的精密的照相机,将外 界物体的像成在视网膜上。
生活中的物理学 第八讲 光源
我们在生活中会用到各种各样的光源, 那么不同的光源都有什么特点,生活中如何 选择?希望同学们通过这节课的学习能有所 了解。
一、人眼视觉的光学基础
我们看到的光是被我们的眼睛感知的, 所以我们首先要了解一下人眼是怎样看到周 围的物体的,它的光学基础是什么。
下面我们看一下人眼的基本构造
一、人眼视觉的光学基础
首先看一下锥状细胞,锥状细胞按照所含 视色素的不同吸收特性分为有三种,每种锥状 细胞包含一种不同的光敏感色素,分别记为: S、M、L(短、中、长波长),对应着蓝色视 觉、绿色视觉和红色视觉
一、人眼视觉的光学基础
图中的蓝、绿、红三条曲线就是它们对 不同波长的光的响应情况,蓝色对应的波长 最短,红色对应的波长最长
在光轴的左侧,视神 经输入的位置上有一个 斑,叫做盲斑
一、人眼视觉的光学基础
视网膜上分布着视觉细胞,视觉细胞总 共有两类,即,杆状细胞与锥状细胞,它们有 着不同的视觉功能。杆状细胞的功能是微光或 比较暗的环境里给出单色视觉,也称为“暗视 觉”。锥状细胞是在正常照明的条件下起着主 导作用,称为“明视觉”,给出色觉,能够分 别物体的颜色和它的细节。
一、人眼视觉的光学基础
下图是视觉细胞的分布情况,可以看到黄 斑里面明视觉细胞分布最多,盲斑里面没有视 细胞,其他部分暗视觉细胞的数量远大于明视 觉细胞,边缘几乎都是暗视觉细胞。
一、人眼视觉的光学基础
视觉细胞对不同波长的光的敏感度不同, 也就是视觉响应不同,下面我们看一下视细胞 对不同波长的光的响应,也就是看看不同视觉 细胞的光谱敏感性。
一、人眼视觉的光学基础
三种细胞共同作用而产生了颜色的感觉,我 们才能看到绚丽多彩的世界
杆状细胞只有一种, 即图中的R
所以到了暗的环境里面锥状细胞不工作了,我们就看 不见彩色了,只能看到黑灰白,也就是灰度图像了。
一、人眼视觉的光学基础 那么在明视觉情况下,也就是锥状细胞工作 的情况下,我们将三种锥状细胞对不同光的 响应加起来,就是人眼对外界光刺激的总的 响应情况
明视觉的归一化敏感度 V称为视见函数
从这条曲线我们看到,人眼对不同波长的
光的灵敏度不同,人眼的这种视觉特征称为
人眼的视敏特性,因此这条曲线也叫视觉灵
敏度曲线(也称为视见函数)
人眼最敏感的光波长是555nm,呈草绿色,大 自然中的绿色植物基本都在这个波长附近,这也是 我们的眼睛为什么看绿色最舒服,是适应自然的结 果。