Gimnasio de la institución educativa presupuestaria municipal

Prueba

Sobre el tema: “Percepción del color”

Kharitonov Lev

Introducción

¿Qué es el color?

Percepción del color

Espectro. Principales tipos de color.

Conclusiones y Conclusión

Literatura

Introducción

La luz nos da la oportunidad de ver y estudiar todo lo que nos rodea en la Tierra, así como mucho de lo que está fuera de la Tierra en el espacio exterior ilimitado. Sentimos la luz a través del órgano de la visión: el ojo. Al mismo tiempo, percibimos no sólo la luz, sino también el color. No sólo vemos los objetos iluminados o luminosos que nos rodean, sino que también podemos juzgar su color. La propiedad del ojo, no solo de ver los objetos y fenómenos que nos rodean, sino también de sentir su color, nos brinda la oportunidad de observar la inagotable riqueza de colores de la naturaleza y reproducir los colores que necesitamos en diferentes áreas de la vida y la actividad. .

El objetivo de nuestro trabajo es estudiar qué es el color, cómo se forma y dónde se utiliza.

Para lograr este objetivo, nos hemos fijado las siguientes tareas:

Utilizando fuentes y materiales literarios en Internet, familiarícese con la definición del concepto de color, los tipos de color, las características de la percepción del color por el ojo y los mecanismos para obtener una imagen en color.

Realizar experimentos utilizando diferentes métodos para agregar colores.

Considerar el uso del color en diversas áreas de nuestra vida.

En el trabajo se utilizaron los siguientes métodos de investigación:

análisis de fuentes literarias;

experimento;

fotografía y grabación de vídeo.

1. ¿Qué es el color?

El color es una característica de la luz visible, una gama de ondas electromagnéticas.

El color puede asociarse con las características espectrales de los rayos de luz que tienen una determinada longitud de onda. El efecto de la luz sobre los fotorreceptores del ojo determina la naturaleza de la sensación de color. La luz es una forma de energía. Las fuentes de luz son varios cuerpos que emiten rayos de luz. Otros cuerpos sólo reflejan la luz. Es gracias a esto que los vemos (en la oscuridad absoluta, los cuerpos no reflejan la luz y no vemos nada).

La luz se compone de rayos de diferentes colores. Puedes verificar esto haciendo pasar la luz del sol a través de un prisma. Isaac Newton realizó un experimento sobre la descomposición de la luz solar (Fig. 1). Utilizó un pequeño trozo de vidrio en forma de prisma triangular para descomponer la luz. Cuando los rayos del sol atraviesan las gotas de lluvia, cada gota actúa como un prisma y aparece un arco iris. El color de los objetos depende del color de los rayos que absorben y reflejan. Las características del color y sus rasgos están asociados a las propiedades físicas de un objeto, material, fuentes de luz, etc., como, por ejemplo, los espectros de absorción, reflexión o emisión.

luz espectral de color

Arroz. 1. Esquema de descomposición de un haz de luz blanca en un espectro mediante un prisma de vidrio.

El vidrio transmite todos los rayos visibles. El material blanco refleja todos los rayos visibles. El material negro absorbe todos los rayos. Una hoja verde absorbe los rayos rojos y refleja los verdes. El material rojo refleja los rayos rojos y absorbe otros.

Percepción del color

El color es una de las propiedades de los objetos del mundo material, percibida como una sensación visual consciente. Una persona “asigna” tal o cual color a los objetos en el proceso de su percepción visual.

En la gran mayoría de los casos, la sensación de color surge como resultado de la exposición del ojo a corrientes de radiación electromagnética del rango de longitud de onda en el que el ojo percibe esta radiación (rango visible: longitudes de onda de 380 a 760 nm). A veces, una sensación de color se produce sin la influencia de un flujo radiante en el ojo (mediante presión sobre el globo ocular, impacto, estimulación eléctrica, etc.), así como mediante asociación mental con otras sensaciones (sonido, calor, etc.), y como resultado del trabajo de la imaginación. Las diferentes sensaciones cromáticas son causadas por objetos de diferentes colores, sus diferentes áreas iluminadas, así como por las fuentes de luz y la iluminación que crean. En este caso, la percepción de los colores puede diferir (incluso con la misma composición espectral relativa de los flujos de radiación) dependiendo de si la radiación ingresa al ojo desde fuentes de luz o desde objetos no autoluminosos. En el lenguaje humano, sin embargo, se utilizan los mismos términos para referirse al color de estos dos tipos diferentes de objetos. La mayor parte de los objetos que provocan sensaciones de color son cuerpos no autoluminosos, que sólo reflejan o transmiten la luz emitida por fuentes. En general, el color de un objeto está determinado por los siguientes factores: su color y las propiedades de su superficie; propiedades ópticas de las fuentes de luz y del medio a través del cual se propaga la luz; propiedades del analizador visual y las características del proceso psicofisiológico aún insuficientemente estudiado de procesamiento de impresiones visuales en los centros cerebrales.

Actualmente, la percepción del color está asociada a la hipótesis de la visión de tres componentes. Se basa en el supuesto de que la retina (del cuerpo, del ojo) debe contener tres tipos de fotorreceptores (llamados células cónicas) con diferentes espectros de absorción, por ejemplo, la absorción de rayos de luz "rojos", donde, por ejemplo , los conos son más sensibles a los rayos de luz rojos y reaccionan más activamente a ellos. Lo mismo ocurre con las interacciones de otros conos, que son más sensibles a otros colores primarios (por ejemplo, azul, verde). También hay sugerencias de que el número de estos tipos de fotorreceptores puede ser más de tres. Sin embargo, hasta la fecha no hay confirmación de estas hipótesis.

Espectro. Principales tipos de color.

Recuerde uno de los fenómenos naturales más bellos: el arco iris. La lluvia no ha pasado del todo, los rayos del sol atraviesan las nubes y aparece en el cielo un enorme arco iris multicolor, cuyos colores se transforman suavemente entre sí.

Al mirar el arco iris, es imposible indicar los límites de los colores individuales, podemos nombrar solo algunas áreas características, ubicadas en el siguiente orden de arriba a abajo: rojo, naranja, amarillo, amarillo verdoso, verde, azul, índigo; y violeta. En realidad, cada una de las secciones de color indicadas del arco iris, a su vez, consta de muchos tonos de colores que se transforman suavemente entre sí. Las propiedades de nuestro ojo son tales que dentro de cada región cromática sólo distinguimos entre sí un número limitado de colores. Newton dio una explicación de la aparición del arco iris. Los rayos del sol se refractan en gotas de lluvia, como en prismas, y la luz blanca se descompone en sus partes componentes. Como resultado, vemos un arco iris que consta de muchos colores espectrales que se transforman unos en otros.

Un arco iris es un espectro de luz solar. Si pasáramos la luz de una lámpara incandescente ordinaria a través de un prisma triangular, estaríamos convencidos de que el espectro de la lámpara incandescente es similar al espectro de la luz solar. Todos los cuerpos incandescentes producen un espectro del mismo tipo. La transición de un color a otro se produce de forma continua, por lo que dicho espectro se denomina continuo. Todo el espectro se puede dividir en dos partes según los tonos de color. Una parte incluye colores rojo, naranja, amarillo y amarillo verdoso, y la otra parte incluye colores morado, azul, cian y verde. Los colores de la primera parte del espectro están asociados con la idea del color de los cuerpos incandescentes: el fuego, por eso se les llama colores cálidos. Y los colores de la segunda parte del espectro están asociados con el color del agua, el hielo, el metal y se llaman colores fríos.

Colores primarios y secundarios.

El concepto de "color adicional" se introdujo por analogía con el "color primario". Se ha descubierto que la mezcla óptica de ciertos pares de colores puede dar la apariencia de blanco. Entonces, a la tríada de colores primarios Rojo - Verde - Azul, los colores adicionales son Cian - Púrpura - Amarillo. En el círculo cromático, estos colores se colocan en oposición, de modo que los colores de ambas tríadas se alternan. En la práctica de la impresión, se utilizan diferentes conjuntos de "colores primarios" como colores primarios.

Colores primarios y secundarios.

Esta división se basa en la síntesis de las ideas de muchos científicos (Lomonosov, Jung, Helmholtz, Goering). Los colores primarios incluyen “colores primarios”; los colores secundarios se refieren a todos los demás que se pueden obtener mezclando los primarios.

Colores cromáticos y acromáticos.

Todos los colores que se encuentran en la naturaleza se dividen en acromáticos y cromáticos. Los colores acromáticos incluyen el blanco y el negro, así como el gris, que es un punto intermedio entre el blanco y el negro. Todos los colores grises se pueden obtener mezclando blanco y negro, en diferentes proporciones. Por ejemplo, si mezclas hollín con tiza en diferentes proporciones, obtendrás colores grises negros de distinta luminosidad. Los colores acromáticos están ausentes en el espectro, son incoloros. Hay innumerables colores en la naturaleza. Sin embargo, el ojo humano sólo puede distinguir un número limitado de ellos: unos 300 colores acromáticos, del blanco al negro.

Los colores cromáticos son todos los colores que tienen una u otra tonalidad. Estos incluyen, por ejemplo, todos los colores espectrales (verde, amarillo, rojo, etc.)

¿Qué determina el color de los objetos?

¿Qué determina el color de los objetos que nos rodean? ¿Qué significado físico corresponde a nuestra idea de que la hierba es verde, el cielo es azul, la pintura es roja, etc.?

Deje que un flujo luminoso de una fuente de luz con un espectro continuo o lineal caiga sobre algún cuerpo translúcido. Parte de este flujo de luz se reflejará desde la superficie del cuerpo, parte pasará a través del cuerpo y parte será absorbida por él. La relación entre el flujo de luz reflejado y transmitido por el cuerpo y el flujo de luz incidente se denomina coeficientes totales o totales de reflexión y transmitancia y se expresa como porcentaje. Así, por ejemplo, la nieve recién caída tiene un coeficiente de reflectancia de 85, el papel blanco - 75, el cuero negro - 1 - 2%. Esto significa que la nieve refleja 85, el papel blanco 75 y la piel negra, entre el 1 y el 2% del flujo de luz que incide sobre ellos.

Las superficies que no cambian la composición espectral de la luz que incide sobre ellas y tienen un coeficiente de reflexión de al menos el 85% se denominan blancas (nieve). Los cuerpos o medios por los que pasa el flujo luminoso sin cambiar su composición espectral se denominan incoloros. Por ejemplo, vidrio de ventana transparente.

Una superficie cubierta con pintura roja e iluminada por la luz blanca del sol nos parece roja. Si miramos a través de un filtro azul (vidrio azul) el filamento luminoso de una lámpara incandescente, ésta nos parece azul. Esto significa que vemos una superficie cubierta de pintura como roja porque refleja bien los rayos rojos, naranjas y amarillos y mal todos los demás. Mirando a través de un filtro azul el filamento luminoso de una lámpara incandescente, vemos este último azul porque el filtro azul, de todo el conjunto de rayos de una lámpara incandescente, solo transmite rayos azules, violetas y cian, lo que como resultado da nosotros la sensación del azul.

Los cuerpos y medios que reflejan o transmiten de manera desigual luz de diferentes longitudes de onda, cuando se iluminan con luz blanca, tienen uno u otro color correspondiente a sus propiedades físicas y se denominan coloreados.

Así, el color de los objetos que nos rodean depende, en primer lugar, de su capacidad para reflejar o transmitir el flujo luminoso que incide sobre ellos y, en segundo lugar, de la distribución del flujo luminoso en el espectro de la fuente luminosa que los ilumina.

Cuando decimos que una superficie tiene un color verde (cuando se ilumina con luz blanca), esto significa que de todo el conjunto de rayos que componen la luz blanca, esta superficie refleja predominantemente rayos verdes. Los rayos reflejados por la superficie inciden en nuestros ojos dándonos la sensación de verde. Un medio (vidrio, líquido), que nos parece de color verde (cuando se ilumina con luz blanca), transmite predominantemente rayos verdes de todo el conjunto de rayos que componen la luz blanca.

El color de los objetos que vemos también depende del brillo del color.

Realicemos un experimento. Deje que una hoja de papel, pintada de cualquier color, se ilumine con la luz solar directa. Protejamos media hoja de papel de la luz solar directa con algún objeto blanco opaco. Una parte de la hoja quedará sombreada y su brillo será menor que el de la segunda parte. Y aunque ambas mitades de una hoja de papel, sombreadas y no sombreadas, reflejan la luz por igual, es decir, Cualitativamente iguales, pero su color es diferente. La diferencia es que el brillo de ambas hojas de papel no es el mismo.

Por lo tanto, el color rosa con un brillo bajo nos parecerá burdeos, el amarillo como marrón y el azul como azul. El brillo de un color es su parámetro cuantitativo.

Mezcla de colores e imágenes en color.

Los colores espectrales son los colores más puros que observamos, ya que no contienen ninguna mezcla de blanco. Sin embargo, no agotan la variedad de colores existentes en la naturaleza. El conjunto completo de colores que se encuentran en la naturaleza se puede obtener mezclando colores espectrales entre sí en diferentes proporciones, así como mezclando colores espectrales con colores acromáticos: blanco y negro.

La mezcla de colores se refiere al fenómeno de la formación de nuevos colores combinándolos a partir de dos o más colores.

Numerosos experimentos han establecido que algunos pares de colores cromáticos, mezclados en una determinada proporción, forman un color acromático. Dos colores que al mezclarse forman un color acromático se llaman complementarios. En la naturaleza existen innumerables pares de colores complementarios, incluidos los espectrales. Estos colores son, por ejemplo, rojo y cian, azul y amarillo, verde y violeta. Si uno de los dos colores complementarios es cálido, el otro es frío. Esto es completamente comprensible, ya que los colores cálidos casi no contienen azul ni cian, mientras que los colores fríos casi no contienen radiación roja y naranja. El blanco contiene colores cálidos y fríos.

Adición aditiva de colores.

La mezcla de colores aditivos es un método de síntesis de colores basado en la adición de colores aditivos, es decir, los colores de objetos que emiten directamente. El método se basa en las características estructurales del analizador visual humano, en particular en el fenómeno del metamerismo.

Mezclando los tres colores primarios: rojo, verde y azul, en una determinada proporción, es posible reproducir la mayoría de los colores percibidos por los humanos.

Un ejemplo del uso de síntesis aditiva es un monitor de computadora, cuya imagen en color se basa en el espacio de color RGB y se obtiene a partir de puntos rojos, verdes y azules.

Arroz. 2. Adición de color aditiva (a) y sustractiva (b)

A diferencia de la mezcla de colores aditiva, existen esquemas de síntesis sustractiva. En este caso, el color se forma restando ciertos colores a la luz reflejada por el papel (o al pasar a través de un medio transparente). El modelo de síntesis sustractiva más común es CMYK, que se usa ampliamente en la impresión.

El método sustractivo de formación del color se utiliza ampliamente en el cine y la fotografía en color. La formación de color sustractiva ocurre cuando se aplica pintura a la superficie de papel, lienzo u otros materiales. La pintura son granos de uno o más pigmentos diferentes mezclados y unidos por algún tipo de aglutinante. El aglutinante puede ser incoloro y transparente o tener transmisión selectiva y algo de dispersión.

La experiencia de mezclar colores aditivos reflejando la luz es la siguiente. Se insertan dos discos de diferentes colores, cortados a lo largo de un radio, entre sí de modo que se obtiene un disco que consta de dos sectores de diferentes colores (Fig. 3). Al deslizar un disco sobre otro, puede cambiar la proporción de las áreas de los sectores de los colores seleccionados.

Arroz. 3. Discos con sectores deslizantes para mezclar colores durante la rotación.

Cuando los discos giran rápidamente alrededor de sus centros mediante un pequeño motor eléctrico, no podemos distinguir por separado los sectores coloreados que forman este círculo. Los sectores coloreados se suceden rápidamente y crean en el ojo la sensación de un color mezclado. Al cambiar la proporción de sectores multicolores, puede obtener todo tipo de mezclas intermedias entre los colores tomados.

Así, mezclando colores primarios mediante un pequeño motor eléctrico, se pueden obtener muchos tonos intermedios diferentes.

Del mismo modo, añadiendo de forma aditiva colores primarios (rojo, verde y azul), se obtiene una imagen en la pantalla de un monitor de ordenador, teléfono móvil, etc. Esto lo verificamos examinando la imagen en la pantalla del teléfono móvil bajo un microscopio (Fig. 4). Como puede ver en la imagen, está construido a partir de los rectángulos más pequeños: píxeles que brillan en rojo, azul y verde.

Arroz. 4. Un fragmento de una imagen en la pantalla de un teléfono móvil bajo un microscopio.

Al aplicar pintura sobre una hoja de papel blanco, los colores resultan diferentes, ya que en este caso se produce una mezcla sustractiva de colores.

Conclusiones y Conclusión

A partir de los resultados del trabajo, podemos sacar las siguientes conclusiones:

El color es una de las propiedades de los objetos del mundo material, percibida como una sensación visual consciente. Una persona “asigna” tal o cual color a los objetos en el proceso de su percepción visual. La percepción del color depende de muchos factores.

El color de los objetos está determinado por el impacto en nuestros ojos de los rayos de un determinado espectro (verde, rojo, etc.) reflejados por el objeto.

Como resultado de nuestros experimentos, descubrimos cómo se produce la suma aditiva y sustractiva de colores y cómo se obtiene una imagen en color en una pantalla luminosa.

El trabajo presentado no examina todos los aspectos de un fenómeno tan interesante y multifacético en nuestras vidas como el color. Un campo especial de la ciencia: la ciencia del color lleva a cabo un estudio detallado de todas las características del color, su significado en la naturaleza y su aplicación práctica en la vida humana. La importancia de este trabajo es comprender la esencia general del color y realizar algunos experimentos sobre la formación, mezcla y descomposición de los colores. La perspectiva de trabajo podría ser estudiar la influencia del color en el estado psicológico y funcional del cuerpo humano y desarrollar sobre esta base un proyecto propio de la escuela, cuyos detalles aún no se han revelado.

Literatura

1. Soldado asquenazí. El color en la naturaleza y la tecnología - 4ª ed., revisada. y adicional - M.: Energoatomizdat, 1985. - 96 p., enfermo.

2. Bukvareva E.N., Chudinova E.V. Ciencias naturales. 3er grado, 2000.

Tutoría

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El color es una de las propiedades de los objetos del mundo material, percibida como una sensación visual. Las sensaciones visuales surgen bajo la influencia de la luz en los órganos de la visión: radiación electromagnética en el rango visible del espectro. El rango de longitud de onda de las sensaciones visuales (color) está en el rango de 380 a 760 micrones. Las propiedades físicas de la luz están estrechamente relacionadas con las propiedades de la sensación que provocan: con un cambio en la potencia luminosa, cambia el brillo del color del emisor o la luminosidad del color de las superficies pintadas y de los ambientes. Con un cambio de longitud de onda cambia el color, lo cual es idéntico al concepto de color que definimos con las palabras “azul”, “amarillo”, “rojo”, “naranja”, etc.

La naturaleza de la sensación de color depende tanto de la reacción total de los receptores sensibles al color del ojo humano como de la proporción de reacciones de cada uno de los tres tipos de receptores. La reacción total de los receptores sensibles al color del ojo determina la luminosidad y la proporción de sus partes determina la cromaticidad (tono y saturación). Las características del color son el tono, la saturación y el brillo o luminosidad.

A.S. " etc. "

Así, el ojo integra (suma) un determinado intervalo de emisiones de luz y las percibe como un todo. La amplitud de este intervalo depende de muchos factores, principalmente del nivel de adaptación del ojo.

El color como fenómeno de la visión y objeto de estudio.

Acto de color de la luz,
Estados de acción y pasivos.

JW Goethe

El color imparte forma, volumen y emocionalidad a las cosas y fenómenos cuando se perciben. En la mayoría de las especies biológicas, los receptores de luz se localizan en la retina del ojo. La complejidad del analizador de luz se produjo a medida que se desarrolló la línea biológica. El mayor logro de la naturaleza es la visión humana.

Con el surgimiento de la civilización, el papel del color aumentó. Las fuentes de luz artificiales (emisores con un espectro limitado de radiación de energía electromagnética) y las pinturas (color puro infinito) pueden considerarse medios artificiales de síntesis de color.

El hombre siempre ha tratado de dominar la capacidad de influir en su estado de ánimo a través del color y utilizar el color para crear un ambiente de vida confortable, así como en diversas imágenes. Las primeras formas de utilizar los colores en la práctica ritual están relacionadas con su función simbólica. Posteriormente, los colores se utilizaron para reflejar la realidad percibida y visualizar conceptos abstractos.

El mayor logro en el dominio del color son las artes visuales, utilizando colores expresivos, impresionantes y simbólicos.

El ojo y el oído humanos perciben la radiación de forma diferente

Según la hipótesis de Young-Helmholtz, nuestros ojos tienen tres receptores fotosensibles independientes que responden a los colores rojo, verde y azul, respectivamente. Cuando la luz coloreada entra en el ojo, estos receptores se excitan según la intensidad del color que les afecta, contenido en la luz observada. Cualquier combinación de receptores excitados provoca una sensación de color específica. Las áreas de sensibilidad de estos tres receptores se superponen parcialmente. Por tanto, la misma sensación de color puede ser provocada por diferentes combinaciones de emisiones de luz de colores. El ojo humano resume constantemente los estímulos y el resultado final de la percepción es la acción total. También cabe señalar que a una persona le resulta muy difícil, y a veces imposible, determinar si ve una fuente de luz o un objeto que refleja luz.

Si el ojo puede considerarse un sumador perfecto, entonces el oído es un analizador perfecto y tiene una capacidad fantástica para descomponer y analizar las vibraciones que forman el sonido. El oído del músico distingue sin la menor dificultad en qué instrumento se toca una determinada nota, por ejemplo en una flauta o un fagot. Cada uno de estos instrumentos tiene un timbre claramente definido. Sin embargo, si se analizan los sonidos de estos instrumentos utilizando un dispositivo acústico adecuado, se encontrará que las combinaciones de armónicos emitidos por estos instrumentos difieren ligeramente entre sí. Basándonos únicamente en el análisis instrumental, es difícil decir con precisión de qué instrumento estamos tratando. De oído se pueden distinguir los instrumentos inequívocamente.

La sensibilidad del ojo y del oído es significativamente superior a la de los dispositivos electrónicos más modernos. En este caso, el ojo suaviza la estructura de mosaico de la luz y el oído distingue susurros (variaciones de tono).

Si el ojo fuera el mismo analizador que el oído, entonces, por ejemplo, un crisantemo blanco nos parecería un caos de colores, un juego fantástico de todos los colores del arco iris. Los objetos nos aparecerían en diferentes tonalidades (timbres de color). fibra verde mi t y una hoja verde, que normalmente nos parece del mismo color verde, tendría un color diferente. El hecho es que el ojo humano produce la misma sensación de color verde a partir de diferentes combinaciones de haces de luz de colores originales. Un ojo hipotético con poderes analíticos detectaría inmediatamente estas diferencias. Pero el ojo humano real los resume, y la misma suma puede tener muchos componentes diferentes.

Se sabe que la luz blanca se compone de toda una gama de colores y espectros de emisión. Lo llamamos blanco porque el ojo humano no es capaz de separarlo en colores individuales.

Por tanto, como primera aproximación, podemos suponer que un objeto, por ejemplo una rosa roja, tiene este color porque refleja sólo el rojo. Algún otro objeto, por ejemplo una hoja verde, parece verde porque selecciona el color verde de la luz blanca y sólo refleja eso. Sin embargo, en la práctica, la sensación de color está asociada no solo con la reflexión (transmisión) selectiva de la luz incidente o emitida por un objeto. El color percibido depende en gran medida del entorno cromático del objeto, así como de la esencia y estado del perceptor.

El color sólo se puede ver

Cuando una persona no tiene visión, las cosas parecen básicamente iguales cuando mira el mundo. Por otro lado, cuando aprende a ver, nada se verá igual mientras vea la cosa, aunque siga siendo la misma.

Carlos Castañeda

Los colores que resultan de estímulos luminosos físicos generalmente se ven de manera diferente cuando el estímulo se compone de manera diferente. Sin embargo, el color también depende de otras condiciones, como el nivel de adaptación del ojo, la estructura y el grado de complejidad del campo visual, el estado y las características individuales del espectador. El número de combinaciones posibles de los estímulos de emisión de luz del mosaico individual es significativamente mayor que el número de colores diferentes, que se estima en aproximadamente 10 millones.

De ello se deduce que cualquier color percibido puede ser generado por una gran cantidad de estímulos con diferente composición espectral. Este fenómeno se llama metamerismo del color. Por tanto, la sensación de color amarillo se puede obtener bajo la influencia de radiación monocromática con una longitud de onda de aproximadamente 576 nm o de un estímulo complejo. Un estímulo complejo puede consistir en una mezcla de radiación con una longitud de onda de más de 500 nm (fotografía en color, impresión) o una combinación de radiación con una longitud de onda correspondiente al verde o al rojo, mientras que la parte amarilla del espectro está completamente ausente (televisión , monitor de computadora).

Cómo ve una persona el color, o Hipótesis C (B+G) + Y (G+R)

La humanidad ha creado muchas hipótesis y teorías sobre cómo una persona ve la luz y el color, algunas de las cuales se discutieron anteriormente.

Este artículo intenta, basándose en las tecnologías de impresión y separación de colores utilizadas en la impresión antes mencionadas, explicar la visión humana del color. La hipótesis se basa en la idea de que el ojo humano no es una fuente de radiación, sino que actúa como una superficie coloreada iluminada por luz, y el espectro luminoso se divide en tres zonas: azul, verde y roja. Se supone que en el ojo humano hay muchos receptores de luz del mismo tipo, que forman la superficie en mosaico del ojo que percibe la luz. La estructura básica de uno de los receptores se muestra en la figura.

El receptor consta de dos partes que funcionan como una sola unidad. Cada parte contiene un par de receptores: azul y verde; verde y rojo. El primer par de receptores (azul y verde) está envuelto en una película azul y el segundo (verde y rojo) está envuelto en una película amarilla. Estas películas funcionan como filtros de luz.

Los receptores están interconectados por conductores de energía luminosa. En el primer nivel, el receptor azul está conectado con el rojo, el azul con el verde y el verde con el rojo. En el segundo nivel, estos tres pares de receptores están conectados en un punto (“conexión en estrella”, como en una corriente trifásica).

El esquema funciona de acuerdo con los siguientes principios:

Un filtro azul transmite rayos de luz azules y verdes y absorbe los rojos;

Un filtro amarillo transmite rayos verdes y rojos y absorbe los azules;

Los receptores responden sólo a una de las tres zonas del espectro de luz: rayos azules, verdes o rojos;

Dos receptores, que se encuentran detrás de los filtros de luz azul y amarillo, reaccionan a los rayos verdes, por lo que la sensibilidad del ojo en la zona verde del espectro es mayor que en la zona azul y roja (esto corresponde a datos experimentales sobre la sensibilidad de el ojo;

Dependiendo de la intensidad de la luz incidente, en cada uno de los tres pares de receptores interconectados surgirá un potencial energético que puede ser positivo, negativo o nulo. En potencial positivo o negativo, un par de receptores transmite información sobre el tono de color en el que predomina la radiación de una de las dos zonas. Cuando el potencial energético se crea únicamente debido a la energía luminosa de uno de los receptores, entonces se debe reproducir uno de los colores de una sola zona: azul, verde o rojo. El potencial cero corresponde a partes iguales de radiación de cada una de las dos zonas, lo que le da a la salida uno de los colores de las dos zonas: amarillo, magenta o cian. Si los tres pares de receptores tienen potencial cero, entonces debería reproducirse uno de los niveles de gris (de blanco a negro), dependiendo del nivel de adaptación;

Cuando los potenciales de energía en los tres pares de receptores son diferentes, en el punto gris se debe reproducir un color con predominio de uno de los seis colores: azul, verde, rojo, cian, violeta o amarillo. Pero este tono se blanqueará o ennegrecerá, dependiendo del nivel general de energía luminosa de los tres receptores. Así, el color reproducido siempre contendrá un componente acromático (nivel de grises). Este nivel de gris, promediado para todos los receptores del ojo, determinará la adaptación (sensibilidad) del ojo a las condiciones de percepción;

Si en la mayoría de los receptores del ojo surgen durante un largo periodo de tiempo pequeños potenciales de energía (correspondientes a matices de color débiles o colores débilmente cromáticos cercanos a los acromáticos), se nivelarán y derivarán hacia el gris o el color de memoria predominante. La excepción es cuando se utiliza un estándar de color comparativo o estos potenciales corresponden a un color de memoria;

Las alteraciones en el color de los filtros, en la sensibilidad de los receptores o en la conductividad de los circuitos provocarán una distorsión en la percepción de la energía luminosa y, por tanto, una distorsión del color percibido;

Los fuertes potenciales energéticos que surgen de la exposición prolongada a energía luminosa de alta potencia pueden provocar la percepción de un color adicional al mirar una superficie gris. Colores complementarios: al azul amarillo, al verde magenta, al rojo cian y viceversa. Estos efectos surgen debido al hecho de que debe ocurrir una rápida igualación del potencial energético en uno de los tres puntos del circuito.

Así, utilizando un circuito de energía simple, que incluye tres receptores diferentes, uno de los cuales está duplicado, y dos filtros de película, es posible simular la percepción de cualquier tono del espectro de luz coloreada que ve una persona.

En este modelo de percepción humana del color, solo se tiene en cuenta el componente energético del espectro de luz y no se tienen en cuenta las características individuales de una persona, su edad, profesión, estado emocional y muchos otros factores que afectan la percepción de la luz. .

Color sin luz

Mi alma me la abrió y me enseñó a tocar lo que no se ha hecho carne y no ha cristalizado. Y nos permitió comprender que lo sensorial es la mitad de lo mental y que lo que tenemos en las manos es parte de lo que deseamos.

JH Gibran

El color surge como resultado de la percepción del ojo de la radiación electromagnética luminosa y la transformación de la información sobre esta radiación por parte del cerebro humano. Aunque se cree que la radiación de luz electromagnética es el único agente causante de la sensación de color, el color se puede ver sin exposición directa a la luz; las sensaciones de color pueden surgir libremente en el cerebro humano; Ejemplo: sueños de colores o alucinaciones provocadas por la exposición a productos químicos. En una habitación completamente oscura, vemos un parpadeo multicolor ante nuestros ojos, como si nuestra visión emitiera algunas señales aleatorias en ausencia de estímulos externos.

En consecuencia, como ya se ha señalado, el estímulo cromático se define como un estímulo adecuado para la percepción del color o de la luz, pero no es el único posible.

En el proceso de visión se perciben los parámetros del flujo luminoso. En un receptor sensible a la luz convergen procesos de diferentes esferas de la realidad: interactúan objetos cuánticos (fotones), receptores como instrumentos de medición que evalúan los parámetros de los objetos cuánticos y neuronas relacionadas con elementos que llevan a cabo procesos de mayor actividad nerviosa.

Este problema también es interesante porque esta área del conocimiento no ha sido suficientemente estudiada y tanto físicos como biólogos la abandonan. Además, el problema de la percepción de la luz es parte de los problemas de la percepción de la información humana, discutidos en el artículo "Percepción de la información" como parte de la solución al problema psicofísico.

El acoplamiento directo de la radiación electromagnética y la materia se produce en los receptores visuales de la retina de un organismo vivo; aquí la luz se convierte en señales nerviosas en forma de paquetes de impulsos eléctricos, a partir de los cuales se crea una imagen de los objetos visibles en el cerebro. . Los receptores sensibles a la luz actúan como una frontera que separa (y conecta) los procesos cuánticos y neuronales, en los que se interconectan diferentes esferas de la realidad: radiación, materia y actividad nerviosa.

Las investigaciones muestran que la energía de un fotón que actúa sobre el receptor es percibida por un electrón específico de la proteína fotosensible. Este electrón no solo se encuentra en la composición de una proteína específica, sino que la proteína, a su vez, está integrada en el cuerpo de un receptor sensible a la luz específico, y el receptor tiene una ubicación muy específica en la retina y está conectado a específicos neuronas. Hay un lugar especial en la retina del ojo, que se toma como centro del sistema de referencia general de todos los receptores.

Los receptores tienen una estructura en forma de columna de placas (alrededor de 2000 piezas), cada placa contiene alrededor de 60 mil proteínas sensibles a la luz. Los receptores están ubicados en la retina en una matriz continua que cubre todo el campo de la retina. Hay receptores para distinguir colores: conos y receptores para blanco y negro, bastones. El número de conos de colores se estima entre 6 y 10 millones y los conos están ubicados principalmente alrededor del centro de visión. Hay alrededor de 100 millones de bastones que se encuentran repartidos por todo el campo de la retina.

El sistema visual percibe luz en el rango de 400 a 780 nm, la lente absorbe la radiación ultravioleta (ondas inferiores a 360), los receptores no perciben las más grandes y el cuerpo emite ondas infrarrojas (1000 nm y más). en sí mismo y sería la iluminación del sistema visual.

Para la información visual, el espectro de radiación es naturalmente importante, pero el receptor fotosensible no sólo recibe la radiación, sino que también determina las diferencias entre las características locales del flujo luminoso. En el receptor y entre los receptores hay células horizontales especiales que determinan el gradiente del flujo de luz en términos de intensidad, longitud de onda y saturación del color dominante; en consecuencia, la información se transmite no solo sobre el color, sino también sobre el brillo y la saturación. de color sobre un fondo blanco. También cabe señalar que el receptor no sólo percibe las características del flujo luminoso y las transmite al cerebro, sino que también controla la transparencia general y local por separado de la sustancia al receptor, de modo que se puedan ver las diferencias en el flujo luminoso. incluso con diferentes intensidades y contrastes.

Debido a la absorción de fotones, se producen procesos electroquímicos en el receptor que provocan la activación de neuronas posteriores. Para la recepción, un fotón sólo puede percibirse si la proteína fotosensible que lo recibió está integrada en el circuito de medición del receptor. Si la proteína que recibió el fotón está fuera del circuito de medición del receptor, entonces se producirá la absorción del fotón, pero no causará los efectos químicos necesarios para la recepción, y dicha absorción será inútil, ya que la información sobre dicho fotón no llegar a las siguientes neuronas. De esto podemos concluir que la absorción de fotones en el marco de los procedimientos que ocurren en los sistemas sensoriales no es aleatoria.

De acuerdo con la teoría de los tres componentes de la estructura de los receptores sensibles al color (conos), se cree que el cono sensible a la luz reacciona solo a fotones de una determinada longitud de onda. Sin embargo, esta teoría plantea dudas sobre su fiabilidad. Un electrón en una proteína (o la proteína misma) primero debe decidir de alguna manera si reaccionar ante él si el fotón tiene la longitud de onda apropiada, y no reaccionar si la longitud de onda es ligeramente más larga (o más corta). No sabe la longitud de onda que llegará a esta proteína, no sabe en qué medida difiere la longitud de onda de la que puede recibir. Y no importa lo diferente que sea de “el nuestro”. En cualquier caso, el electrón (o uno de los participantes en la absorción) debe de alguna manera “sentir”, absorber o transmitir el fotón. Los oftalmólogos no pudieron responderme a estas preguntas. Y los físicos generalmente se negaron a considerar el problema de la percepción de la luz por el ojo, con el pretexto de que en esta situación les era imposible realizar mediciones, y sin mediciones confiables no tenían derecho a afirmar nada ni a sacar conclusiones.

Para hacer las cosas aún más confusas, la visión del color es capaz de percibir el color (la longitud de onda de un fotón) y determinar simultáneamente su ubicación en la retina. ¿Cómo es posible siquiera determinar la longitud de onda de un fotón si la localización del electrón que reacciona al fotón está en unidades de Angstrom (0,1 nm), y la longitud de onda del fotón es aproximadamente cinco mil veces mayor (de 400 a 770 nm)? Nuevo Méjico)? Después de todo, la energía absorbida del fotón debe distribuirse aleatoriamente en un espacio inconmensurablemente mayor que la localización del electrón.

También surgen otras preguntas. ¿Cuál es la naturaleza de la energía de los fotones (cinética, eléctrica, magnética, alguna otra cosa)? ¿Qué sucede con la energía de un fotón cuando es absorbido por un electrón? ¿Qué transformaciones energéticas se producen?

El deseo de obtener respuestas a las preguntas que surgen nos obliga a profundizar en los detalles del proceso de absorción de la luz por la materia. La física afirma que para excitar un electrón no es necesario gastar algún tipo de energía, sino un valor muy específico: la diferencia entre dos estados de energía, lo que se confirma claramente en experimentos físicos. La absorción se produce en forma de una banda de absorción específica en el espectro electrónico de la molécula. Sin embargo, esto es sólo una afirmación del hecho de la absorción de una porción específica de energía, su confirmación empírica, pero aún no una explicación del mecanismo de absorción.

Para agudizar el problema y mostrar su naturaleza física, no fisiológica, observamos que es precisamente a partir del hecho de que un electrón específico absorbe un fotón específico que en el proceso de recepción visual es posible medir simultáneamente y con bastante precisión la energía (momento ) de un fotón y la ubicación de este fotón. La ubicación de un objeto cuántico corresponde a la ubicación (ubicación) del electrón que absorbió el fotón, y esta ubicación es completamente definible a nivel macro, ya que un “hilo” va desde él hasta el receptor de señal, y la energía del El fotón corresponde a la diferencia entre las energías de los estados del electrón; también es completamente definible. Si la energía del fotón coincide con la diferencia de energía requerida para cambiar la ubicación del electrón, entonces se produce la absorción. Si no coincide, entonces el fotón atraviesa esta molécula. Ahora veamos qué sale de esto.

Para un fotón existe una ecuación.

λ·P=ħ, donde λ es la longitud de onda, P es el momento del fotón y ħ es la constante de Planck. Esta ecuación de fotones es muy similar a la relación de incertidumbre de Heisenberg:

ΔХ · ΔР >= ħ, donde ΔХ es el error al determinar la ubicación de un objeto cuántico, ΔР es el error al determinar su impulso.

Es posible estimar el error al medir los parámetros de un fotón cuando es absorbido por un electrón específico de una proteína fotosensible específica de la retina. La magnitud del error resultante al medir el impulso puede determinarse mediante la resolución del sistema visual al determinar el color. Se ha establecido experimentalmente que la sensibilidad se estima en 2 – 3 nm. Esto es menos del 1% de la longitud de onda de la luz en el rango visible: (0,3 – 0,5)%. Utilizando la ecuación del fotón λ·P=ħ, determinamos la diferencia en el cambio de impulso registrado por el sistema visual: ΔР = ħ/λ – ħ/1,01·λ, que es aproximadamente = 0,01· ħ/λ

ΔР = 0,01 · ħ/λ

El error al medir la ubicación de un fotón (ΔX) se puede estimar como el tamaño de la región de localización del propio electrón en la molécula de proteína. Si el tamaño del átomo se estima en aproximadamente 0,1 nm, entonces el error de localización del electrón (con una gran sobreestimación) se puede considerar de 0,5 nm. Es recomendable expresar este valor en unidades convencionales, como fracción de la longitud de onda del fotón (500 nm). Como resultado, encontramos que el error al medir la ubicación del fotón es aproximadamente (0,5/500) λ = 0,001 · λ.

ΔХ = 0,001· λ

Sustituyendo los errores relativos al determinar la ubicación y el momento del fotón en la relación de incertidumbre, obtenemos:

ΔХ · ΔР = 0,001 · λ · 0,01 · ħ/λ = 0,00001 · ħ.

Según las estimaciones realizadas, el producto de los errores en la medición de las coordenadas y el impulso del receptor ocular resulta ser cien mil veces menor que la constante de Planck. Además, hay que tener en cuenta que ambos errores se toman con cierta sobreestimación; si tomamos los errores reales en la determinación de ΔХ y ΔР, entonces su producto será aproximadamente un millón de veces menor que la constante de Planck. Y según la relación de incertidumbre de Heisenberg, el producto de estos errores no puede ser menor que ħ. ¿Qué es esto: un error en el razonamiento anterior o existe realmente algún tipo de discrepancia con la relación de incertidumbre?

Intentemos resolverlo.

Los valores cuantitativos de los errores de medición en el razonamiento anterior pueden considerarse correspondientes a los reales o sobreestimados, por lo que un valor de 0,00001 sigue siendo un grado subestimado de violación de la relación de incertidumbre de Heisenberg. Por otro lado, el tamaño de la discrepancia es tan grande que los errores pueden sobreestimarse muchas veces sin comprometer la conclusión general sobre la validez de la relación de incertidumbre. De lo cual podemos concluir que si hay un error en el razonamiento anterior, entonces no es en valores cuantitativos, sino en otra cosa.

¿Quizás uno de los procedimientos (ya sea la relación de incertidumbre o la recepción de luz en el sistema visual) no pertenece al procedimiento de medición? Después de todo, el índice de incertidumbre caracteriza precisamente los posibles errores. medidas Parámetros de un objeto cuántico.

Dado que cada fotón es un objeto cuántico, se deduce que cada fotón es absorbido individualmente, ya sea en el sistema visual o en otro lugar. La evaluación de las características de un fotón en el marco de la recepción visual se lleva a cabo mediante el acto mismo de su absorción por un cromóforo, y no distinguiendo las características de los fotones por las células nerviosas. Si se absorbe, por el mismo hecho de la absorción su energía se transfiere a un electrón específico. Esto significa que, como resultado del acto de absorción, se conocen tanto la ubicación del fotón (basada en la ubicación inicial del electrón) como la energía del fotón (basada en la magnitud del cambio en la energía del electrón). Tanto esto como aquello sobre el fotón pasan a ser no sólo “conocidos” por una persona específica. electrón y la proteína en la que se encuentra, pero también es conocida por todo el circuito de medición. Los cambios físicos y químicos en las características del electrón y la proteína generados por la absorción son conocidos por una neurona específica, que ya puede considerarse un macro "observador". Por otro lado, el lugar de la retina donde incide el fotón está determinado por la ubicación espacial del objeto que emitió este fotón y por el ajuste de la parte óptica del sistema visual: la lente de la lente y el enfoque de la imagen resultante.

Si no se produjo la absorción del fotón, entonces, lamentablemente, no se midieron los parámetros del objeto cuántico. La absorción de dicho fotón se producirá por el pigmento de la pared posterior de la retina, es decir, fuera del circuito de medición. Ésta es la especificidad del electrón (cromóforo, proteína, receptor en su conjunto): se colocan como parte de un sistema de medición para la ubicación de un objeto, lo que permite no solo la absorción, sino la absorción como parte del procedimiento de medición.

De esto se deduce que el procedimiento analizado para la absorción de fotones en el sistema visual se considera precisamente en el marco del procedimiento para medir los parámetros de los fotones, y no solo su absorción. De esto se desprende que el objetivo del procedimiento en cuestión corresponde al objetivo declarado y al "alcance" de la relación de incertidumbre.

¿Quizás existe alguna especificidad única en el procedimiento para medir los parámetros de los fotones en el sistema visual que da lugar a una desviación tan significativa de la relación de incertidumbre?

De hecho, existen tales diferencias.

En primer lugar, se considera la relación de incertidumbre en relación con el procedimiento de medición de los parámetros de un objeto cuántico, realizado preservando el propio objeto cuántico. Por ejemplo, Louis de Broglie en el libro "Revolución en física" señala que el procedimiento de medición en sí no debe realizar cambios en los parámetros medidos; los cambios realizados por el dispositivo de medición en los parámetros medidos deben ser lo más pequeños posible.

La esencia de la idea de la relación de incertidumbre es que para una medición más precisa se necesitan fotones con una localización menos intrínseca, pero dichos fotones también son más energéticos. La especificidad de un objeto cuántico es tal que medir la ubicación de un objeto cuántico con mayor precisión requiere el uso, como señala de Broglie, del impacto de fotones más cortos sobre el objeto medido, pero cuanto más corta sea la longitud de onda de los fotones que miden el ubicación del objeto cuántico, cuanto mayor es su energía, mayor es el cambio de energía que se produce en el objeto medido. El procedimiento en sí. La medición introduce cambios en los parámetros medidos y, por lo tanto, se cree que este efecto es fundamentalmente imposible de evitar. Los errores en la medición simultánea de las características espaciales y energéticas de un objeto cuántico están sujetos a la relación de incertidumbre considerada.

Entonces, existen diferencias entre las mediciones en el marco del procedimiento de recepción y en el marco de la explicación de la relación de incertidumbre.

En primer lugar, a diferencia de los procedimientos de medición descritos por De Broglie, en el procedimiento de medición realizado en el marco de la recepción visual, el objeto en sí, cuyos parámetros se miden, no salvo, pero muere completamente durante el procedimiento de medición. Y si no muere, no se incluye en el procedimiento de medición. En el sistema visual, el objeto cuántico que se está evaluando simplemente es absorbido, tragado por una proteína sensible a la luz, como resultado de lo cual esta proteína conoce ambas cantidades medidas (coordenadas y momento). "Mide" los parámetros especificados con precisiones que no encajan en la relación de incertidumbre en varios órdenes de magnitud. Es cierto, a costa de destruir el objeto medido. Esta proteína es el dispositivo de medición que, en principio, supuestamente es imposible de construir.

En segundo lugar, en el proceso de recepción visual, la ubicación del fotón no se mide en absoluto. La ubicación del fotón es la ubicación del electrón que absorbe el fotón. La ubicación del electrón no es un parámetro medido, sino que el sistema de medición la conoce a priori. El fotón “en sí” choca con una u otra proteína sensible a la luz que tiene este mismo electrón. Pero esta circunstancia no cambia la esencia del principio de incertidumbre. Según este principio, “es imposible construir un dispositivo de medición que permita violar las restricciones impuestas por las desigualdades de Heisenberg”. No se puede construir en principio.

De hecho, el sistema visual simplemente pasa por alto la prohibición establecida. El sistema visual tiene una gran variedad de instrumentos de medición. Dondequiera que golpee un fotón, encontrará un "dispositivo de medición", que es una molécula de una proteína sensible a la luz. Y desde allí necesariamente se extiende un hilo hasta un macrodispositivo de medición: un receptor y luego una neurona. Convertir una microseñal de un objeto cuántico en una macroseñal es otro problema que debe considerarse por separado. En este aspecto, conviene hacer hincapié en comprender la proteína fotosensible como un dispositivo de medición para estimar los parámetros espaciales y energéticos del fotón, un dispositivo de medición específico que permite violar las restricciones impuestas por las desigualdades de Heisenberg.

En tercer lugar, es necesario comprender las cantidades incluidas en la relación de incertidumbre. En general, tiene sentido hacer la pregunta: en la relación de incertidumbre, delta x, ¿qué es? ¿Quizás esto no sea un error de medición en absoluto? La similitud de la estructura matemática de la ecuación del fotón con la relación de incertidumbre sugiere que delta x no es en absoluto un error en la medición de la coordenada de ubicación de la partícula, sino la longitud de onda, por lo que no es en absoluto un error de medición, el tamaño de la partícula. La longitud de onda del fotón está estrictamente relacionada con el momento del fotón mediante la ecuación correspondiente. Por tanto, el ratio en sí y las variables incluidas en él en este entendimiento adquieren un significado diferente.

No podemos hacerlo al mismo tiempo. medida características espaciales y energéticas del fotón, pero el fotón no puede tener valores de momento y longitud de onda distintos de los correspondientes a la ecuación del fotón (y la relación de incertidumbre que coincide con ella en estructura). La ecuación del fotón y la relación de incertidumbre comparten una estructura matemática común. La relación de incertidumbre para un fotón toma la forma de una relación entre la longitud de onda y el momento. Es cierto, con este entendimiento. incertidumbre se convierte en certeza. Y PNG deja de tener una relación exclusiva con medición parámetros de un objeto cuántico y comienza a describir la relación No entre errores de medición y entre los parámetros intrínsecos de un objeto cuántico. Para un fotón, como el más simple de los objetos cuánticos, la relación entre longitud de onda y momento coincide naturalmente con la relación de "incertidumbre". En este caso, el aspecto de medición (medición de las coordenadas y del momento del fotón) no queda excluido en absoluto, pero adquiere bastante sentido común: ¿cómo se puede medir? ubicación¿Un objeto cuántico es más preciso que su tamaño? El objeto está en todas partes dentro de su tamaño.

En este caso, el tamaño de un objeto cuántico, en este caso un fotón, está estrictamente relacionado con la energía característica del fotón. Cuanto más enérgicas son las oscilaciones electromagnéticas (cuanto mayor es la frecuencia), cuanto menor es la longitud de onda y el tamaño del fotón, menor es la localización general del fotón.

Como resultado de tal cambio de interpretación, el componente matemático de la relación se conserva por completo. Y esto explica por qué la relación se confirma tan bellamente en los experimentos a los que todo el mundo hace referencia. Las cantidades involucradas en la relación no están relacionadas con el procedimiento de medición, sino con las características propias de la propia partícula, en este caso el fotón. Y la relación entre sus propias características espaciales y energéticas tiene una conexión rígida descrita por esta relación.

En cuarto lugar, al justificar la necesidad de introducir el principio de incertidumbre, se afirma específicamente que su introducción es consecuencia de la interpretación probabilística de las partículas. En particular, de Broglie señala: “Enfatizamos una vez más que la relación de incertidumbre es una consecuencia inevitable, por un lado, de la capacidad de asociar una determinada onda con una partícula y, por otro, de los principios generales de la teoría probabilística. interpretación." Surge una pregunta lógica: ¿un fotón, cuyos parámetros son evaluados por los receptores del sistema visual, es una partícula de naturaleza probabilística?

Resulta que involucrar el parámetro "tamaño" de las partículas en la relación que estamos considerando, en el marco de la mecánica cuántica con una interpretación probabilística de las partículas, no tiene ningún sentido. En la mecánica cuántica existente simplemente no existe el concepto y parámetro como el “tamaño” de una partícula, y no precisamente debido a la interpretación probabilística de la partícula misma. No puede tener tamaño, ya que con una interpretación probabilística la partícula no tiene ni puede tener límites, simplemente están borrosos. Pero esto es sólo con una interpretación probabilística. Para un fotón real, el "tamaño" de la partícula es la longitud de onda. De hecho, un período de oscilaciones electromagnéticas es un fotón, un cuanto de luz.

Esta comprensión, dicho sea de paso, explica fácilmente el dualismo de ondas corpusculares. Dentro de una partícula hay una onda y un período de oscilación es una partícula. Las propiedades ondulatorias de una partícula son sus propiedades internas, y cuando se considera la misma partícula desde el exterior, es un corpúsculo, un cuanto, una partícula, algo discreto.

Naturalmente, tal comprensión no se corresponde con la comprensión aceptada en la mecánica cuántica. Cuando se creó la mecánica cuántica, se adoptó una descripción matricial de partículas para los objetos cuánticos. Como regla general, un electrón se consideraba una partícula y de él se derivaban todas las leyes cuánticas. Luego estos patrones comenzaron a transferirse a la radiación electromagnética. Un paquete de ondas también empezó a entenderse como un fotón. Incluso si la onda es monocromática, en condiciones reales se descompone en muchos armónicos. El conjunto de todas las oscilaciones asociadas con la onda monocromática principal comenzó a llamarse paquete de ondas, y el paquete, fotón. La descripción probabilística aceptada para las partículas se ajusta naturalmente al paquete de ondas.

Sin embargo, ¿“qué” es realmente absorbido por el sistema visual humano, “qué” fotón es absorbido por el receptor: un paquete de ondas de un conjunto de armónicos o un período de una oscilación electromagnética monocromática?

¿Qué es "verde", "rojo", etc.?

¿Los parámetros de “qué” objeto son evaluados por el receptor?

En mi opinión, por supuesto, un fotón como período de oscilación electromagnética. Pueden existir desviaciones del paquete de ondas, pero sólo interfieren con la medición y, por lo tanto, el sistema de medición las ignora o las suaviza y se estima el parámetro principal del armónico principal. Además, basta con estimar un solo parámetro: el impulso o la longitud de onda para conocer ambos. Debido a la presencia de una estrecha conexión entre la longitud de onda y el momento, estos son dos parámetros complementarios de una partícula según la relación de certezas.

El color sólo existe si se representan sus tres componentes: el espectador, el sujeto y la iluminación. Aunque la luz blanca pura se percibe como incolora, en realidad contiene todos los colores del espectro visible. Cuando la luz blanca llega a un objeto, la superficie absorbe selectivamente algunos colores y refleja otros; Sólo los colores reflejados crean la percepción del color por parte del espectador.

Percepción humana del color: ojos y visión.

El ojo humano percibe este espectro utilizando una combinación de células de bastones y conos para la visión. Los bastones tienen una mayor sensibilidad a la luz pero solo detectan la intensidad de la luz, mientras que los conos también pueden detectar colores pero funcionan mejor con luz brillante. Hay tres tipos de conos en cada uno de nuestros ojos, cada uno de los cuales es más sensible a las longitudes de onda de luz corta (S), media (S) o larga (L). La combinación de señales posible en los tres conos describe la gama de colores que podemos ver con nuestros ojos. El siguiente ejemplo ilustra la sensibilidad relativa de cada tipo de cono a todo el espectro visible desde aproximadamente 400 a 700 nm.

Tenga en cuenta que cada tipo de célula no percibe un solo color, sino que tiene distintos grados de sensibilidad en una amplia gama de longitudes de onda. Pase el cursor sobre "Luminancia" para ver qué colores contribuyen más a nuestra percepción del brillo. Tenga en cuenta también que la percepción humana del color es más sensible a la luz en el rango amarillo-verde del espectro; Este hecho lo aprovecha la matriz de Bayer en las cámaras digitales modernas.

Síntesis de color aditiva y sustractiva.

Casi todos los colores que distinguimos pueden estar compuestos por alguna combinación de tres colores primarios, mediante procesos de síntesis aditivos (sumativos) o sustractivos (diferenciales). La síntesis aditiva crea color agregando luz a un fondo oscuro, mientras que la síntesis sustractiva utiliza pigmentos o tintes para bloquear selectivamente la luz. Comprender la esencia de cada uno de estos procesos crea la base para comprender la reproducción del color.

Aditivo

Sustractivo

Los colores de los tres círculos exteriores se denominan colores primarios y son diferentes para cada uno de los diagramas. Los dispositivos que utilizan estos colores primarios pueden reproducir la gama máxima de colores. Los monitores emiten luz para reproducir el color de forma aditiva, mientras que las impresoras utilizan pigmentos o tintes para absorber la luz y sintetizar colores sustractivos. Esta es la razón por la que prácticamente todos los monitores usan una combinación de píxeles rojos (R), verdes (G) y azules (B), y por qué la mayoría de las impresoras a color usan al menos cian (C), magenta (M) y amarillo (Y). tintas. Muchas impresoras también utilizan tinta negra (CMYK) además de tinta de color, ya que una simple combinación de tinta de color no puede crear sombras lo suficientemente profundas.

(colores RGB)				(colores CMYK)
rojo + verde	→	amarillo		cian + magenta	→	azul
verde + azul	→	azul		morado + amarillo	→	rojo
azul + rojo	→	púrpura		amarillo + azul	→	verde
rojo + verde + azul	→	blanco		cian + magenta + amarillo	→	negro

La síntesis sustractiva es más sensible a los cambios en la luz ambiental, ya que es el bloqueo selectivo de la luz lo que produce los colores. Es por eso que las impresiones en color requieren un cierto tipo de iluminación ambiental para reproducir los colores con precisión.

Propiedades del color: tono y saturación.

El color tiene dos componentes únicos que lo distinguen de la luz acromática: matiz (matiz) y saturación. La descripción visual del color se basa en cada uno de estos términos y puede ser bastante subjetiva, sin embargo, cada uno puede describirse de manera más objetiva analizando su espectro.

Los colores naturales no son en realidad luz de una longitud de onda específica, sino que contienen un espectro completo de longitudes de onda. "Tono" describe qué longitud de onda es más potente. El espectro completo del objeto que se muestra a continuación se percibiría como azul, aunque contenga ondas a lo largo de todo el espectro.

A pesar de que el máximo de este espectro se encuentra en la misma región que el tono del objeto, esta no es una condición necesaria. Si un objeto tuviera picos pronunciados separados sólo en las gamas roja y verde, su tono se percibiría como amarillo (ver tabla de síntesis aditiva de color).

La saturación del color es el grado de su pureza. Un color muy saturado contendrá una gama muy estrecha de longitudes de onda y aparecerá mucho más pronunciado que un color similar pero menos saturado. El siguiente ejemplo ilustra los espectros de azul saturado y desaturado.

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Sobre la sección

Esta sección contiene artículos dedicados a fenómenos o versiones que de una forma u otra pueden resultar interesantes o útiles para los investigadores de lo inexplicable.
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Peculiaridades de la percepción humana. Visión

Una persona no puede ver en completa oscuridad. Para que una persona pueda ver un objeto, la luz debe reflejarse en el objeto y llegar a la retina. Las fuentes de luz pueden ser naturales (fuego, sol) y artificiales (varias lámparas). Pero ¿qué es la luz?

Según los conceptos científicos modernos, la luz son ondas electromagnéticas de un cierto rango de frecuencia (suficientemente alto). Esta teoría proviene de Huygens y está confirmada por muchos experimentos (en particular, la experiencia de T. Jung). Al mismo tiempo, el dualismo carpuscular-onda se manifiesta plenamente en la naturaleza de la luz, lo que determina en gran medida sus propiedades: cuando se propaga, la luz se comporta como una onda, cuando se emite o absorbe, se comporta como una partícula (fotón). Así, los efectos luminosos que se producen durante la propagación de la luz (interferencia, difracción, etc.) se describen mediante las ecuaciones de Maxwell, y los efectos que se producen durante su absorción y emisión (efecto fotoeléctrico, efecto Compton) se describen mediante las ecuaciones de campo cuántico. teoría.

En pocas palabras, el ojo humano es un receptor de radio capaz de recibir ondas electromagnéticas de un determinado rango de frecuencia (óptica). Las fuentes primarias de estas ondas son los cuerpos que las emiten (el sol, lámparas, etc.), las fuentes secundarias son los cuerpos que reflejan las ondas de las fuentes primarias. La luz de las fuentes entra al ojo y las hace visibles para los humanos. Por tanto, si un cuerpo es transparente a las ondas en el rango de frecuencia visible (aire, agua, vidrio, etc.), el ojo no puede detectarlo. En este caso, el ojo, como cualquier otro receptor de radio, está "sintonizado" a un cierto rango de frecuencias de radio (en el caso del ojo, este es el rango de 400 a 790 terahercios) y no percibe ondas que tienen frecuencias más altas (ultravioleta) o más bajas (infrarrojas). Esta "sintonización" se manifiesta en toda la estructura del ojo, desde el cristalino y el cuerpo vítreo, que son transparentes en este rango de frecuencia particular, hasta el tamaño de los fotorreceptores, que en esta analogía son similares a las antenas del ojo. receptores de radio y están dimensionados para garantizar la recepción más efectiva de ondas de radio en este rango particular.

Todo esto en conjunto determina el rango de frecuencia en el que ve una persona. Se llama rango de radiación visible.

La radiación visible son ondas electromagnéticas percibidas por el ojo humano, que ocupan una región del espectro con una longitud de onda de aproximadamente 380 (violeta) a 740 nm (rojo). Estas ondas ocupan el rango de frecuencia de 400 a 790 terahercios. La radiación electromagnética con tales frecuencias también se llama luz visible o simplemente luz (en el sentido estricto de la palabra). El ojo humano tiene la mayor sensibilidad a la luz en la región de 555 nm (540 THz), en la parte verde del espectro.

Luz blanca dividida por un prisma en los colores del espectro.

Cuando un rayo blanco se descompone en un prisma, se forma un espectro en el que la radiación de diferentes longitudes de onda se refracta en diferentes ángulos. Los colores incluidos en el espectro, es decir, aquellos colores que pueden producirse mediante ondas de luz de una longitud de onda (o de un rango muy estrecho), se denominan colores espectrales. Los principales colores espectrales (que tienen sus propios nombres), así como las características de emisión de estos colores, se presentan en la tabla:

¿Qué ve una persona?

Gracias a la visión recibimos el 90% de la información sobre el mundo que nos rodea, por lo que el ojo es uno de los órganos de los sentidos más importantes.
El ojo puede considerarse un dispositivo óptico complejo. Su tarea principal es "transmitir" la imagen correcta al nervio óptico.

Estructura del ojo humano

La córnea es la membrana transparente que cubre la parte frontal del ojo. Carece de vasos sanguíneos y tiene un gran poder refractivo. Parte del sistema óptico del ojo. La córnea limita con la capa exterior opaca del ojo: la esclerótica.

La cámara anterior del ojo es el espacio entre la córnea y el iris. Está lleno de líquido intraocular.

El iris tiene forma de círculo con un agujero en su interior (la pupila). El iris está formado por músculos que, cuando se contraen y relajan, cambian el tamaño de la pupila. Entra en la coroides del ojo. El iris es responsable del color de los ojos (si es azul, significa que tiene pocas células pigmentarias, si es marrón, significa muchas). Realiza la misma función que la apertura de una cámara, regulando el flujo de luz.

La pupila es un agujero en el iris. Su tamaño suele depender del nivel de luz. Cuanta más luz, más pequeña es la pupila.

El cristalino es el “lente natural” del ojo. Es transparente, elástico: puede cambiar de forma, "enfocándose" casi instantáneamente, por lo que una persona ve bien tanto de cerca como de lejos. Ubicado en la cápsula, sostenido por la banda ciliar. El cristalino, al igual que la córnea, forma parte del sistema óptico del ojo. La transparencia del cristalino del ojo humano es excelente y transmite la mayor parte de la luz con longitudes de onda entre 450 y 1400 nm. No se percibe luz con una longitud de onda superior a 720 nm. El cristalino del ojo humano es casi incoloro al nacer, pero se vuelve amarillento con la edad. Esto protege la retina de la exposición a los rayos ultravioleta.

El vítreo es una sustancia transparente parecida a un gel ubicada en la parte posterior del ojo. El cuerpo vítreo mantiene la forma del globo ocular y participa en el metabolismo intraocular. Parte del sistema óptico del ojo.

Retina: consta de fotorreceptores (son sensibles a la luz) y células nerviosas. Las células receptoras ubicadas en la retina se dividen en dos tipos: conos y bastones. En estas células, que producen la enzima rodopsina, la energía de la luz (fotones) se convierte en energía eléctrica del tejido nervioso, es decir, reacción fotoquímica.

La esclerótica es la capa exterior opaca del globo ocular que se fusiona en la parte frontal del globo ocular con la córnea transparente. 6 músculos extraoculares están unidos a la esclerótica. Contiene una pequeña cantidad de terminaciones nerviosas y vasos sanguíneos.

La coroides recubre la parte posterior de la esclerótica; la retina está adyacente a ella, con la que está estrechamente conectada. La coroides es responsable del suministro de sangre a las estructuras intraoculares. En las enfermedades de la retina, muy a menudo está involucrada en el proceso patológico. No hay terminaciones nerviosas en la coroides, por lo que cuando está enferma no hay dolor, lo que suele indicar algún tipo de problema.

Nervio óptico: con la ayuda del nervio óptico, las señales de las terminaciones nerviosas se transmiten al cerebro.

Una persona no nace con un órgano de visión ya desarrollado: en los primeros meses de vida, se forma el cerebro y la visión, y alrededor de los 9 meses pueden procesar casi instantáneamente la información visual entrante. Para ver se necesita luz.

Sensibilidad a la luz del ojo humano.

La capacidad del ojo para percibir la luz y reconocer diversos grados de su brillo se llama percepción de la luz, y la capacidad de adaptarse a diferentes brillos de la iluminación se llama adaptación del ojo; la sensibilidad a la luz se evalúa mediante el valor umbral del estímulo luminoso.
Una persona con buena vista puede ver la luz de una vela a una distancia de varios kilómetros por la noche. La máxima sensibilidad a la luz se alcanza después de una adaptación a la oscuridad suficientemente larga. Se determina bajo la influencia del flujo luminoso en un ángulo sólido de 50° a una longitud de onda de 500 nm (sensibilidad máxima del ojo). En estas condiciones, el umbral de energía luminosa es de aproximadamente 10-9 erg/s, lo que equivale al flujo de varios cuantos ópticos por segundo a través de la pupila.
La contribución de la pupila a la regulación de la sensibilidad ocular es extremadamente insignificante. Toda la gama de luminosidad que nuestro mecanismo visual es capaz de percibir es enorme: desde 10−6 cd m² para un ojo completamente adaptado a la oscuridad, hasta 106 cd m² para un ojo completamente adaptado a la luz. la sensibilidad radica en la descomposición y restauración de los pigmentos fotosensibles en los fotorreceptores de la retina: conos y bastones.
El ojo humano contiene dos tipos de células sensibles a la luz (receptores): bastones altamente sensibles, responsables de la visión crepuscular (nocturna), y conos menos sensibles, responsables de la visión de los colores.

Gráficos normalizados de la sensibilidad a la luz de los conos del ojo humano S, M, L. La línea de puntos muestra la susceptibilidad de los bastones al crepúsculo, "en blanco y negro".

En la retina humana hay tres tipos de conos, cuya máxima sensibilidad se da en las partes roja, verde y azul del espectro. La distribución de los tipos de conos en la retina es desigual: los conos "azules" se encuentran más cerca de la periferia, mientras que los conos "rojos" y "verdes" se distribuyen aleatoriamente. La correspondencia de los tipos de conos con tres colores "primarios" permite reconocer miles de colores y matices. Las curvas de sensibilidad espectral de los tres tipos de conos se superponen parcialmente, lo que contribuye al fenómeno del metamerismo. Una luz muy intensa excita los 3 tipos de receptores y, por tanto, se percibe como una radiación blanca cegadora.

La estimulación uniforme de los tres elementos, correspondiente a la media ponderada de la luz del día, también produce la sensación de blanco.

La visión humana de los colores está controlada por genes que codifican proteínas opsina sensibles a la luz. Según los defensores de la teoría de los tres componentes, para la percepción del color es suficiente la presencia de tres proteínas diferentes que respondan a diferentes longitudes de onda.

La mayoría de los mamíferos tienen sólo dos de estos genes, razón por la cual tienen visión en blanco y negro.

La opsina sensible a la luz roja está codificada en humanos por el gen OPN1LW.
Otras opsinas humanas están codificadas por los genes OPN1MW, OPN1MW2 y OPN1SW, los dos primeros codifican proteínas que son sensibles a la luz en longitudes de onda medias, y el tercero es responsable de una opsina que es sensible a la parte del espectro de longitud de onda corta. .

Campo de visión

El campo de visión es el espacio que percibe simultáneamente el ojo con la mirada fija y una posición fija de la cabeza. Tiene ciertos límites correspondientes a la transición de la parte ópticamente activa de la retina a la ópticamente ciega.
El campo de visión está limitado artificialmente por las partes que sobresalen de la cara: la parte posterior de la nariz y el borde superior de la órbita. Además, sus límites dependen de la posición del globo ocular en la órbita. Además, en cada ojo de una persona sana existe una zona de la retina que no es sensible a la luz, que se denomina punto ciego. Las fibras nerviosas desde los receptores hasta el punto ciego pasan por la retina y se juntan en el nervio óptico, que pasa a través de la retina hacia el otro lado. Por tanto, en este lugar no hay receptores de luz.

En esta micrografía confocal, el disco óptico se muestra en negro, las células que recubren los vasos sanguíneos en rojo y el contenido de los vasos en verde. Las células de la retina aparecieron como manchas azules.

Los puntos ciegos en ambos ojos están en lugares diferentes (simétricamente). Este hecho, y el hecho de que el cerebro corrige la imagen percibida, explica por qué son invisibles cuando se utilizan ambos ojos con normalidad.

Para observar su punto ciego, cierre el ojo derecho y con el ojo izquierdo mire la cruz derecha, que está rodeada por un círculo. Mantenga la cara y el monitor en posición vertical. Sin quitar la vista de la cruz derecha, acerca (o aleja) tu rostro del monitor y al mismo tiempo observa la cruz izquierda (sin mirarla). En cierto momento desaparecerá.

Este método también puede estimar el tamaño angular aproximado del punto ciego.

Técnica para detectar un punto ciego

También se distinguen las partes paracentrales del campo visual. Dependiendo de la participación de uno o ambos ojos en la visión, se distingue un campo de visión monocular y binocular. En la práctica clínica, se suele examinar el campo visual monocular.

Visión binocular y estereoscópica.

El analizador visual humano en condiciones normales proporciona visión binocular, es decir, visión con dos ojos con una única percepción visual. El principal mecanismo reflejo de la visión binocular es el reflejo de fusión de imágenes, el reflejo de fusión (fusión), que se produce con la estimulación simultánea de elementos neuronales funcionalmente desiguales de la retina de ambos ojos. Como resultado, se produce una visión doble fisiológica de objetos situados más cerca o más lejos del punto fijo (enfoque binocular). La visión doble fisiológica (enfoque) ayuda a evaluar la distancia de un objeto a los ojos y crea una sensación de alivio o visión estereoscópica.

Al ver con un ojo, la percepción de la profundidad (distancia de relieve) se lleva a cabo mediante el cap. Arr. gracias a signos auxiliares secundarios de distancia (tamaño aparente de un objeto, perspectiva lineal y aérea, bloqueo de unos objetos por otros, acomodación del ojo, etc.).

Rutas conductoras del analizador visual.
1 - Mitad izquierda del campo visual, 2 - Mitad derecha del campo visual, 3 - Ojo, 4 - Retina, 5 - Nervios ópticos, 6 - Nervio oculomotor, 7 - Quiasma, 8 - Tracto óptico, 9 - Cuerpo geniculado lateral , 10 - Tuberosidades cuadrigéminas superiores, 11 - Vía visual inespecífica, 12 - Corteza visual.

Una persona no ve con los ojos, sino a través de los ojos, desde donde la información se transmite a través del nervio óptico, el quiasma y los tractos visuales a ciertas áreas de los lóbulos occipitales de la corteza cerebral, donde se muestra la imagen del mundo exterior que vemos. formado. Todos estos órganos conforman nuestro analizador visual o sistema visual.

Cambios en la visión con la edad.

Los elementos de la retina comienzan a formarse entre las 6 y 10 semanas de desarrollo intrauterino, la maduración morfológica final ocurre entre los 10 y 12 años. A medida que el cuerpo se desarrolla, la percepción de los colores del niño cambia significativamente. En un recién nacido, sólo funcionan los bastones en la retina, proporcionando visión en blanco y negro. El número de conos es pequeño y aún no están maduros. El reconocimiento del color a una edad temprana depende del brillo y no de las características espectrales del color. A medida que los conos maduran, los niños primero distinguen los colores amarillo, luego verde y luego rojo (a partir de los 3 meses pudieron desarrollar reflejos condicionados a estos colores). Los conos comienzan a funcionar plenamente al final de los 3 años de vida. En la edad escolar aumenta la sensibilidad cromática del ojo. El sentido del color alcanza su máximo desarrollo a los 30 años y luego disminuye gradualmente.

En un recién nacido, el diámetro del globo ocular es de 16 mm y su peso es de 3,0 g. El crecimiento del globo ocular continúa después del nacimiento. Crece más intensamente en los primeros 5 años de vida, menos intensamente, hasta los 9-12 años. En los recién nacidos, la forma del globo ocular es más esférica que en los adultos, por lo que en el 90% de los casos presentan refracción hipermétrope;

La pupila de los recién nacidos es estrecha. Debido al predominio del tono de los nervios simpáticos que inervan los músculos del iris, entre los 6 y 8 años las pupilas se dilatan, lo que aumenta el riesgo de quemaduras solares en la retina. Entre los 8 y los 10 años, la pupila se estrecha. Entre los 12 y 13 años, la velocidad y la intensidad de la reacción pupilar a la luz se vuelven las mismas que en un adulto.

En recién nacidos y niños en edad preescolar, el cristalino es más convexo y elástico que en un adulto, su poder refractivo es mayor. Esto permite que un niño vea claramente un objeto a una distancia más corta del ojo que un adulto. Y si en un bebé es transparente e incoloro, en un adulto el cristalino tiene un ligero tinte amarillento, cuya intensidad puede aumentar con la edad. Esto no afecta la agudeza visual, pero puede afectar la percepción de los colores azul y violeta.

Las funciones sensoriales y motoras de la visión se desarrollan simultáneamente. En los primeros días después del nacimiento, los movimientos oculares son asincrónicos; si un ojo está inmóvil, se puede observar el movimiento del otro. La capacidad de fijar un objeto con la mirada se forma entre los 5 días y los 3-5 meses de edad.

Ya se observa una reacción a la forma de un objeto en un niño de 5 meses. En los niños en edad preescolar, la primera reacción la provoca la forma de un objeto, luego su tamaño y, por último, el color.
La agudeza visual aumenta con la edad y también mejora la visión estereoscópica. La visión estereoscópica alcanza su nivel óptimo entre los 17 y los 22 años y, a partir de los 6 años, las niñas tienen una agudeza visual estereoscópica mayor que los niños. El campo de visión aumenta rápidamente. A los 7 años, su tamaño es aproximadamente el 80% del tamaño del campo visual de un adulto.

Después de 40 años, hay una disminución en el nivel de visión periférica, es decir, el campo de visión se estrecha y la visión lateral se deteriora.
A partir de los 50 años aproximadamente, la producción de líquido lagrimal disminuye, por lo que los ojos están menos hidratados que a una edad más temprana. La sequedad excesiva se puede expresar en enrojecimiento de los ojos, dolor, ojos llorosos cuando se expone al viento o a la luz brillante. Es posible que esto no dependa de factores normales (fatiga ocular frecuente o contaminación del aire).

Con la edad, el ojo humano comienza a percibir el entorno de forma más oscura, con una disminución del contraste y el brillo. La capacidad de reconocer colores, especialmente aquellos que tienen un color similar, también puede verse afectada. Esto está directamente relacionado con la reducción del número de células de la retina que perciben matices de color, contraste y brillo.

Algunas discapacidades visuales relacionadas con la edad son causadas por la presbicia, que se manifiesta como imágenes borrosas y poco claras al intentar mirar objetos situados cerca de los ojos. La capacidad de enfocar la visión en objetos pequeños requiere una acomodación de unas 20 dioptrías (enfocando un objeto a 50 mm del observador) en los niños, hasta 10 dioptrías a los 25 años (100 mm) y niveles de 0,5 a 1 dioptría a los 60 años ( capacidad de enfocar un objeto a 1-2 metros de distancia). Se cree que esto se debe a un debilitamiento de los músculos que regulan la pupila, mientras que también empeora la reacción de las pupilas al flujo de luz que ingresa al ojo. Por tanto, surgen dificultades al leer con poca luz y el tiempo de adaptación aumenta cuando hay cambios de iluminación.

Además, con la edad, la fatiga visual e incluso los dolores de cabeza comienzan a presentarse con mayor rapidez.

Percepción del color

Psicología de la percepción del color: la capacidad de una persona para percibir, identificar y nombrar colores.

La percepción del color depende de un complejo de factores fisiológicos, psicológicos, culturales y sociales. Inicialmente, la investigación sobre la percepción del color se llevó a cabo en el marco de la ciencia del color; Posteriormente se sumaron al problema etnógrafos, sociólogos y psicólogos.

Los receptores visuales se consideran, con razón, "una parte del cerebro llevada a la superficie del cuerpo". El procesamiento y la corrección inconscientes de la percepción visual garantizan la "corrección" de la visión y también es la causa de los "errores" al evaluar el color en determinadas condiciones. Por lo tanto, eliminar la iluminación "de fondo" del ojo (por ejemplo, cuando se miran objetos distantes a través de un tubo estrecho) cambia significativamente la percepción del color de estos objetos.

El examen simultáneo de los mismos objetos o fuentes de luz no autoluminosos por varios observadores con visión normal del color, en las mismas condiciones de observación, permite establecer una correspondencia inequívoca entre la composición espectral de las radiaciones comparadas y las sensaciones cromáticas provocadas por a ellos. En esto se basan las mediciones de color (colorimetría). Esta correspondencia es inequívoca, pero no uno a uno: las mismas sensaciones de color pueden provocar corrientes de radiación de diferente composición espectral (metamerismo).

Existen muchas definiciones del color como cantidad física. Pero incluso en los mejores de ellos, desde un punto de vista colorimétrico, a menudo se omite mencionar que la inequívoca (no mutua) indicada se logra sólo en condiciones estandarizadas de observación, iluminación, etc., y el cambio en la percepción del color al cambiar. no se tiene en cuenta la intensidad de la radiación de la misma composición espectral (fenómeno de Bezold-Brücke), el llamado adaptación cromática del ojo, etc. Por tanto, la variedad de sensaciones cromáticas que surgen en condiciones de iluminación reales, variaciones en los tamaños angulares de los elementos comparados en color, su fijación en diferentes partes de la retina, diferentes estados psicofisiológicos del observador, etc. ., es siempre más rico que la variedad de color colorimétrica.

Por ejemplo, en colorimetría se definen de la misma forma algunos colores (como el naranja o el amarillo), que en la vida cotidiana se perciben (según la luminosidad) como marrón, “castaño”, marrón, “chocolate”, “oliva”, etc. Uno de los mejores intentos de definir el concepto de color, perteneciente a Erwin Schrödinger, las dificultades se eliminan por la simple ausencia de indicaciones de la dependencia de las sensaciones del color de numerosas condiciones específicas de observación. Según Schrödinger, el color es una propiedad de la composición espectral de la radiación, común a todas las radiaciones y que es visualmente indistinguible para los humanos.

Debido a la naturaleza del ojo, la luz que provoca la sensación de un mismo color (por ejemplo, el blanco), es decir, el mismo grado de excitación de los tres receptores visuales, puede tener una composición espectral diferente. En la mayoría de los casos, una persona no nota este efecto, como si "adivinara" el color. Esto se debe a que, aunque la temperatura de color de diferentes iluminaciones puede ser la misma, los espectros de luz natural y artificial reflejados por el mismo pigmento pueden diferir significativamente y provocar una sensación de color diferente.

El ojo humano percibe muchos tonos diferentes, pero hay colores "prohibidos" que le resultan inaccesibles. Un ejemplo es un color que juega con tonos amarillos y azules al mismo tiempo. Esto sucede porque la percepción del color en el ojo humano, como muchas otras cosas en nuestro cuerpo, se basa en el principio de oposición. La retina del ojo tiene neuronas oponentes especiales: algunas de ellas se activan cuando vemos el color rojo y otras se suprimen cuando vemos el color verde. Lo mismo ocurre con el par amarillo-azul. Así, los colores de los pares rojo-verde y azul-amarillo tienen efectos opuestos en las mismas neuronas. Cuando una fuente emite ambos colores en un par, su efecto sobre la neurona se anula y la persona no puede ver ninguno de los colores. Además, una persona no sólo es incapaz de ver estos colores en circunstancias normales, sino también de imaginarlos.

Estos colores sólo se pueden ver como parte de un experimento científico. Por ejemplo, los científicos Hewitt Crane y Thomas Piantanida del Instituto Stanford en California crearon modelos visuales especiales en los que se alternaban franjas de tonos "discutidos", reemplazándose rápidamente entre sí. Estas imágenes, grabadas por un dispositivo especial a la altura del ojo humano, fueron mostradas a decenas de voluntarios. Después del experimento, las personas afirmaron que en un momento determinado los límites entre los tonos desaparecieron, fusionándose en un color que nunca antes habían encontrado.

Diferencias de visión entre humanos y animales. Metamerismo en fotografía.

La visión humana es un analizador de tres estímulos, es decir, las características espectrales del color se expresan en solo tres valores. Si se comparan flujos de radiación con diferentes composiciones espectrales, se produce el mismo efecto en los conos, los colores se perciben como iguales.

En el mundo animal, existen analizadores de color de cuatro e incluso cinco estímulos, por lo que los colores percibidos como iguales por los humanos pueden parecer diferentes para los animales. En particular, las aves rapaces ven rastros de roedores en el camino hacia sus madrigueras únicamente debido a la luminiscencia ultravioleta de los componentes de su orina.
Una situación similar se presenta con los sistemas de grabación de imágenes, tanto digitales como analógicos. Aunque la mayoría de ellos son de tres estímulos (tres capas de emulsión de película, tres tipos de células matriciales de una cámara digital o un escáner), su metamerismo es diferente del metamerismo de la visión humana. Por lo tanto, los colores percibidos por el ojo como iguales pueden aparecer diferentes en una fotografía y viceversa.

Fuentes

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Lysova N. F. Anatomía, fisiología e higiene escolar de la edad. Libro de texto subsidio / N. F. Lysova, R. I. Aizman, Ya. Zavyalova, V.

Pogodina A.B., Gazimov A.Kh., Fundamentos de gerontología y geriatría. Libro de texto Manual, Rostov del Don, ed. Fénix, 2007 - 253 pág.