ĽUDSKÉ OKO AKO DETEKTOR

Link: http://www.faculty.virginia.edu/rwoclass/astr1230/human-eye.html

Oko-prierez

Štruktúra a funkcia oka

S optickou pomôckou alebo bez nej je jediným svetelným detektorom, ktorý väčšina z vás bude v tomto kurze používať, ľudské oko . Hoci berieme svoju operáciu za samozrejmosť, oko je v skutočnosti pozoruhodne schopným optickým nástrojom (automatické zaostrovanie, autoexpozícia, elektrická kamera) a je dôležité pochopiť niektoré aspekty jeho správania.

  • Oko funguje ako fotoaparát s objektívom , dúhovkou a sietnicou .

 

  • Refrakčná šošovka je naplnená tekutinou a jej tvar môže byť upravený okolitými svalmi tak, aby sa na sietnici vytvoril ostrý obraz (“zaostrený”) v rozsahu vzdialeností od pozorovaných objektov. Obmedzenia v schopnosti nastaviť šošovku vytvárajú fenomény „blízkej pozornosti“ a „ďalekozrakosti“. Rozlíšenie šošovky-plus-detektora systému oka je obvykle 1-2 uhlové minúty.
  • Iris automaticky nastavuje vstupný otvor oka (“zorník”) podľa prevládajúcej úrovne svetla. To poskytuje ohniskový pomer pre oko v rozsahu f / 3 až f / 8 (približne). Najväčšia veľkosť otvoru za veľmi tmavých podmienok je približne 5-7 mm.
  • Sietnica je komplexný foto-detekčný systém. Svetlo dopadajúce na bunky sietnice spúšťa chemické zmeny, ktoré produkujú elektrický signál, ktorý je poslaný zrakovým nervom do mozgu.V sietnici sú dva druhy foto-receptorových buniek : tyčinky a kužele . Kužele sú menej početné a pracujú len pri vysokých svetelných úrovniach, kde poskytujú informácie o farbe, ako aj o jase scén. Tyče sú citlivejšie, takže fungujú najlepšie pri nízkych svetelných úrovniach, ale produkujú iba “sivú stupnicu” bez prvkov farby.
  • Dynamický rozsah : v danej scéne môže oko rozlíšiť úrovne osvetlenia, ktoré majú rozsah jasu približne 100: 1, takže sa uvádza, že má dynamický rozsah 100. Maximálny rozsah jasu, ktorý je možné rozpoznať okom, po úpravách ako temná adaptácia, je pozoruhodná 1 000 000: 1.
  • Integračný čas : oko automaticky nastavuje časový interval, počas ktorého akumuluje svetelnú energiu pred odoslaním obrazu do mozgu. Tento interval sa nazýva “integračný čas” a je typicky 0,1 s; zvyšuje sa na úroveň 0,2 sekundy pri nízkej úrovni osvetlenia. Dôvod, prečo astronomické snímky ukazujú oveľa viac detailov, ako vidíte s očami, je spôsobený najmä tým, že fotoaparáty môžu mať veľmi dlhé integračné časy, v prípade potreby až niekoľko hodín.

Tmavá adaptácia

Za veľmi nízkych svetelných podmienok sa zvyčajne stretávate pri pozorovaní slabých zdrojov ďalekohľadom, tyče sa pomaly stávajú citlivejšími. Trvá viac ako 20 minút, kým sa dosiahne najvyššia citlivosť, alebo „úplná adaptácia na tmu “, ale rozumná citlivosť sa prejaví približne za 5 minút. Musíte sa vyhnúť tomu, aby ste sa pozerali na jasné svetlá, aby sa stali a zostali tmavé. Pretože tyče sú menej citlivé na červené svetlo, pomocou červenej baterky pomáha zachovať nočné videnie.

Odvrátená vízia

Tyče sú prednostne distribuované smerom k okraju sietnice, ktorá je preto citlivejšia na slabé zdroje. Toto je základ pre „ odvrátenú víziu “ pozorovania techniky: pozerajte sa na bod asi 20 stupňov od objektu záujmu, ale zamerajte svoju pozornosť na cieľ.

Webové odkazy:

WEBVISION (technický opis sietnice / vizuálneho systému)Techniky vizuálneho pozorovania (Dan Elton)Astronomické zobrazovanie (O’Connell, prednáška 7)

Copyright © 2008-2018 Robert W. O’Connell. Všetky práva vyhradené. Tieto poznámky sú určené pre súkromné, nekomerčné použitie študentov zapísaných v Astronómii 1230 na Univerzita Virginia.