Μιχάλης Βίνος 25/05/2016 Αντίληψη

Transcript

1 Μιχάλης Βίνος 25/05/2016 Αντίληψη A. Κάποια περισσότερο περιεκτικά γραφήματα (από αυτό που υπάρχει αυτή τη στιγμή στις σημειώσεις) καμπυλών (κατανομής) ενεργειακής εκπομπής διαφόρων πηγών φωτός σε σχέση με τα εύρη μήκους κύματος στα οποία αυτές οι πηγές εκπέμπουν, δίνονται παρακάτω. (πηγή: Όπως αναφέρει και το κείμενο, στο παραπάνω γράφημα φαίνεται ότι οι λάμπες LED προσομοιάζουν πιστότερα το φυσικό ημερήσιο φως. Με άλλα λόγια είναι περισσότερο αποδοτικές ενεργειακά εντός του ορατού φάσματος, εκεί που λειτουργεί φυσιολογικά η ανθρώπινη όραση. Δεν παρουσιάζουν, για παράδειγμα, τη μετατόπιση προς το ερυθρό που παρουσιάζουν οι λάμπες πυρακτώσεως. Ένα παρόμοιο γράφημα προέρχεται από τη σελίδα: και παρουσιάζεται παρακάτω. Σε αυτό φαίνεται το φάσμα εκπομπής μίας λάμπας φθορισμού με τις χαρακτηριστικές αιχμές που αντιστοιχούν στα ατομικά φάσματα (atomic spectra) των στοιχείων. Η μοναδική αιχμή D αφορά το φάσμα εκπομπής μίας πηγής laser Ηλίου-Νέον (He-Ne).

2 Στη σελίδα εξετάζονται πιο λεπτομερώς τα φάσματα εκπομπής των λαμπών φθορισμού παλαιάς γενιάς σε σχέση με αυτής νεότερης γενιάς. Στο φάσμα λάμπας φθορισμού παλιάς γενιάς, που παρουσιάζεται αμέσως παρακάτω, οι αιχμές αντιστοιχούν κυρίως στον υδράργυρο.

3 Το φάσμα εκπομπής λάμπας φθορισμού νέας γενιάς (παρακάτω) είναι φανερά περισσότερο πολύπλοκο και προσομοιάζει πιστότερα στο ηλιακό φως. Στην ίδια σελίδα παρουσιάζονται και τα χρωματικά φάσματα διαφόρων πηγών φωτός, για μία άμεση εποπτική σύγκριση. Αμέσως παρακάτω παρατίθενται κατά σειρά τα χρωματικά φάσματα μίας λάμπας φθορισμού νέας γενιά και μία σύγχρονης λάμπας εξοικονόμησης ενέργειας.

4 Β. Αναζητώντας το γιατί στην εικόνα με τις καμπύλες απορρόφησης των φωτοϋποδοχέων φαίνεται μία δεύτερη, μικρότερη ανύψωση των καμπυλών για τα κωνία στα αριστερά του φάσματος (μικρότερα μήκη κύματος), διαπίστωσα καταρχάς ότι δεν πρόκειται για λάθος. Η εικόνα είναι προσαρμοσμένη από τους (Bowmaker & Dartnall, 1980) και μία εμπλουτισμένη και έγχρωμη εκδοχή της βρίσκεται στη σελίδα της Wikipedia και παρουσιάζεται παρακάτω. Αυτό το δεύτερο μέγιστο (αλλά μικρότερο) απορρόφησης δεν ανευρίσκεται μόνο στους ανθρώπους αλλά και σε άλλα είδη όπως το ευρωπαϊκό ψαρόνι (πτηνό), και μία σύγκριση των φασμάτων απορρόφησης βρίσκεται στην παρακάτω εικόνα (Rowe, 2000).

5 Είναι χαρακτηριστικό ότι στο ψαρόνι (όπως και σε άλλα πτηνά) η έγχρωμη όραση είναι τετραχρωματική. Μπορεί δε κάποιος να παρατηρήσει ότι το φάσμα απορρόφησης των 4 τύπων κωνίων του πτηνού δεν ταυτίζεται με κανένα από αυτά των 3 τύπων ανθρώπινων κωνίων (όσον αφορά τα μέγιστα απορρόφησης). Σε άλλα είδη η έγχρωμη όραση αποτελείται από ακόμα περισσότερες διακρίσεις όπως συμβαίνει στην αφρικανική κιχλίδα (ψάρι) με 7 τύπους κωνίων (Bowmaker, 2008).

6 Το σημαντικό πάντως είναι το γεγονός ότι, όπως αναλύεται διεξοδικά από τους (Douglas & Jeffery, 2014), εκτός από το μέγιστο μήκος κύματος απορρόφησης που είναι χαρακτηριστικό για κάθε τύπο κωνίου, το λεγόμενο max, υπάρχει και ένα δεύτερο μέγιστο στο τμήμα του φάσματος που αντιστοιχεί στο υπεριώδες (UV, nm), το λεγόμενο cis-peak ή β-band, όπως φαίνεται χαρακτηριστικά για το φάσμα απορρόφησης της νυφίτσας.

7 Στα περισσότερα θηλαστικά όμως, όπως και στον άνθρωπο, παρότι οι φωτοϋποδοχείς χρώματος είναι ευαίσθητοι στο UV, ο φακός δεν επιτρέπει τη διέλευση σημαντικού ποσού υπεριώδους ακτινοβολίας, και αυτό πιθανότατα συμβαίνει για δύο λόγους: 1) την προστασία του ματιού και την αύξηση της ζωής του (η UV ακτινοβολία είναι περισσότερο βλαπτική), και 2) την αύξηση της οπτικής οξύτητας καθώς στο υπεριώδες συμβαίνει σημαντικό ποσοστό διάχυσης του φωτός από τα μικροσωματίδια της ατμόσφαιρας, η λεγόμενη διάχυση Rayleigh (ο βασικός λόγος που ο ουρανός έχει αυτό το γαλάζιο χρώμα). Αυτός είναι και ο λόγος που χωρίς πρόσθετη προστασία, με την αντικατάσταση του φακού στον καταρράκτη, η οπτική οξύτητα ελαττώνεται. Το γιατί τώρα τα κωνία παρουσιάζουν αυτό το μικρότερο δεύτερο μέγιστο, μάλλον παραμένει άγνωστο και ίσως είναι εξελικτικό κατάλοιπο (χρησίμευε πιθανώς στην εύρεση συντρόφου, στην ανεύρεση τροφής κ.ά.) Γ. Αναζητώντας στοιχεία για τη μικρή ποσότητα φωτός που αντανακλάται από τον βυθό του ματιού προς άλλα σημεία του αμφιβληστροειδούς, έφτασα τη σελίδα του ολλανδικού ινστιτούτου νευροεπιστημών, που αφορά το λεγόμενο Straylight Lab : Πρόκειται μάλλον για πηγή επιλογής για τα φαινόμενα που αφορούν στο λεγόμενο «εκτρεπόμενο αμφιβληστροειδικό φως» από την οποία προέρχονται και οι εικόνες που παρατίθενται. Το εκτρεπόμενο αυτό φως μειώνει την ποιότητα της εικόνας και η αιτία του είναι διάφορες φυσικές (και επιδεινούμενες με την ηλικία και πιθανώς από ασθένειες) ατέλειες της οφθαλμικής συσκευής. Οι βασικές πηγές του είναι: 1) ο κερατοειδής χιτώνας, 2) η ίριδα και ο σκληρός χιτώνας 3) ο κρυσταλοειδής φακός και, 4) η αντανάκλαση από τον βυθό του ματιού (που προσθέτει την χαρακτηριστική κόκκινη συνιστώσα). Αυτές οι πηγές και οι τύποι της εκτροπής που παράγουν απεικονίζονται παρακάτω:

8 Η υποκειμενική αντίληψη του ανθρώπου για αυτό το εκτρεπόμενο φως αναπαρίσταται σε προσομοίωση στην εικόνα παρακάτω:

9 References Bowmaker, J. K. (2008). Evolution of vertebrate visual pigments. Vision Research, 48(20), Bowmaker, J. K., & Dartnall, H. J. (1980). Visual pigments of rods and cones in a human retina. The Journal of Physiology, 298, Douglas, R. H., & Jeffery, G. (2014). The spectral transmission of ocular media suggests ultraviolet sensitivity is widespread among mammals. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 281(1780), Rowe, M. P. (2000). Inferring the retinal anatomy and visual capacities of extinct vertebrates. Palaeontologia Electronica, 3(1), 43.