СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Учение о свете и световых явлениях составляет раздел физики, называемый оптикой.

Знание основных оптических законов имеем большое познавательное и практическое значение.

Мы живем в мире разнообразных световых явлений. Многие из ни, например такие, как вечерние зори, когда небо и облака над горизонтом как будто пылают в огне; радуга, простирающаяся от горизонта до горизонта, или полярные сияния, наблюдающиеся в полярных широтах, весьма красочны. Тем, кто не знаком с причинами их возникновения, эти световые явления кажутся необыкновенными и загадочными.

Чтобы выяснить причины тех или иных световых явлений, нужно обнаружить связь наблюдаемого явления с другими явлениями и объяснить его на основании определенного закона природы. Тогда загадочность явления исчезнет, и мы приобретем о нем научное знание.

В повседневной жизни мы встречаемся со многими световыми явлениями, но обычно не задумываемся над ними – настолько они привычны для нас, а вот объяснить их часто затрудняемся. Например,

чайная ложка, опущенная в стакан с водой, кажется нам надломленной или сломанной, в зависимости от того, с какой стороны мы смотрим на ложку.

А вот пример более сложного светового явления. Мы видим окружающие нас предметы многоцветными при освещении солнцем или яркой лампой, но с наступлением сумерек или при ослаблении света цветность предметов блекнет.

На основе законов оптики возникла оптическая и осветительная техника.

Оптическая техника получила свое развитие благодаря изобретению и использованию линз. Линзы составляют главную основу оптических приборов. Каждому теперь известны очки, лупа, микроскоп, бинокль, телескоп и др.

Но самым главным и ценнейшим для нас является живой оптический – наш орган зрения – глаз.

1. СВЕТ – ИСТОЧНИК ЗРЕНИЯ

Когда мы при дневном свете смотрим на различные тела, Тела окружающие нас, мы видим их окрашенными в различные цвета. Так трава и листья деревьев – зеленые, цветы – красные или синие или желтые или фиолетовые. Есть также черные, белые, серые тела. Вс6е это не может не вызывать удивление. Казалось бы, все тела освещены одним и тем же светом – светом Солнца. Почему же различны их цвета

Будем исходить из того , что свет – электромагнитная волна, то есть распространяющая переменное электромагнитное поле. В солнечном свете содержаться волны, в которых электрическое и магнитное поля колеблются с различными частотами.

Всякое же вещество состоит из атомов и молекул, содержащих заряженые частицы, которые взаимодействуют друг с другом. Поскольку частицы заряжены под действием электрического поля они могут двигаться, а если поле переменное – то они могут совершать колебания, причем каждая частица в теле имеет определенную собственную частоту колебаний.

Это простая, хотя не слишком точная картина позволит нам понять, что происходит при взаимодействии света с веществом.

Когда на тело падает свет, электрическое поле, ‘принесенное’ им, заставляет заряженные частицы в теле совершать вынужденные колебания (поле световой волны переменное). При этом у некоторых частиц их собственная частота колебаний может совпадать с какой-то частотой колебаний поля световой волны. Тогда, как известно, произойдет явление резонанса – резкого увеличения амплитуды колебаний. При резонансе энергия, принесенная волной, передается атомам тела, что в конечном счете вызывает его нагревание. О свете, частота которого попала в резонанс говорят, что он поглотился теплом.

Но какие то волны из падающего света не попадают в резонанс. Однако они тоже заставляют колебаться с малой амплитудой. Эти частицы сами становятся источником так называемых вторичных электромагнитных волн тлой же частоты. Вторичные волны, складываясь с падающей волной, составляют отраженный или проходящий свет.

Если тело непрозрачное, то поглощение и отражение все, что может произойти с падающим на тело светом: не попавший в резонанс свет отражается, попавший – поглощается. В этом и состоит “секрет” цветности тел. Если например из состава падающего солнечного света в резонанс попали колебания, соответствующий красному цвету, то в отраженном свете их не будет. А наш глаз устроен так, что солнечный свет, лишенный своей красной части, вызывает ощущение зеленого цвета. Окраска непрозрачных тел зависит, таким образом, от того, какие частоты падающего света отсутствуют в свете, отраженным телом.

Существуют тела, в которых заряженные частийы имеют так много различных собственных частот колебаний, что каждая или почти каждая частота в падающем свете попадает в резонанс. Тогда ведь падающий свет поглощается, и отражаться просто нечему. Такие тела называют черными, то есть телами черного цвета.

2.ОРГАНЫ ЗРЕНИЯ И ИХ ЭВОЛЮЦИЯ.

2.1Основные тенденции развития органов зрения в животном мире.

Органы многоклеточных животных (кроме губок), обеспечивают восприятие световых раздражений. Основные элементы органов зрения - светочувствительные клетки (фоторецепторы). Простые органы зрения (например, у дождевых червей) состоят из светочувствительных клеток без пигмента, рассеяных среди эпителиальных клеток наружного покрова. Они воспринимают лишь изменения в интенсивности освещения и не реагируют на направление падаюшего света. У пиявок образуются скопления светочувствительных клеток, подостланные или заэкранированные пигментными клетками, которые изолируют светочувствительные клетки от боковых лучей, что позволяет различать не только интенсивность, но и направление падающего света. У некоторых медуз и плоских червей органы зрения - разрозненные светочувствительные клетки, концентрирующиеся в глазные пятна (стигмы). Дальнейшее усложнение органов зрения привело к углублению эпителия глазного пятна в глазной бокал. Если края его смыкаются, органы зрения принимают форму пузырька, заполненного студнеобразным веществом, образующим стекловидное тело. Такое постепенное развитие органов зрения характерно для многощетинковых червей и молюсков. Зрительные клетки таких органов зрения лежат под эпителием и вместе с пигментными клетками образуют сетчатку. У многих членистоногих органы зрения представлены фасеточными глазами. Дальнейшее усовершенствование пузырчатого органа зрения приводит к увеличению числа фоторецепторов, появлению роговицы, радужной оболочки со зрачком хрусталика, особого аккомодационного приспособления и мускулатуры, служащей для движения самого глаза. Органы зрения развиваясь независимо в различных филогенетических ветвях животного мира, на высших ступенях приобретают сходное строение. При этом ведущим фактором эволюции органов зрения по-видимому, была тенденция оптимального сочетания процессов как большего использования энергии светового потока, таки улучшение избирательной чувствительности