Обман зрения: почему мы видим миражи и иллюзии

Свет. С этим явлением человечество связывает все самые радостные, яркие события в жизни. Мы появляемся на свет, а без любви нам свет не мил, мы все надеемся на светлое будущее и просто светимся от счастья. Но тот же свет может стать жестоким врагом и навсегда погрузить во тьму. Это слепящий свет, опасный, испепеляющий. Любой яркий свет, прямо падающий на сетчатку глаз, разрушает наш зрительный орган. Но ещё страшнее – свет отражённый – от снега, воды, зеркал. Каким бывает свет? Как он возникает и исчезает? Почему человек видит иллюзии и миражи? На эти вопросы ответили эксперты программы "Как устроен мир" с Тимофеем Баженовым на РЕН ТВ.

Световые иллюзии

Явление гало – ореол вокруг Солнца – довольно распространённое, а свечение Пapгелий – редкое, оно выглядит, как два полумесяца, расположенные по бокам от Солнца. Учёные даже подсчитали, что полумесяцы всегда развернуты к светилу под углом в 22 градуса. Паргелий может выглядеть ещё более странно и напоминать три солнца. На самом деле это отражения лучей светила от кристалликов льда в атмосфере.

"Паргелий – это оптическое явление в атмосфере – разновидность гало, вокруг яркого источника света наблюдается такая светящаяся окружность. Вы можете увидеть гало, когда смотрите на солнце, на луну. Во время тумана, когда воздух очень влажный, что изменяет преломление света, вы можете увидеть гало, если посмотрите на какой-то фонарь", - рассказал преподаватель истории Олег Иванов.

В норвежской долине Хессдален то и дело появляются огни разного оттенка и силы свечения. Учёные выяснили: их происхождение не связано с деятельностью человека, огни состоят из пыли и гaза.

"Дело в том, что один берег речной долины сложен из железа и цинка, и берег выполняет роль анода, а уже роль катода выполняет противоположный берег, который сложен из меди. Роль электролита выполняет сама река, которая богата сернистыми соединениями, которые сбрасывают в эту реку с шахт, находящихся поблизости. Вот и получается, что речная долина накапливает в себе электроэнергию, которая дает в небе всю эту палитру оптических явлений", - отметил Олег Иванов.

Брокенский призрак

Световые иллюзии нередко пугают очевидцев. Например, явление "брокенский призрак", впервые его наблюдали на горе Брокен в Германии.

"Вы можете стоять и не двигаться, а этот призрак может, например, помахать вам рукой или, например, куда-то переместиться чуть-чуть. Вас это может очень сильно испугать. Но опять же, пока солнечный свет проходит всю эту гущу тумана, он преломляется и изменяется. На самом деле это вы сами и есть", - пояснил Олег Иванов.

Миражи над водой

Самое сказочное явление, связанное с преломлением света, - Фата-мopгана. Это миражи над водой. Так, можно видеть корабль, который находится за линией горизонта. Дело в том, что предметы, окруженные водой, часто отражаются от нее, а при перепаде температур изображения преломляются в нижних слоях атмосферы и вновь отражаются от водной глади. Похоже, Летучий Голландец – ни что иное, как игра света и воды.

Зрение и цвета

Всё, что мы видим, – это свет. А цвета, как такового, не существует. Окружающий мир мы воспринимаем благодаря световым частицам – фотонам. Они отражаются от объектов и попадают на чувствительную структуру глаза – сетчатку. Наша сетчатка состоит примерно из 126 миллионов светочувствительных клеток.

"Свет, сетчатка, зрительный нерв, зрительный тракт, кора головного мозга. И самое интересное, соответственно, происходит в коре головного мозга. Всё формирование сложных образов, которые мы видим, и всё, чем мы понимаем окружающий мир, – это, в первую очередь, кора головного мозга", - объясняет нейрофизиолог, невролог-эпилептолог Владимир Соловьёв.

Человеческий глаз и вообще орган зрения любого живого существа не обрабатывает информацию, а лишь воспринимает и передаёт её в мозг. Поэтому можно сказать, что мы видим головой, а глаз – это всего лишь передатчик. Диафрагма фото- или видеокамеры устроена по такому же принципу, как и наш зрачок. Многие ошибочно полагают, что хрусталик и зрачок – это, по сути, одно и то же. На самом деле хрусталик – это твёрдое прозрачное тело, которое находится между стекловидным телом и радужкой. Отверстие в радужке – это и есть зрачок.

"Наша сетчатка содержит пигментный слой, который полностью поглощает свет. И поэтому кажется, что зрачок черный, потому что свет, попадающий внутрь нашего глаза, не отражается от сетчатки, а полностью поглощается. И как раз, если вдруг в зрачке есть какие-то блики, это патологический зрачок, либо интраокулярная линза внутри глаза, либо внутриглазное какое-то образование, это является симптомом заболевания. То есть в норме зрачок черного цвета", - отметила доктор медицинских наук хирург-офтальмолог Татьяна Шилова.

Зачем нам зрачок?

Мы могли бы видеть в темноте лучше, если бы радужка нашего глаза занимала всё видимое пространство глазного яблока.

"Огромные глаза сов и огромные глаза кошек как раз предназначены для видимости в темноте. У этих глаз размер глазного яблока гораздо больше, чем видимая часть. И это связано как раз с тем, что для того, чтобы видеть в темноте, необходимо улавливать как можно больше света", - рассказал доктор биологических наук Артем Синев.

Сужение зрачка необходимо, чтобы защитить сетчатку от пагубного влияния переизбытка света. У здорового человека зрачок всегда находится в динамике.

"Наш зрачок меняет свой диаметр в здоровом глазу, конечно, в зависимости от того, какая освещенность у нас в помещении. Если света больше, зрачок маленький, если света меньше, то он расширяется", - пояснила Татьяна Шилова.

Зрачок перестаёт расширяться или сужаться из-за болезни или под действием некоторых веществ. Отправляясь на бал, средневековые дамы любили закапать в глаза экстракт растения белладонны, от этого зрачок расширялся и переставал реагировать на свет. Взгляд становился глубоким и выразительным, но при этом яркий свет вызывал у модниц мучительную резь в глазах.

"Чем сильнее свет попадает на сетчатку, тем больше риск того, что она может повредиться. Поэтому яркий солнечный свет либо свет от сварки, например, может быть настолько интенсивным, что повредит сетчатку. Это вызывает болевой синдром, это вызывает дискомфорт", - объясняет Владимир Соловьев.

Белладонна в переводе – "прекрасная женщина". Растение ядовитое и содержит в себе много опасных алкалоидов, так что косметические процедуры для преображения взгляда зачастую становились смертельными. В наше время в офтальмологии используют препараты с экстрактом белладонны. Это необходимо для того, чтобы врач смог беспрепятственно направить световой поток прямо в зрачок пациента и заглянуть внутрь глаза.

Палитра нашего зрения

Человеческий глаз воспринимает только три цвета: красный, зелёный и синий. Все остальные цвета и оттенки получаются за счёт различных комбинаций.

"Мы видим мир цветным, очень четким. Центр сетчатки называют макулой, ее размер очень маленький, это всего полсантиметра, круглое пятно, но оно позволяет нам видеть мир очень четко, позволяет нам читать, различать очень мелкие объекты. А животные различают только движения, тень, цвет. Острота зрения у них гораздо ниже. Но при этом, если говорить об остроте зрения птиц, например, курица видит в 10 раз четче, чем человек", - рассказала Татьяна Шилова.

Как только кинематограф стал цветным, специалисты начали проводить эксперименты по цветокоррекции. Выяснилось, что для того, чтобы зритель увидел в кадре ночь, снимать в темное время суток необязательно. Тем более, что это дорого и хлопотно. Достаточно на видео, снятое днем, наложить синий фильтр. И у человека на подсознательном уровне возникнет ощущение, что действие на экране происходит ночью.  

Еще больше о том, как устроен этот мир, самые интересные факты и истории смотрите в выпуске программы "Как устроен мир" с Тимофеем Баженовым. Новые выпуски смотрите на РЕН ТВ по будням с 11:00!