В многообразии человеческих восприятий большое значение имеют зрительные ощущения — световые,
Рис. 9. Поле зрения
цветовые, пространственные, которых насчитывается до 35 000 видов, и слуховые — звуковая окраска, шумы и тона, их около 20 000 видов. Роль некоторых видов восприятий в определенных условиях сильно возрастает. Примером могут служить восприятия равновесия и положения тела в пространстве, имеющие большое значение в мореплавании, альпинизме, авиации, или осязательно-двигательные ощущения прикосновения, связанные с движением ног, рук и пальцев, если человек находится в полной темноте.
Пространство, охватываемое неподвижным глазом, называется полем зрения. Поле зрения ограничено пределами 120° по вертикали и 150° по горизонтали (рис. 9). Благодаря подвижности глаз наше поле зрения несравненно обширнее и охватывает большое пространство.
Человек зрительно воспринимает глубину пространства на расстоянии около 500 м. Дальше предметы сливаются (так как практически оси глаз параллельны), и о том, какой из них расположен ближе и какой дальше, человек уже судит, сопоставляя частичное прикрытие одного предмета другим, форму и величину теней, расплывчатость очертаний дальних предметов.
Угол, образуемый направлениями световых лучей от крайних точек рассматриваемого предмета к оптическому центру глаза наблюдателя, называется углом зрения, угловой величиной или угловым размером предмета (рис. 10). Кажущиеся размеры рассматриваемого предмета зависят от расстояния его до наблюдателя: чем дальше расположен предмет, тем он выглядит ниже и уже.
Любой предмет, удаленный от глаза наблюдателя на расстояние, в 57,3 раза большее своей величины (а),
Рис 10 Угол зрении
виден под углом зрения в 1°, а при угле зрения в дуговую минуту, или 1°: 60, т. е. когда предмет удален на расстояние, в 3438 раз (57,3 X 60) большее своей величины, он перестает различаться глазом (рис. 11). Человек может видеть отчетливо только тогда, когда угол зрения его глаза не менее 3°.
По мере подъема видимый горизонт равномерно расширяется во все стороны. Предел видимости, или математический горизонт, определяется по следующей формуле: Д = }/~ 2 X Р X В, где Д — дальность горизонта, Р — радиус Земли (округленно — 6400 км) и
В — высота наблюдателя. Отсюда следует: чтобы увидеть в 2 раза дальше, надо подняться приблизительно в 4 раза йыше.
Формулу можно упростить, если извлечь корень из величины радиуса Земли и из 2, тогда она примет следующий вид: Д = 113 ~\/~ В.
Пример. Для плывущего человека, глаза которого находятся на высоте 20 см (0,0002 км) над спокойной поверхностью воды, Д = 113]/^ 0,0002 = 1,6 км.
Для человека среднего роста, стоящего на ровной местности (высота его глаз над поверхностью равна 1,6 м, или 0,0016 км), Д = 4,6 км.
Рис. 12. Испытание остроты зрения в древности у арабов
Если учитывать рефракцию 2, которая увеличивает дальность видимости на 6%, Д = 4,77 км.
Зачастую наблюдателю недостаточно увидеть вдали какое-либо пятно или тень, а надо разглядеть детали предмета и узнать его. Способность лучше или хуже различать удаленные предметы зависит от остроты зрения.
Остротой зрения, или, иначе, разрешающей силой, глаза называется способность глаза раздельно воспринимать предметы, расположенные на близком расстоянии один от другого, четко различать их детали.
Любопытным было в древности испытание остроты зрения у арабских воинов. На этом своеобразном экзамене требовалось ясно различать простым глазом на небе звезду Суха, или Алькор, расположенную рядом со звездой Мицар в созвездии Большая Медведица (рис. 12).
В темноте человек может видеть пламя свечи на расстоянии более километра. Острота его зрения ночью такая же, как у совы, но в 4 раза хуже, чем у кошки. Зато днем зрение кошки в 5 раз слабее, чем у человека.
Для каждого человека существует граница естественного зрения, и вы сами можете ее определить. На листе белой бумаги начертите прямоугольник со сторонами 4,1 и 5 см, в нем прочертите черной тушью 20 параллельных линий в 1 мм толщиной каждая с такими же просветами между ними (рис. 13).
Повесьте этот лист на освещенной стене примерно на высоте глаз так, чтобы линии располагались горизонтально. Встаньте лицом к листу, а затем, закрыв один глаз, отходите от стены до тех пор, пока линии не сольются в сплошной темный фон. Измерьте расстояние от себя до стены и вычислите, какова острота вашего зрения.