Билет 5

 Закон Вебера - Фехнера Уровень зрительного ощущения - светлота - зависит от светового потока, действующего на глаз. Очевидно, что его реакция на излучение связана только с той частью потока, которая направлена к зрачку. Она определяется яркостью отражающей или излучающей поверхности. Из табл. 1.1 следует, что эту величину можно представить в виде  откуда следует, что яркость есть световой поток, испускаемый с единицы площади в пределах телесного угла   такой угол указывает направление потока. Следовательно, светлоту целесообразно выражать в функции яркости.  Прежде чем рассматривать вид этой функции, нужно найти способ измерения светлоты. Сложность задачи состоит в том, что органы чувств не могут фиксировать уровень ощущения. Они дают возможность установить только тождество или различие двух сопоставляемых ощущении, в частности световых.    Рис. 3.5. К выноду закона Вебера--Фехнера  На этом основан метод измерения светлоты, называемый методом пороговых приращений. В его основе - лежит минимально обнаруживаемое приращение ощущения по сравнению с уже возникшим (пороговое приращение). Принцип измерений состоит в следующем.  Направим на фотометрическую призму строго одинаковые световые пучки (рис. 3.5, а). Тогда светлоты обеих половин поля будут равными. Мы не ощутим разницы светлот и при небольшом различии яркостей половин поля. И только когда соотношение световых потоков станет больше некоторого значения, мы заметим, что половины поля не равносветлы. Наименьшее, едва ощутимое прирашение светлоты называется порогом различения. Он определяется довольно надежно и это позволяет сделать его мерой светлоты. Рассмотрим сущность метода определения числа порогов. Выберем объект измерения. Установим, например, такое соотношение яркостей, при котором половины поля различаются заметно (рис. 3.5, б), и определим число порогов между ними. Уменьшим поток, направляемый на нижнюю грань призмы, так, чтобы половины поля еле различались (рис. 3.5, в). Тем самым мы отмерим от верхней половины один порог. Увеличим теперь поток, направляемый на верхнюю грань призмы, так, чтобы уравнять светлоты верхней и нижней половин (рис. 3.5, г). После этого вновь увеличим поток, падающий на нижнюю грань, поставив целью получить снова едва заметное различие светлот, но теперь уже при больших яркостях, чем раньше (рис. 3.5, в). Мы отмерили, таким образом, от только что достигнутого уровня второй порог различения. Положим, что теперь нижняя грань призмы стала такой же, как на рис. 3.5, б. В этом случае светлоты половин поля, показанного на этом рисунке, различаются на два порога.  Рассмотренный метод имеет две особенности. Во-первых, порог - не физическая величина. Это мера, основанная на нашей способности ощущать изменения яркости, - мера ощущения. Величины такого рода называются психологическими. Во-вторых, нельзя найти абсолютное 

Яркость спектральных цветов, воспринимаемая зрением,(видность) зависит от их цветового тона. Самым ярким (светлым) нам кажется желтый цвет, самыми темными — красный и фиолетовый.

Спектральная чувствительность. Человеческий глаз лучше всего различает цвета в средней части спектра — от голубого до оранжевого. Здесь достаточно изменения длины волны на 1 — 2 нм для того, чтобы почувствовать изменение цвета. В области красного и фиолетового цветов разностный порог резко увеличивается, доходя до десятков и сотен нанометров.

Эффект Пуркинье - смещение спектральной светочувствительности при переходе от дневного зрения, для которого максимум соответствует длине волн желто - зеленых тонов (555 нм), к сумеречному освещению, для которого максимум соответствует голубовато - зеленым тонам (500 нм). В частности, при сумеречном освещении цвета предметов ""холодеют"", красные и желтые оттенки становятся более тусклыми, а голубые и зеленые - более яркими.

Зависимость цветового тона от освещенности (яркости). При нормальной дневной освещенности рассеянным светом хорошо воспринимаются все цвета спектра. Если освещенность снижается (сумеречное состояние), то красный, зеленый и синий цвета сохраняют свой цветовой тон, а промежуточные между ними изменяются в направлении сближения с основными. Так, оранжевый становится краснее, желтый приближается к оранжевому, голубой и фиолетовый синеют; желто-зеленые и зелено-голубые теряют свои оттенки и приближаются к спектральному зеленому. Если яркость световых потоков снижается почти до состояния темноты — различаются только три основных цвета — красный, зеленый и синий. В сгущающихся сумерках последним исчезает синий цвет, превращаясь в белесый, а красный превращается в черный. Изменение цветов при уменьшении их яркости называют явлением Бецольда — Брюкке.