پرنده در قفس

به یک رنگ خیره شوید، اما رنگ دیگری را ببینید.

وقتی سلول‌های گیرنده (به نام مخروطی‌ها) در شبکیه چشم شما توسط نور تحریک می‌‌شوند، رنگ را مشاهده می‌کنید. سه نوع مخروطی‌ وجود دارد، و هر کدام به یک محدوده رنگ خاص (سه رنگ اصلی قرمز، سبز یا آبی)، حساس هستند. اگر یکی یا چند تا از سه نوع مخروطی، به دلیل قرار گرفتن در معرض طولانی، با محرک سازگار شود یا به عبارت دیگر اشباع شود، نسبت به معمول پاسخ کمتری می‌دهد.

دستورالعمل ساخت:

1. شکل ساده یکسانی، مانند پرنده یا ماهی، را از هر یک از سه کاغذ رنگی برش دهید.
2. هر شکل را روی کاغذ سفیدی بچسبانید.
3. با ماژیک، روی هر پرنده یا ماهی یک چشم بکشید.
4. در کاغذ سفید چهارم، اگر یک پرنده‌ را به عنوان شکل انتخاب کردید، طرح یک قفس را مانند تصویر زیر بکشید. اگر یک ماهی انتخاب کردید، می توانید یک تنگ ماهی بکشید.

۵.  برگه‌ها را در محیطی با روشنایی مناسب قرار دهید. روشنایی، عامل مهمی در عملکرد خوب این فعالیت است.

آزمایش را انجام دهید و توجه کنید:

• با فرض اینکه شما پرنده را انتخاب کرده باشید، به مدت 15 تا 20 ثانیه، به چشم پرنده قرمز خیره شوید و سپس به سرعت، به صفحه سفید با قفس پرنده خیره شوید. شما باید یک پرنده‌ی مایل به آبی- سبز ( آبی فیروزه‌ای[1])، در قفس ببینید.
• حالا این روند را تکرار کنید، به پرنده سبز خیره شوید. شما باید یک پرنده مایل به قرمز- آبی (سرخابی)، در قفس ببینید. در آخر، به پرنده آبی خیره شوید. شما باید یک پرنده زرد در قفس ببینید.
• اگر از شکل ماهی استفاده کرده‌اید ، سعی کنید همین رویه را با ماهی و تنگ ماهی نیز امتحان کنید.

چه اتفاقی می‌افتد؟

تصاویر شبح‌وار که در اینجا مشاهده می‌کنید، به عبارتی تصویر تاخیری [۲] روی سلول‌های چشم است. این تصویر، تصویری است که حتی بعد از متوقف کردن نگاه به شی، با شما می‌ماند.

مسئول ثبت تصویر در چشم، لایه‌ای در قسمت پشتی چشم شما به نام شبکیه است که با سلول‌های حساس به نور از دو نوع میله‌ای و مخروطی پوشیده شده است. میله‌ای‌ها به شما اجازه می‌دهند تا در نور کم، اما فقط به صورت سایه‌های خاکستری ببینید. اما مخروطی‌ها رنگ را در نور روشن تشخیص می‌دهند و هر کدام از سه نوع مخروطی‌، به طیف خاصی از رنگ‌های اصلی (قرمز، سبز یا ابی) حساس هستند. میله‌ای‌ها یک نوع و با حساسیت بالا هستند ولی مخروطی‌ها دارای حساسیت کمتر و در سه نوع هستند.

وقتی به پرنده قرمز خیره می‌شوید، تصویر آن روی شبکیه شما قرار می‌گیرد. سلول‌های حساس به رنگ قرمز در آن ناحیه با قرار گرفتن در معرض نور قرمز، سازگار و به عبارتی اشباع می‌شوند و به همین خاطر پاسخ‌دهی آن‌ها کاهش می‌یابد.

وقتی به یک صفحه سفید نگاه می‌کنید، این صفحه همه نورهای قرمز، آبی و سبز را به چشمان شما بازتاب می‌کند و بخاطر همین سفید دیده می‌شود، هنگامی که شما به سرعت نگاه خیره خود را از شکل رنگی به سمت صفحه سفید با قفس پرنده تغییر می‌دهید، سلول‌های حساس به قرمز سازگارشده، به نور قرمز بازتاب‌شده پاسخ نمی‌دهند، اما مخروطی‌های حساس به رنگ آبی و حساس به رنگ سبز، به شدت به نور آبی و سبز بازتاب‌شده پاسخ می‌دهند. در نتیجه، جایی که سلول‌های حساس به رنگ قرمز جواب نمی‌دهند، شما پرنده‌ای مایل به آبی – سبز می‌بینید. این آبی فیروزه‌ای [۱] گفته می‌شود.

وقتی به پرنده سبز خیره می‌شوید، مخروطی‌های حساس به رنگ سبز شما به شکل عادت‌ می‌کنند یا به عبارتی اشباع می‌شوند. سپس، هنگامی که به صفحه سفید نگاه می‌کنید‌، چشمان شما فقط به نور قرمز و آبی بازتاب‌ شده، پاسخ می‌دهند، و پرنده‌ای مایل به قرمز-آبی یا سرخابی [3] را مشاهده می‌کنید.

به طور مشابه، زمانیکه شما به یک جسم آبی خیره می‌شوید، مخروطی‌های حساس به رنگ آبی عادت می‌کنند و ترکیب نور قرمز و سبز بازتاب شده به صورت رنگ زرد دیده می‌شود.

در ادامه:

شما می‌توانید اشیاء دیگر را با کاغذهای رنگی مختلف طراحی کرده و نتایج را پیش‌بینی کنید. یک موز آبی را امتحان کنید! برای نمونه‌های کوچکتر، می‌توانید از برچسب‌های رنگی روشن یا نقاشی روی کارت‌های رنگی استفاده کنید.

یکی از فعالیت‌ها در این زمینه، می‌تواند استفاده از تصویر تاخیری برای ساخت پرچم ایران باشد. حال فکر کنید که چه رنگ‌هایی را می‌توان جایگزین رنگ‌های پرچم ایران کرد تا وقتی به پرچم خیره می‌شوید و سپس به یک پس‌زمینه سفید خالی خیره می‌شوید، پرچم در رنگ‌های صحیح ظاهر شود؟

همچنین شما می‌توانید  این فعالیت را در هنگام مشاهده تصویر تاخیری، با تغییر دادن فاصله خود از صفحه سفید‌، آزمایش کنید. توجه کنید که اندازه تصویر مشاهده شده، تغییر می‌کند، حتی اگر اندازه منطقه تحت تاثیر در شبکیه شما یکسان باشد. اندازه تصویر درک شده، هم به اندازه تصویر روی شبکیه شما و هم به فاصله مشاهده شده از جسم بستگی دارد.

[1] cyan

[۲] afterimages

[۳] magenta

توضیحات لیزرستان:

تصویری که می‌بینیم مثل یک دوربین عکاسی یا دقیق‌تر فیلمبرداری، نتیجه فعالیت سه بخش مختلف است. اول عدسی، قرنیه و مردمک، سیستم اپتیکی مسئول تشکیل تصویر هستند درست مثل همین سیستم در دوربین‌ها. دوم شبکیه مسئول ثبت تصویر ایجاد شده است که مثل فیلم حساس در دوربین‌های قدیمی یا CCD در دوربین‌های دیجیتال عمل می‌کند ولی بسیار پیشرفته‌تر و پیچیده‌تر. سوم مغز مسئول پردازش تصویر و دیدن نهایی را به عهده دارد که شبیه کامپیوتر یا مدارهای پردازشگر در دوربین‌ها است. هرکدام از این بخش‌ها، محدودیت‌ها و نقایصی دارند که روی دید اثر می‌گذارند. آزمایش بالا محدودیت و در واقع سرعت پاسخ و اشباع پذیری شبکیه به عنوان سیستم حساس به نور سیستم بینایی انسان است. چشم ما خود را با شرایط این محدودیت‌ها منطبق کرده است و اغلب متوجه آن نمی‌شویم مگر با طرح ازمایشی سعی کنیم آن‌ها را برجسته و قابل ملاحظه کنیم.

شما می‌توانید تصاویر خود را از انجام این فعالیت‌ها، به ایمیل laserestan@sbu.ac.ir ارسال نمایید، تا تصاویر شما با نام خودتان در سایت لیزرستان منتشر شود. همچنین می‌توانید ایده‌ها، نظرات و پرسش‌های خود را با متخصصین اپتیک، از طریق بخش ” از متخصص نور بپرس ” درمیان بگذارید.

تصاویر ارسالی شما