Зрительные пути и зрительная кора

1.1.9.    Зрительные пути и зрительная кора.

Нервные импульсы, возникающие в сетчатке, поступают по миллиону или около того волокон зрительного нерва в зрительную кору, расположенную в задней части затылочных долей. В этой зоне спроецированы все мельчайшие участки сетчатки, включающие, возможно, всего лишь по нескольку палочек и колбочек, и именно здесь зрительные сигналы интерпретируются, и мы “видим”. Однако то, что мы видим, приобретает смысл только после обмена сигналами с другими участками коры и прежде всего с височными долями, где хранится предшествующая зрительная информация и где она используется для анализа и идентификации текущих зрительных сигналов. В мозгу человека аксоны от левых половин сетчатки обоих глаз направляются к левой половине зрительной коры, а аксоны от правых половин сетчатки обоих глаз – к правой стороне зрительной коры. Аксоны, идущие от носовых половин обеих сетчаток, пересекаются; место их пересечения называется зрительным перекрестом или хиазмой.

Рис.4.

Схема зрительных путей человека. Вид с нижней стороны мозга.

Около 20% волокон зрительного нерва не доходят до зрительной коры, а вступают в ср6едний мозг и участвуют в рефлекторной регуляции диаметра зрачка и движений глаз.

1.2. Характеристика источников света.

Самым мощным источником света из всех источников, которыми пользуется человек, является Солнце. Блеск его поверхности в 10 раз больше самого яркого места в электрической дуге. По сравнению с полной Луной Солнце приблизительно в 500 тысяч раз ярче.

Солнце представляет собой колоссальный источник энергии, непрерывно излучающий в космос огромные количества теплоты и света. На Землю же попадает лишь ничтожная часть этой энергии, однако только благодаря ей на Земле существует жизнь. По своей роли во Вселенной Солнце-звезда, подобная миллионам других звезд. В настоящее время ученые открыли много звезд, которые гораздо крупнее и ярче Солнца.

За счет ядерных превращений водорода в гелий выделяется очень много ядерной энергии, которая постепенно из недр Солнца проникает к его поверхности и излучается в мировое пространство.

Солнце когда-то было единственным источником света для человека. Прошло много времени, прежде чем люди научились добывать огонь. Изготавливая деревянные орудия труда, человек заметил, что при трении друг о друга дощечки нагреваются, а если усилить трение, то они загораются. Так научились добывать огонь трением.

Первые светильники - костер, лучина, факел были весьма не совершенны. Самым распространенным источником света была масляная лампа, которая просуществовала до средних веков.

В начале 19-го века появились спички. Спичка зажигалась, когда ее смачивали в серной кислоте. Потом научились делать фосфорные спички, которые зажигались от трения, однако, они были неудобны и ядовиты. В настоящее время в состав спичечной головки входят сера и бертолетовая соль.

Примерно в 10-ом веке нашей эры появились восковые и сальные свечи. В начале 19-го века химики получили новое горючее вещество-стеарин, а затем парафин. После этого восковые и сальные свечи были вытеснены более дешевыми стеариновыми и парафиновыми.

В современных стеариновых свечах фитиль делают крученым. Благодаря этому кончик фитиля сгибается, высовываясь наружу, в самую горячую часть пламени, где воздуха больше и постепенно сгорает, поэтому свеча горит хорошо.

В средние века улицы городов не освещались. Первые фонари со свечами были установлены в 1718г. в Париже при Людовике 14, и только в 1765 г. появились фонари с масляными лампами.

В конце 18 века в крупных городах для освещения использовали светильный газ, который получали при нагревании угля или дерева без доступа воздуха. Газ –собирали в специальные резервуары – газгольдеры и затем направляли к газовым горелкам с маленькими дырочками для выхода газа. Свет получали непосредственно от пламени.

Сейчас человечество пользуется электрическими источниками света. Современная электрическая лампа:

На рисунке 8 изображена современная газонаполненная электрическая лампа.

 Рис 5.

 Внешней оболочкой лампы служит стеклянный баллон 1 и цоколь 2. Последний необходим для укрепления лампы в патроне. Цоколь состоит из металлического стаканчика 3 с винтовой нарезкой, изолирующего слоя 4 и впаянного в этот слой металлического кружка 5.

Внутри баллона находится ножка, состоящая из стеклянной палочки 7, двух металлических проволок (электродов) 11 и тонкой стеклянной трубочки 9, которая служит для выкачивания из баллона воздуха и наполнения его газом (азотом или аргоном) через небольшое отверстие в стекле. Расширенная часть 8 ножки называется тарелочкой. Стеклянная палочка и электроды соединены вместе в верхней сплющенной части тарелочки, называемой лопаточкой 10. К концам электродов прикреплена вольфрамовая нить 6, которая для уменьшения ее распыления при нагревании свертывается в спираль.

Каждый электрод состоит из трех кусков проволоки. Внутренняя часть присоединена к нити накала, наружная – к цоколю. Обе они состоят из медной проволоки. Средняя часть, проходящая через стекло лопаточки сделана из платинита ( сплава никеля с железом), он обладает таким же коэффициентом расширения, как и стекло. Когда спираль под действием электрического тока нагревается до температуры свыше 2000 градусов С, от нее нагреваются и электроды. Нагревается также и стеклянная лампа, через которую проходят электроды. Так как при этом они все одинаково расширяются, стекло не трескается, и лампа горит не менее 800 часов.

Современные электроламповые заводы выпускают самые разнообразные электролампы - от миниатюрных медицинских лампочек мощностью 0,4 Вт до метровых ламп в десятки тысяч ватт.

Люминесцентная лампа(рис 6)

 Рис 6.

 Представляет собой трубку длиной до 70 см и диаметром до 4 см и сделана из бесцветного и прозрачного стекла. На ее внутреннюю поверхность нанесен плотный слой бесцветных кристаллов люминофора, придающий ей белый (молочный) цвет. Из трубки откачан воздух, впущено немного аргона и помещена капелька ртути, которая при разогревании электродов превращается в ртутный пар, заполняющий всю трубку. Примесь аргона нужна для лучшего использования электрической энергии в разряде, свечение же разряда в основном определяется ртутью.

С обоих концов в трубку вплавлены электроды 1, представляющие собой вольфрамовые спирали, покрытые оксидом бария. Последовательно с электродами включены два прибора – стартер 2 и дроссель 3. Стартер – это малая неоновая лампа с двумя электродами, один из которых биметаллический.

В момент включения кнопки К в стартере возникает разряд, биметаллический электрод нагревается, изгибается и замыкает цепь. При этом ток проходит по цепи и электроды раскаляются. Находящиеся на их поверхности атомы бария испускают электроны, которые устремляются к положительно заряженному электроду – аноду. На своем пути они сталкиваются с атомами ртути и аргона и ионизируют их.

Под влиянием ударов электронов и ионов электроды лампы через 1-2 с нагреваются так, что дальше их разогревать током уже нет необходимости. К этому моменту биметаллический электрод стартера уже успевает остыть и размыкает цепь. Ток начинает идти не по проволокам электродов, а непосредственно через трубку от одного электрода к другому (по направлению стрелок вне трубки)

В трубке возникает электрический разряд, под действием которого атомы и ионы ртути возбуждаются и испускают свет. Более половины этого света составляют невидимые ультрафиолетовые лучи, которые, падая на кристаллы люминофора, покрывающие внутреннюю поверхность трубки, заставляют их испускать видимый свет, ярко освещающий пространство вокруг трубки. Для трубки подбирают такой люминофор, чтобы состав испускаемого излучения был близок к солнечному.

Основное преимущество люминесцентной лампы – это возможность создания дневного искусственного света, благодаря чему они так широко применяются для освещения вокзалов, вестибюлей, театров, кино, спортивных залов, магазинов, фабрик, картинных галерей и т.д.

Но эти лампы имеют и недостатки. Первое – это необходимость применять при их эксплуатации сложные устройства: дроссели, стартеры и т.д., второе – вредное для человеческого глаза мигание света, третье - их чувствительность к температуре: их нельзя зажигать при температуре ниже +10, они плохо переносят температуру +40.

Одной из самых важных проблем, связанных с люминесцентными лампами является проблема их утилизации. Для того, чтобы эти лампы не приносили вреда, их надо регулярно осматривать, а лампы с истекшим сроком годности утилизировать, что очень дорого, так как их надо вывозить на специальные полигоны, предварительно очистив. Очень малое количество фабрик, предприятий, учебных заведений могут позволить себе делать это регулярно. Поэтому лампы используются в несколько раз больше срока годности, что приводит к увеличению их вредного воздействия на человеческий организм.

Существуют также ртутные лампы, которые дают синевато-зеленый свет и значительно более экономичны, чем обычные электролампы, однако, применять их для освещения неудобно и небезвредно, так как их свет вреден для глаз.