مجله ام او سی
طیف الکترومغناطیسی و بینایی
تابش الکترومغناطیسی چیست؟
انرژی به صورت تابش الکترومغناطیسی، که از کوره های هسته ای ستارگان و از تمامی مواد موجود در کیهان منتشر می شود، سراسر جهان ما را فرا گرفته است. در هر لحظه از شبانه روز، ما در معرض تابش الکترومغناطیسی قرار داریم؛ بخشی از آن از سطح بدن ما بازتاب می یابد، بخشی از آن از ما عبور می کند، و بخش دیگری جذب می شود، در حالی که بیشتر آن بدون آن که توسط حواس ما درک شود، از کنارمان می گذرد.
انرژی الکترومغناطیسی با سرعت نور (۲٫۹×۱۰⁸ متر بر ثانیه یا ۱۸۰٬۰۰۰ مایل بر ثانیه) به صورت موج انتشار می یابد. در واقع، طبقه بندی انرژی الکترومغناطیسی بر اساس طول موج آن انجام می شود. طول موج به عنوان فاصله میان دو نقطه ی متناظر بر روی دو موج پیاپی تعریف می شود. طول موج های الکترومغناطیسی از مقیاس هسته ی اتم (برای پرتوهای گاما) تا اندازه ی یک سیاره ی کوچک (برای امواج رادیویی) گسترده اند.
طیف نور مرئی چیست؟
بخش بسیار کوچکی از تابش الکترومغناطیسی برای چشم انسان قابل مشاهده و برای مغز قابل درک است. تنها آن بخش از طیف الکترومغناطیسی که از قرنیه عبور کرده و توسط شبکیه جذب می شود، به صورت نور و رنگ درک می گردد. طول موج های طیف مرئی معمولاً بر حسب نانومتر (nm) ــ معادل یک میلیاردم متر ــ بیان می شوند و در بازه ای بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر قرار دارند؛ نور قرمز در انتهای بلندتر و نور بنفش در انتهای کوتاه تر طیف واقع است.
رنگ های موجود در طیف نور مرئی
برای به خاطر سپردن ترتیب رنگ های طیف مرئی از سرواژه ی انگلیسی “ROY G BIV” یا در فارسی همان “بناس زنق” استفاده می شود که شامل رنگ های قرمز (Red)، نارنجی (Orange)، زرد (Yellow)، سبز (Green)، آبی (Blue)، نیلی (Indigo) و بنفش (Violet) است. در پایین تر از محدوده ی نور مرئی، در بازه ی ۱ تا ۴۰۰ نانومتر، پرتو فرابنفش (UV) قرار دارد و در بالاتر از آن، از ۷۵۰ نانومتر تا حدود ۱ میلی متر، پرتو فروسرخ (IR) جای می گیرد.
نور چه نقشی در بینایی انسان دارد؟
نور نقش اساسی در بینایی انسان ایفا می کند، زیرا عنصر بنیادینی است که از طریق برهم کنش با لایه ها و ساختارهای مختلف چشم، امکان دیدن را فراهم می سازد. فرآیند دیدن به صورت زیر عمل می کند:
۱. ورود نور به چشم:
بینایی زمانی آغاز می شود که پرتوهای نور از سطح یک جسم بازتاب یافته و از طریق قرنیه، یعنی لایه ی شفاف جلوی چشم، وارد آن می شوند. قرنیه این پرتوهای نور را خم کرده یا شکست می دهد تا هنگام عبور از مایع زلالیه (مایع شفاف جلوی چشم) بیشتر متمرکز شوند.
۲. تمرکز نور توسط عدسی:
پس از عبور نور از قرنیه، پرتوها از میان مردمک، بخش سیاه رنگ مرکز چشم، عبور می کنند. عنبیه، که بخش رنگی چشم است، اندازه ی مردمک را تنظیم کرده و بدین ترتیب میزان نوری را که وارد چشم می شود کنترل می کند. در پشت مردمک، عدسی شفاف چشم قرار دارد که نور را بیشتر متمرکز کرده و با تنظیم دقیق مسیر پرتوها، اطمینان حاصل می کند که آن ها به نقطه ی مناسب روی شبکیه برخورد کنند.
۳. تشکیل تصویر بر روی شبکیه:
پرتوهای نور در نهایت به شبکیه می رسند؛ لایه ای از سلول های حساس به نور در پشت چشم که شامل سلول های استوانه ای (Rods) و مخروطی (Cones) است. شبکیه پرتوهای نور را به پیام های الکتریکی تبدیل می کند. سلول های استوانه ای مسئول دید در نور کم (بینایی اسکوتوپیک) هستند و درک رنگ ندارند، در حالی که سلول های مخروطی در شرایط نوری زیاد (بینایی فوتوپیک) فعال اند و توانایی تشخیص رنگ را دارند.
۴. انتقال به مغز:
پیام های الکتریکی حاصل از شبکیه از طریق عصب بینایی، که متشکل از بیش از یک میلیون رشته عصبی است، به مغز منتقل می شوند. مغز این سیگنال ها را تفسیر کرده و تصاویر قابل درکی را که ما می بینیم، ایجاد می کند.
تأثیر خطاهای انکساری بر مسیر نور در چشم
در چشم سالم، قرنیه و عدسی دارای شکل و انعطاف پذیری مناسبی هستند تا پرتوهای نور را به طور دقیق روی شبکیه متمرکز کنند.
در چشم هایی که دچار خطاهای انکساری هستند، نور به درستی متمرکز نمی شود و در نتیجه دید تار مشاهده می گردد.
برای جبران این خطاها و تمرکز دقیق نور روی شبکیه، از عینک، لنزهای تماسی یا جراحی های انکساری استفاده می شود تا مسیر ورود پرتوهای نور به چشم اصلاح گردد.
تأثیر لنزهای اصلاحی بر مسیر نور در چشم
لنزهای اصلاحی با تغییر دقیق مسیر و تمرکز نور ورودی به چشم، خطای انکساری خاص را جبران می کنند و بدین ترتیب امکان دریافت تصویری واضح و متمرکز بر روی شبکیه فراهم می آید. کارخانه های تولید لنزهای نوری به صورت همکاری با اپتیک ها و اپتومتریست ها، لنزهایی را تولید می کنند که اصلاح مورد نیاز را اعمال می کنند و به افراد دارای خطاهای انکساری امکان می دهند تا هم اشیاء نزدیک و هم دور را با وضوح بهتر مشاهده کنند.