นัยน์ตากับการมองเห็น

นัยน์ตาและการมองเห็น

1.อวัยวะรับแส  ดวงตาช่วยให้เราได้รับรู้สิ่งต่างๆ ที่เกิดขึ้นบนโลก เมื่อแสงไปกระทบสิ่งต่างๆ จะสะท้อนวัตถุหรือสิ่งของนั้นมาเข้าตาเราและผ่านเข้าในลูกตาไปท ำให้เกิดภาพที่จอตา (retina) ซึ่งอยู่ด้านหลังของลูกตาข้อมูลของวัตถุที่มองเห็นจะถูกส่งขึ้นไปสู่สมองตามเส้นประสาทตา (optic nerve) สมองจะแปลข้อมูลเป็นภาพของวัตถุนั้นดวงตาของมนุษย์หรือสัตว์เป็นอวัยวะที่ทำหน้าที่รับสัมผัสภาพของ สิ่งต่างๆ ที่มีเซลล์รับภาพที่ไวต่อแสงอยู่ด้านซ้ายของลูกตา ดังนั้นตาจึงต้องมีกระบวนการปรับให้แสงเข้าให้พอเหมาะ เพราะถ้าแสงมีความเข้มมากไปอาจเป็นอันตรายต่อเซลล์รับแสงได้

2.การตอบสนองของนัยน์ตาต่อความเข้มของแสง

เนื่องจากนัยน์ตาเป็นอวัยวะที่มีความไวต่อแสงมาก สามารถรับรู้ได้เมื่อมีแสงสว่างเพียงเล็กน้อย เช่น แสงจากดวงดาวที่อยู่ไกลในคืนเดือนมืดจนถึงแสงสว่างที่มีปริมาณม าก ทั้งนี้ เนื่องจากเรตินาจะมีเซลล์รับแสง 2 ชนิด คือ

1.  เซลล์รูปแท่ง (Rod Cell)  ทำหน้าที่รับแสงสว่าง (สลัวที่ไวมาก สามารถมองเห็นภาพขาวดำ เซลล์         รูปแท่งจะไวเฉพาะต่อแสงที่มีความเข้มน้อย โดยจะไม่สามารถจำแนกสีของแสงนั้นได้

2.  เซลล์รูปกรวย (Cone Cell) จะไวเฉพาะต่อแสงที่มีความเข้มสูงถัดจากความไวของเซลล์รูปแท่ง และสามารถจำแนกแสงแต่ละสีได้ด้วย เซลล์รูปกรวยมี 3 ชนิด แต่ละชนิดจะมีความไวต่อแสงสีปฐมภูมิต่างกัน ชนิดที่หนึ่งมีความไวสูงสุดต่อแสงสีน้ำเงิน ชนิดที่สองมีความไวสูงสุดต่อแสงสีเขียว และชนิดที่สามมีความไวสูงสุดต่อแสงสีแดง เมื่อมีแสงสีต่างๆ ผ่านเข้าตามากระทบเรตินา เซลล์รับแสงรูปกรวยจะถูกกระตุ้น และสัญญาณกระตุ้นนี้จะถูกส่งผ่านประสาทตาไปยังสมอง เพื่อแปรความหมายออกมาเป็นความรู้สึกเห็นเป็นสีของแสงนั้น ๆ

ความเข้มของแสงต่อนัยน์ตามนุษย์

ดวงตาของมนุษย์เราสามารถรับแสงที่มีความเข้มน้อยมากๆ เช่น แสงริบหรี่ในห้องมืดๆ ไปจนถึงแสงสว่างจ้าของแสงแดดตอนเที่ยงวัน ซึ่งมีความเข้มของแสงมากกว่าถึง 10 เท่า นอกจากนี้ดวงตายังสามารถปรับให้มองเห็นได้แม้แต่ตัวอักษรที่เป็ นตัวพิมพ์เล็กๆ สามารถบอกรูปร่างและทรวดทรงที่แตกต่างกันในที่ที่มีควมเข้มของแ สงต่างกันมากๆได้ โดยการปรับของรูม่านตา

ความเข้มของแสงต่อนัยน์ตาของสิ่งมีชีวิตอื่น

การตอบสนองต่อความเข้มแสงต่อนัยน์ตาสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะแตกต ่างกันออกไปตามสภาพแวดล้อมและพฤติกรรมการดำรงชีวิต

– ยูกลีนา  ซึ่งเป็นสัตว์ขนาดเล็ก จะมี eyespot เป็นจุด ทำหน้าที่รับแสงสว่าง

– ไส้เดือนดิน  มีเซลล์ที่ไวต่อความเข้มของแสงอยู่ที่ผิวหนัง ทำให้มันสามารถรู้ว่าแสงสว่างอยู่ที่ใด

– หอย ปลาหมึก กุ้ง ปู แมลง มีอวัยวะรับแสงเจริญดีขึ้น คือ นอกจากรับแสงแล้ว ยังสร้างภาพได้อีกด้วย นัยน์ตาของสัตว์พวกนี้ (ยกเว้นหอยจัดเป็นตาประกอบ(Compound eyes) ซึ่งประกอบด้วยหน่วยรับแสงเล็กๆ เป็นเลนส์จำนวนมาก (แมลงเห็นภาพที่กำลังเคลื่อนไหวได้ชัดกว่าภาพที่อยู่นิ่งๆ ) สัตว์พวกนี้ถ้าอยู่ในที่มีแสงสว่างน้อยหรือความเข้มของแสงมีน้อ ย การมองเห็นจะไม่ชัด ดังนั้น พวกกุ้งและปูที่อาศัยหากินในที่มืด จึงต้องมีการดัดแปลงให้ส่วน pigment มารวมกันอยู่ในตอนใดตอนหนึ่ง เพื่อให้สามารถรับแสงสว่างได้มากขึ้น

– สัตว์ที่หากินในเวลากลางคืน  เช่น แมว เสือ กระต่าย นกเค้าแมว สามารถออกล่าเหยื่อในคืนที่เกือบมืดสนิท เพราะว่าในเรตินาของสัตว์พวกนี้มีเซลล์ประสาทรูปแท่งมาก ซึ่งเซลล์เหล่านี้จะทำงานได้ดีในเวลาที่มีแสงสลัวหรือความเข้มข องแสงน้อย ซึ่งภาพที่เห็นจะเป็นภาพเทาหรือดำที่ไม่มีรายละเอียด (สัตว์พวกนี้ตาบอดสี)

 

สัตว์หากินในตอนกลางคืน

สัตว์บก

สัตว์น้ำ

ดวงตาของสัตว์หากินในตอนกลางคืน จะมีขนาดใหญ่เพื่อรับแสงในสภาวะมืดสลัวตอนกลางคืนได้มาก    ดวงตาของสัตว์บก จะมีกระจกตาที่ช่วยหักเหแสงให้กระทบเข้าสู่เลนส์ตา ถ้ากระจกตามีความโค้งมาก แสงก็จะถูกหักเหมาก   ดวงตาของสัตว์น้ำจะปรับปริมาณแสงที่เปลี่ยนไปอย่างรวดเร็ว โดยกระจกตาจะช่วยให้แสงหักเหเพียงเล็กน้อย

 

นัยน์ตาของมนุษย์และความบกพร่องในการมองเห็น

1.นัยน์ตา  ( The human eye)  มีรูปร่างเกือบทรงกลม ประกอบด้วยส่วนสำคัญต่าง ๆ ดังนี้

1.กระจกตา (Cornea ) อยู่ภายนอกเลนส์ตา มีลักษณะเป็นเยื่อเหนียวใสและบาง

2.ม่านตา  (Iris ) เป็นเนื้อเยื่อส่วนที่มีสีของนัยน์ตา ซึ่งอาจมีสีดำ สีน้ำตาล หรือสีฟ้าแล้วแต่เชื้อชาติ ทำหน้าที่เป็นม่านเปิดรูรับแสงให้ใหญ่หรือเล็ก เพื่อช่วยให้แสงผ่านไปยังเลนส์ได้พอเหมาะ ถ้าแสงสว่างมากม่านตาจะเปิดช่องเป็นรูเล็ก และถ้าแสงสว่างน้อย ม่านตาจะเปิดช่องเป็นรูกว้าง เพื่อไม่ให้เป็นอันตรายต่อเรตินา

3.รูม่านตา (Pupil ) มีลักษณะเป็นช่องกลมเล็กๆ กลางม่านตา เป็นส่วนที่มีสีเข้มกลางนัยน์ตา ทำหน้าที่เป็นช่องให้แสงผ่านไปสู่เลนส์ตา ขนาดของรูม่านตาจะเปลี่ยนแปลงไปตามการเปิดปิดของม่านตา

4.เลนส์ตา (Lens) มีลักษณะเป็นเลนส์นูน ทำหน้าที่รับแสงและหักเหแสง เลนส์ตาสามารถปรับความยาวโพกัสได้

5.กล้ามเนื้อตาหรือกล้ามเนื้อยึดเลนส์ตา (Ciliary muscle ) สามารถคลายตัวหรือหดตัว เพื่อปรับความยาวโพกัสของเลนส์ตาให้สามารถมองเห็นวัตถุได้ชัดเจ นที่ระยะต่าง ๆ

6.เรตินา (Retina ) เป็นเนื้อเยื่อชั้นในสุด ทำหน้าที่เป็นฉากรับภาพที่เกิดจากการหักเหแสงผ่านเลนส์ตา ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ประสาท 2 ชนิด คือ

1.เซลล์ประสาทรูปแท่ง (Rod Cell ) ทำให้เกิดความรู้สึกเกี่ยวกับความมืดและความสว่าง ทำงานได้ดีในที่มีแสงสว่างน้อย

2.เซลล์ประสาทรูปกรวย (Cone Cell )  ทำให้เกิดความรู้สึกเกี่ยวกับสี ทำงานได้ดีในที่มีแสงสว่างมาก เซลล์ประสาทเหล่านี้จะรวมกันเป็นประสาทตา (Optic Nerve ) ทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้าไปสู่สมองเพื่อแปลควา มหมายออกมาเป็นภาพที่มองเห็น

2.   ความบกพร่องของการมองเห็น

คนสายตาปกติ   สามารถมองเห็นวัตถุได้ชัดในระยะใกล้สุดที่ระยะ 25 เซนติเมตร จากนัยน์ตา เรียกว่า ระยะใกล้ตา และสามารถมองเห็นวัตถุไกลสุดได้ชัดอยู่ที่ระยะอนันต์ (  ) เรียกว่า ระยะไกลตา ทั้งนี้เพราะภาพที่ได้ จะปรากฏบนเรตินาพอดี

คนสายตาสั้น   จะมองเห็นวัตถุที่อยู่ใกล้ได้ชัดเจน แต่มองวัตถุที่อยู่ไกลไม่ชัดเจน โดยจุดใกล้ตาจะน้อยกว่า 25 เซนติเมตร  แต่จุดไกลตาไม่ถึงระยะอนันต์ ทั้งนี้เป็นเพราะภาพของวัตถุเกิดอยู่หน้าเรตินา ซึ่งมีสาเหตุมาจากเลนส์ตาของคนสายตาสั้นหนามาก แม้ว่ากล้ามเนื้อตาจะผ่อนคลายแล้วก็ตาม

 

การแก้ไข  จะต้องสวมแว่นตาที่ทำจากเลนส์เว้า เพื่อช่วยถ่างลำแสงก่อนหักเหผ่านเลนส์ตา เพื่อทำให้เกิดภาพที่เรตินาพอดี

คนสายตายาว    จะมองเห็นวัตถุที่อยู่ไกลได้ชัดเจน แต่มองวัตถุที่อยู่ใกล้ไม่ชัดเจน โดยจุดใกล้ตาจะมากกว่า 25 เซนติเมตร  จุดไกลตาอยู่ที่ระยะอนันต์ ทั้งนี้เป็นเพราะภาพของวัตถุเกิดอยู่หลังเรตินา ซึ่งมีสาเหตุมาจากเลนส์ตาของคนสายตายาวจะบางมาก แม้ว่ากล้ามเนื้อตาจะพยายามบีบเต็มที่แล้ว

การแก้ไข  จะต้องสวมแว่นตาที่ทำจากเลนส์นูน เพื่อช่วยบีบลำแสงก่อนหักเหผ่านเลนส์ตา เพื่อทำให้เกิดภาพที่เรตินาพอดี

สายตาคนชรา   จะมองเห็นวัตถุที่อยู่ใกล้ไม่ชัดเจนเหมือนกับเป็นคนสายตายาว แต่เมื่อมองวัตถุที่อยู่ไกลๆ ก็มองเห็นไม่ชัดเจนอีกเหมือนกับคนสายตาสั้น โดยจุดใกล้ตาของคนชราจะมากกว่า 25เซนติเมตร ส่วนจุดไกลตาจะน้อยกว่าระยะอนันต์ เนื่องจากกล้ามเนื้อตาทำงานผิดปกติ คือ บังคับให้เลนส์ตาปรับความยาวโฟกัสยาวสั้นต่างๆ กันมากไม่ได้

การแก้ไข  ต้องใช้แว่นตาสองอัน คือ ใช้แว่นตาที่ทำด้วยเลนส์นูน เมื่อจะมองวัตถุที่อยู่ใกล้ และใช้แว่นตาที่ทำด้วยเลนส์เว้า เมื่อจะมองวัตถุที่อยู่ไกล

คนสายตาเอียง   จะมองเห็นวัตไม่คมชัดบริเวณรอบๆ  โดยจะมองเห็นวัตถุในแนวระดับไม่ชัด แต่ในแนวดิ่งชัดและบริเวณตรงกลางชัดเจน สาเหตุเกิดจากความโค้งผิวของเลนส์ตาในระนาบทั้งสองไม่เท่ากัน

การแก้ไข   โดยการสวมแว่นตาที่ทำด้วยเลนส์กาบกล้วยชนิดเว้าและชนิดนูน

การมองเห็นสี   เมื่อให้แสงสีขาวตกกระทบวัตถุต่าง ๆ เราจะเห็นวัตถุมีสีแตกต่างกัน การมองเห็นสีต่าง ๆ นอกจากจะขึ้นอยู่กับ เซลล์รูปกรวยในเรตินาของตาแล้ว ยังมีสิ่งอื่นอีกที่มีอิทธิพลต่อการเห็นสีของวัตถุ คือ การที่จากนั้นผ่านสีต่าง ๆ ของตัวกลาง ก่อนเข้าสู่ตาเรา เช่น แสงขาวของดวงอาทิตย์ เมื่อผ่านปริซึม จะมองเห็นแสงสีถึง 7 สี เป็นต้น หรือ แสงสีต่าง ๆ ผ่านแผ่นกรองแสงสี เพื่อต้องการให้ได้แสงสีที่ต้องการ

ในกรณีที่แสงขาวตกกระทบวัตถุทึบแสง วัตถุนั้นจะดูดกลืนแสงแต่ละสีที่ประกอบเป็นแสงขาวนั้นไว้ในปริมาณต่าง ๆ กัน แสงส่วนที่เหลือจากการดูดกลืนจะสะท้อนกลับเข้าตา ทำให้เราเห็นวัตถุเป็นสีเดียวกับแสงที่สะท้อนมาเข้าตามากที่สุด ตามปกติวัตถุมีสารที่เรียกว่า สารสีทำหน้าที่ดูดกลืนแสง วัตถุที่มีสีต่างกันจะมีสารสีต่างกัน การเห็นใบไม้เป็นสีเขียว เป็นเพราะใบไม้มีคลอโรฟิลเป็นสารดูดกลืนแสงสีม่วงและสีแดง แล้วปล่อยแสงสีเขียวและสีใกล้เคียงให้สะท้อนกลับเข้าตามากที่สุด ส่วนดอกไม้ที่มีสีแดงเพราะดอกมีสารสีแดงซึ่งดูดกลืนแสงสีม่วง สีน้ำเงิน และสีเขียวส่วนใหญ่ไว้ แล้วปล่อยให้แสงสีแดงปนสีส้มและสีเหลืองให้สะท้อนกลับมาเข้าตามากที่สุด ส่วนสารที่มีสีดำนั้นจะดูดกลืนแสงทุกสีที่ตกกระทบทำให้ไม่มีแสงสีใดสะท้อนกลับเข้าสู่ตาเลย เราจึงเห็นวัตถุเป็นสีดำ แต่สารสีขาวนั้นจะสะท้อนแสงทุกสีที่ตกกระทบ

รูปที่ 4 วัตถุสะท้อนแสงสีเขียวเข้าสู่นัยน์ตา ทำให้มองเห็นวัตถุเป็นสีเขียว

การมองวัตถุสีหนึ่งที่มีความสว่างมากเป็นเวลานาน เช่นมองวัตถุสีเขียวนานๆ แล้วหันไปมองฉากสีขาวทันที จะมองเห็นฉากไม่เป็นสีขาวแต่จะเห็นเป็นสีม่วงแทน เพราะการมองสีเขียวนานจะทำให้เซลล์รูปกรวยที่ไวแสงสีเขียวล้า หยุดทำงานชั่วครู่ จึงทำให้เซลล์ไวแสงสีแดงกับน้ำเงินเท่านั้นที่ทำงาน จึงทำให้มองฉากขาวเป็นสีแดงม่วงแทน
 
แผ่นกรองแสงสี     คือแผ่นวัตถุสีซึ่งยอมให้แสงเพียงสีเดียวทะลุผ่านได้
เมื่อนำแผ่นกรองแสงสีมาห่อหุ้มโคมไฟ หรือใส่หน้าเลนส์กล้องถ่ายรูป จะเปลี่ยนสีของแสงที่ทะลุผ่าน โดยจะยอมให้เฉพาะแสงที่มีสีเดียวกับแผ่นกรองแสงสีนั้นผ่านเท่านั้น และดูดกลืนแสงความยาวคลื่นอื่นทั้งหมดที่อยู่ในแสงขาวไว้
ตาบอดสี      ตาบอดสี หรือที่เรียกว่า colour blindness เกิดขึ้นจากเซลล์ประสาทชนิดหนึ่ง ในม่านตาซึ่งมีความไวต่อสีต่าง ๆ มีความบกพร่องหรือพิการ ทำให้ดวงตาไม่สามารถที่จะมองเห็นสีบางสีได้ ตาบอดสี มีหลายชนิด ชนิดที่ทุกคนรู้จักโดยทั่วไปได้แก่ ตาบอดสีที่มองสีเขียว กับสีแดงไม่เห็น (Red – Green blindness) ซึ่งจะทำให้ไม่สามารถแยกสีแดงกับสีเขียวจากสีอื่น ๆ ได้ ดังนั้นคนตาบอดสีชนิดนี้จะมองเห็นสิ่งต่าง ๆ ในโลกเป็นสีน้ำเงิน สีเหลือง สีขาว สีดำ สีเทา และส่วนผสมของสีเหล่านั้นทั้งหมด คนที่ตาบอดสีจะมีปัญหาในการมองสีผิดเพี้ยนไปจากสีจริง เช่นสีของไฟจราจร เป็นต้น

การผสมสารสี  

การพบโรคนี้ในผู้ชายมากกว่าผู้หญิง และมักเป็นกับแบบ แดง-เขียวแทบทั้งหมด เนื่องจากว่ายีน ที่ควบคุมการสร้างรงควัตถุรับสีชนิดสีแดง และสีเขียวนั้น (red-pigment gene, green-pigment gene) อยู่บนโครโมโซม X เมื่อยีนนี้ขาดตกบกพร่องไปในคนใดคนหนึ่ง ก็จะทำให้คนนั้นสามารถรับรู้ สีเหล่านั้นได้ลดลงกว่าคนปกติแน่นอนว่าผู้หญิงมีโอกาสเป็นน้อยกว่าเนื่องจากในผู้หญิงมีโครโมโซม X ถึงสองตัว ถ้าเพียงแต่ X ตัวใดตัวหนึ่งมียีนเหล่านี้อยู่ ก็สามารถรับรู้สีได้แล้ว ในขณะที่ผู้ชาย มีโครโมโซม X เพียงตัวเดียว อีกตัวเป็น Y ซึ่งไม่ได้มีแพคเกจบรรจุยีนนี้แถมมาด้วย 😉 ก็จะแสดง อาการได้เมื่อ X ตัวเดียวเท่าที่มีอยู่นั้นบกพร่องไป

สารสีมีคุณสมบัติในการดูดกลืนแสงสีเมื่อมีแสงขาวมากระทบ แล้วจะสะท้อนแสงสีที่เหลือมาเข้าตา เราจึงมองเห็นเป็นสีที่สะท้อนมาเข้าตา  การที่เราเข้าใจการผสมสารสี จะทำให้เราเข้าใจการดูดกลืนและการสะท้อนแสงสีของวัตถุ

รูปการผสมสารสี

สารสีที่ไม่อาจจะสร้างขึ้นมาได้จากการผสมสารสีต่างๆได้ เรียกว่า สารสีปฐมภูมิ (primary colour) เมื่อมี แสงขาวตกกระทบสารสีแดงม่วง จะดูดกลืนแสงสีอื่นๆไว้ แต่ไม่ดูดกลื่นแสงสีแดงม่วง ,น้ำเงิน , แดงจึงสะท้อน 3 สีนี้ออกมา    เมื่อแสงขาวตกกระทบสารสีเหลือง จะดูดกลืนแสงสีอื่นๆไว้ แต่ไม่ดูดกลืนแสงสีเหลือง , แดง , เขียว    เมื่อแสงขาวตกกระทบสารสีน้ำเงินเขียว จะดูดกลืนแสงสีอื่นๆไว้ แต่ไม่ดูดกลืนแสงสีน้ำเงินเขียว  เขียว น้ำเงิน     ถ้านำสารสีปฐมภูมิทั้ง 3 ผสมกันในปริมาณเท่ากัน จะได้สารสีดำซึ่งจะดูดกลืนทุกแสงสี ไม่สะท้อนแสงสีใดเลย   เรียกสารสีที่ได้จากการผสมสารสีปฐมภูมิ 2 สี ว่าสารสีทุติยภูมิ ได้แก่ สีเขียว  ,  สีแดง  , สีน้ำเงิน ตามรูป

การผสมแสงสี   แสงสีแดง , แสงสีเขียว , แสงสีน้ำเงิน  เรียกว่า แสงสีปฐมภูมิ (primary colour light)  เมื่อฉายแสงสีปฐมภูมิทั้ง 3 แสงสี ลงบนฉากสีขาว จะได้ผลของการผสมเป็น “แสงขาว”  เมื่อนำแสงสีปฐมภูมิมาผสมกันบนฉนกขาวที่ละคู่ ก็จะได้ผลของการผสมแสงสีตามรูป เช่น แสงสีแดง ผสมกับแสงสีเขียว จะได้แสงสีเหลือง ซึ่งเรียกผลที่ได้นี้ว่า “แสงสีทุติยภูมิ” ถ้าใช้ความเข้มของแสงสีนำมาผสมต่างๆกันไป แสงสีผสมที่เกิดขึ้นก็จะเกิดแสงสีที่มีความเข้มหลายระดับ

Comments

comments

ใส่ความเห็น