Informacije

Koji su maksimalni uglovi rotacije ljudske očne jabučice?

Koji su maksimalni uglovi rotacije ljudske očne jabučice?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Koliko se naše očne jabučice mogu rotirati prema nosu, od njega, prema vrhu i dnu?


Bit će male razlike zbog fiziologije. Ipak, prosječni okomiti uzlazni kut je 25 stupnjeva, a silazni kut 30 stupnjeva. Unutar x-y ravni za koju pretpostavljamo da je koplanarna sa centralnom linijom vidljivosti, maksimalni kut rotacije je 35 stepeni u lijevom i desnom smjeru.

Pokušao sam konstruirati sliku koja prikazuje ove kutove - jednostavno kartezijanski dijagram. Dalja pojašnjenja detalja možete pronaći na ovom linku Nelson & Associates

Na kraju, važno je napomenuti da, iako oko može biti sposobno za ove rotacije, oko možda neće moći oštro fokusirati sve objekte u ovom polju, naime, fokusiranje svjetla na foveu.

Sretni mišićni eksperimenti.


Sažetak

Usklađivanje tijela s gravitacijskom vertikalom smatra se ključem ljudskog bipedalizma. Međutim, promjene u polukružnim kanalima tijekom evolucije 1, 2, 3 sugeriraju da je osjećaj rotacije glave koji pružaju važan za bipedalno kretanje modernog čovjeka. Prilikom hodanja, kanali signaliziraju mješavinu rotacija glave povezanih sa zavojima putanje, poremećajima ravnoteže i drugim pokretima tijela. Nije sigurno kako mozak koristi te informacije. Ovdje prikazujemo dvostruke uloge polukružnih kanala u kontroli ravnoteže i navigaciji. Električno dozivamo virtualni rotacijski signal fiksiran glavom iz polukružnih kanala živaca 4, 5, 6 dok subjekti hodaju u mraku s glavom podignutom u različitim smjerovima. Ovisno o orijentaciji glave, možemo upravljati hodanjem „daljinskim upravljačem“ ili stvarati poremećaje ravnoteže. Ovo pokazuje da mozak razrješava signal kanala u skladu s položajem glave u ortogonalne komponente orijentirane na Zemlju i koristi rotacije u vertikalnim ravninama za kontrolu ravnoteže i rotacije u horizontalnoj ravni za navigaciju. Budući da se polukružni kanali više bave kretanjem nego otkrivanjem okomitog poravnanja, ovaj rezultat pokazuje važnost kontrole pokreta i agilnosti, a ne preciznog okomitog poravnanja tijela za ljudski bipedalizam.


UVOD

Naše oči mogu gledati oko scene i dinamički se prilagođavati na osnovu teme, dok kamere snimaju jednu nepokretnu sliku. Ova osobina objašnjava mnoge naše uobičajene prednosti u odnosu na kamere. Na primjer, naše oči mogu kompenzirati dok se fokusiramo na područja različite svjetline, možemo gledati oko sebe kako bismo obuhvatili širi kut gledanja ili se možemo naizmjenično fokusirati na objekte na različitim udaljenostima.

Međutim, krajnji rezultat je sličan video kameri - a ne kameri za fotografije - koja sastavlja relevantne snimke kako bi formirala mentalnu sliku. Brzi pogled u oči mogao bi biti poštenije poređenje, ali u konačnici je jedinstvenost našeg vizuelnog sistema neizbježna jer:

Ono što zaista vidimo je rekonstrukcija našeg uma objekata zasnovanih na unosu očiju, a ne na stvarnu svjetlost koju primaju naše oči.

Skeptičan? Većina je - barem na početku. Primjeri u nastavku prikazuju situacije u kojima se nečiji um može prevariti da vidi nešto drugačije od svojih očiju:

False Color: Pomaknite miša na ugao slike i zagledajte se u središnji križ. Tačka koja nedostaje će se rotirati oko kruga, ali će se nakon nekog vremena činiti da je ova tačka zelena — iako zelena zapravo nije prisutna na slici.

Mach Bands: Pomaknite miš i isključite ga sa slike. Svaka od traka će izgledati nešto tamnije ili svjetlije blizu svojih gornjih i donjih rubova - iako je svaka jednolično siva.

Međutim, to nas ne bi trebalo obeshrabriti u usporedbi očiju i fotoaparata! Pod mnogim uslovima, fer poređenje je i dalje moguće, ali samo ako uzimamo u obzir i ono što vidimo i kako naš um obrađuje ove informacije. U narednim odjeljcima pokušat će se razlikovati to dvoje kad god je to moguće.


Očni kapci

Od vitalnog je značaja da prednja površina očne jabučice, rožnica, ostane vlažna. To se postiže očnim kapcima koji tokom budnog vremena u pravilnim razmacima pomiču po površini sekrete suznog aparata i drugih žlijezda i koji za vrijeme spavanja prekrivaju oči i sprječavaju isparavanje. Poklopci imaju dodatnu funkciju sprječavanja ozljeda stranih tijela, djelovanjem refleksa treptanja. Kapci su u suštini nabori tkiva koji pokrivaju prednji dio orbite i, kada je oko otvoreno, ostavljaju otvor u obliku badema. Bademove tačke se nazivaju canthi, a najbliži nos je unutrašnji kantus, a drugi spoljni kantus. Poklopac se može podijeliti u četiri sloja: (1) koža, koja sadrži žlijezde koje se otvaraju na površinu ruba kapaka, i trepavice (2) mišićni sloj koji sadrži uglavnom mišić orbicularis oculi, odgovoran za zatvaranje poklopca (3) vlaknasti sloj koji poklopcu daje mehaničku stabilnost, a njegovi glavni dijelovi su tarzalne ploče koje graniče direktno s otvorom između kapaka, naziva se palpebralni otvor i (4) najunutarnji sloj poklopca, dio konjunktive. Konjunktiva je sluznica koja služi za pričvršćivanje očne jabučice za orbitu i kapke, ali dopušta značajan stupanj rotacije očne jabučice u orbiti.


Predložena ograničenja rotacije zajedničkog BVH -a

Ove su informacije korisne za sprečavanje animatora od hiperekstendiranja zglobova. Neki programi također zahtijevaju postavljanje inverzne kinematike.

Kinematika naprijed je animirana ručnim rotiranjem zglobova. Inverzna kinematika animira se pomicanjem kraja lanca kostiju (često šake i stopala) uzrokujući da se kosti iza njega vuku poput karika u lancu. Većina animatora koristi kombinaciju ova dva. Inverzna kinematika dobra je za brzo dovođenje kostiju u položaj blizu onoga što želite. Zatim možete upotrijebiti kinematiku naprijed za fino podešavanje položaja prije postavljanja ključnog kadra. Inverzna kinematika takođe može biti korisna za brzo postavljanje šake, lakta, kolena ili stopala tačno tamo gde želite.

Nijedno od gore navedenih ograničenja nije 'zvanično'. Nisu zbog ograničenja u simulatoru ili pregledniku. Ne temelje se ni na čemu u ugrađenim animacijama. Nisu izvučeni iz medicinskih izvora. Zapravo, bio sam iznenađen što nisam mogao pronaći ništa slično na webu, uprkos tome što je važno svima koji prave animacije za humanoide. Mogu samo reći da animacije koje sam napravio s ovim ograničenjima izgledaju pravo mojim očima, a većinu ovih pregiba mogu napraviti vlastitim tijelom (a nisam ni dvozglob ni gimnastičar). Informacije iz renomiranih izvora bi dobrodošle.

Kada pokušavate da procenite koje granice rotacije zgloba treba da budu, važno je razmotriti radnje koje savijaju zglobove do ekstrema.

Radnje koje sam razmatrao uključuju:

  • dodirnuti uho do ramena
  • ukršteni laktovi ispred grudi
  • ukrštene laktove iza glave
  • dodirnuti laktove iza leđa
  • nagib trupa u stranu (vježba)
  • izvrtanje trupa (vježba)
  • ukrštene noge na koljenima
  • ukrštanje nogu oslanjanjem skočnog zgloba na suprotno koleno
  • rade podjele
  • cartwheel
  • ronjenje labuda
  • baseball pitch
  • ljuljanje s gimnastičke visoke šipke (npr. s rukama iza sebe)
  • hodanje po vrhovima prstiju, kao u baletu
  • dodir prstiju
  • hodanje rukom
  • nekoliko poza joge:
    • lotos
    • obe noge iza glave
    • vezani ugao
    • luk
    • krokodil
    • orao
    • produženi bočni ugao
    • kapija
    • polu -kičmenog uvijanja
    • heroj
    • majmun
    • škorpion
    • stojeći nagnuto sa rukama sklopljenim iza leđa
    • stojeći bočni zavoj
    • naklon prema gore

    Nekim ograničenjima treba neko objašnjenje.

    Ograničenje rotacije Shldr prema naprijed Y normalno bi trebalo biti 105, ali to bi učinilo pozu škorpiona joge i slične položaje nemogućim. Os Y se obično koristi za rotiranje ruku prema naprijed i natrag po približno vodoravnoj ravnini, ali u položajima sličnim pozi joge škorpiona opisuje rotaciju duž približno okomitih ravnina, što bi X os normalno opisala. Za postavljanje lakta pored glave, granica osi X ili Y mora biti 180. Ako se granica osi X podigne na 180, granica osi Y mora takođe podignite na 180 kako biste laktu omogućili da se odmara sa strane (npr. za glatki prijelaz u položaj za glavu). Ako se podigne granica osi Y, samo toj osi treba pretjerana sloboda. Ograničenje rotacije Shldr unatrag Y ne mora se podizati, čak ni u položajima poput poza joge škorpiona.

    Ruke se normalno ne bi trebale rotirati duž X ose, ali je potrebna rotacija X ose kako bi se nadoknadio nedostatak kontrole prstima.

    Budući da je kuk korijen hijerarhije kostiju, on rotira cijelo tijelo. Stoga nema granica rotacije ili krutosti.

    Ukočenost zgloba kontroliše koliko lako se zglob rotira oko određene ose. Kada se pravilno konfigurira, uzrokuje realno pomicanje lanaca kostiju pri upotrebi inverzne kinematike.

    Većinu vremena, što je veći raspon osi, to bi trebala biti manje kruta. Iz tog razloga koristio sam sljedeću formulu za izračunavanje krutosti za većinu osa:

    "abs" označava apsolutnu vrijednost
    "početak" i "kraj" su varijable koje sadrže minimalne i maksimalne vrijednosti za rotaciju duž te ose

    Izračunavate procenat punog kruga od 360 stepeni koji dozvoljavaju granice rotacije. Budući da će se ovaj postotak povećavati kako se raspon rotacije povećava, a želimo onaj koji se smanjuje kako se raspon rotacije povećava, oduzimamo ga od 1.

    Postoje slučajevi kada ne želite koristiti ovu metodu, alati za animaciju ne bi omogućili da se konfigurira na drugi način.

    Koristio sam 105, umjesto 180, kao granicu rotacije Shldr prema Y osi pri izračunavanju krutosti. Ovo najbolje predstavlja uobičajeno ponašanje Y ose i trebalo bi rezultirati najprirodnijim kretanjem.

    Budući da rotaciju osi X treba minimizirati, naveo sam njihovu krutost kao 99%.


    218 Granice rezolucije: Rayleigh -ov kriterij

    Svjetlost se prelama dok se kreće kroz prostor, savijajući se oko prepreka, interferirajući konstruktivno i destruktivno. Iako se ovo može koristiti kao spektroskopski alat - difrakcijska rešetka raspršuje svjetlost prema, na primjer, valnoj duljini i koristi se za stvaranje spektra - difrakcija također ograničava detalje koje možemo dobiti na slikama. (Slika) (a) prikazuje učinak prolaska svjetlosti kroz mali kružni otvor. Umjesto svijetle točke s oštrim rubovima, dobiva se mrlja s nejasnom ivicom okružena svjetlosnim krugovima. Ovaj obrazac je uzrokovan difrakcijom sličnom onoj koju proizvodi jedan prorez. Svjetlost iz različitih dijelova kružnog otvora djeluje konstruktivno i destruktivno. Efekat je najuočljiviji kada je otvor blende mali, ali efekat postoji i kod velikih otvora blende.

    Kako difrakcija utječe na detalje koji se mogu uočiti kada svjetlost prolazi kroz otvor? (Slika) (b) prikazuje difrakcijski uzorak koji proizvode dva tačkasta izvora svjetlosti koji su blizu jedan drugom. Uzorak je sličan onom za jednopolni izvor i jedva je moguće reći da postoje dva izvora svjetlosti, a ne jedan. Da su bliže jedno drugom, kao na (Slika) (c), ne bismo ih mogli razlikovati, ograničavajući tako pojedinosti ili rezoluciju koje možemo dobiti. Ova granica je neizbježna posljedica valne prirode svjetlosti.

    Postoje mnoge situacije u kojima difrakcija ograničava rezoluciju. Oštrina našeg vida je ograničena jer svjetlost prolazi kroz zjenicu, kružni otvor našeg oka. Imajte na umu da je širenje svjetlosti poput difrakcije posljedica ograničenog promjera svjetlosnog snopa, a ne interakcije s otvorom. Tako svjetlost prolazi kroz leću promjera pokazuje ovaj efekt i širi se, zamagljujući sliku, baš kao što svjetlost prolazi kroz otvor promjera radi. Dakle, difrakcija ograničava rezoluciju bilo kojeg sistema koji ima sočivo ili ogledalo. Teleskopi su takođe ograničeni difrakcijom, zbog konačnog prečnika njihovog primarnog ogledala.

    Nacrtajte dvije linije na bijelom listu papira (udaljene nekoliko mm). Koliko daleko možete biti i dalje razlikovati dvije linije? Šta vam to govori o veličini zjenice oka? Možete li biti kvantitativni? (O veličini zjenice odrasle osobe govori se u Fizici oka.)

    Koja je samo granica? Da biste odgovorili na to pitanje, razmotrite uzorak difrakcije za kružni otvor, koji ima središnji maksimum koji je širi i svjetliji od maksimuma koji ga okružuju (slično prorezu) [vidi (slika) (a)]. Može se pokazati da za kružni otvor promjera , prvi minimum u difrakcijskom uzorku javlja se pri (ako je otvor blende veliki u poređenju sa talasnom dužinom svetlosti, što je slučaj za većinu optičkih instrumenata). Prihvaćeni kriterij za određivanje granice difrakcije rezolucije na osnovu ovog ugla razvio je Lord Rayleigh u 19. stoljeću. Rayleigh -ov kriterij za granicu difrakcije rezolucije kaže da dvije slike su jednostavno razlučive kada je središte uzorka difrakcije jedne direktno iznad prvog minimuma uzorka difrakcije druge. Vidi (slika) (b). Prvi minimum je pod uglom od , tako da su dva točkasta objekta rješiva ​​samo ako su razdvojena kutom

    gdje je valna duljina svjetlosti (ili drugog elektromagnetskog zračenja) i je prečnik otvora blende, sočiva, ogledala itd. kojim se posmatraju dva objekta. U ovom izrazu, ima jedinice radijana.

    Svi pokušaji promatranja veličine i oblika objekata ograničeni su valnom duljinom sonde. Čak i mala talasna dužina svjetlosti zabranjuje tačnu preciznost. Kada se koriste sonde ekstremno male talasne dužine kao kod elektronskog mikroskopa, sistem je poremećen, što i dalje ograničava naše znanje, isto kao što električno mjerenje mijenja krug. Heisenbergov princip nesigurnosti tvrdi da je ta granica fundamentalna i neizbježna, kao što ćemo vidjeti u kvantnoj mehanici.

    Primarno ogledalo svemirskog teleskopa Hubble u orbiti ima promjer 2,40 m. Budući da je u orbiti, ovaj teleskop izbjegava degradirajuće efekte atmosferske distorzije na njegovu rezoluciju. (a) Koliki je kut između dva tačkasta izvora svjetlosti koja se mogu razriješiti (možda dvije zvijezde)? Pretpostavimo da je prosječna svjetlosna valna duljina 550 nm. (b) Ako se ove dvije zvijezde nalaze na udaljenosti od 2 miliona svjetlosnih godina od galaksije Andromeda, koliko blizu one mogu biti i još uvijek biti razriješene? (Svjetlosna godina je udaljenost koju svjetlost pređe za godinu dana.)

    Rayleighov kriterij naveden u jednačini daje najmanji mogući ugao između tačkastih izvora ili najbolju moguću rezoluciju. Kada se ovaj ugao pronađe, može se izračunati udaljenost između zvijezda, budući da nam je dato koliko su udaljene.

    Rješenje za (a)

    Rayleighov kriterij za minimalni rješivi ugao je

    Unos poznatih vrijednosti daje

    Udaljenost između dva objekta na udaljenosti udaljeni i odvojeni uglom je .

    Zamjena poznatih vrijednosti daje

    Kut pronađen u dijelu (a) izuzetno je mali (manji od 1/50 000 stepeni), jer je primarno ogledalo toliko veliko u usporedbi s valnom duljinom svjetlosti. Kao što smo primijetili, efekti difrakcije su najuočljiviji kada svjetlost stupi u interakciju s objektima čija je veličina reda veličine valne dužine svjetlosti. Međutim, učinak je još uvijek prisutan i postoji granica difrakcije onoga što je uočljivo. Stvarna rezolucija teleskopa Hubble nije tako dobra kao ona koja se nalazi ovdje. Kao i kod svih instrumenata, postoje i drugi efekti, poput neujednačenosti u ogledalima ili aberacija u lećama koje dodatno ograničavaju rezoluciju. Međutim, (Slika) daje indikaciju obima detalja koji se mogu uočiti s Hubbleom zbog njegove veličine i kvaliteta, a posebno zato što se nalazi iznad Zemljine atmosfere.

    Odgovor u dijelu (b) ukazuje na to da se dvije zvijezde odvojene otprilike pola svjetlosne godine mogu razriješiti. Prosječna udaljenost između zvijezda u galaksiji je reda veličine 5 svjetlosnih godina u vanjskim dijelovima i oko 1 svjetlosne godine u blizini galaktičkog centra. Stoga Hubble može razriješiti većinu pojedinačnih zvijezda u galaksiji Andromeda, iako leži na tako velikoj udaljenosti da je njegovoj svjetlosti potrebno 2 milijuna godina da do nje dospije. (Slika) prikazuje drugo ogledalo koje se koristi za posmatranje radio talasa iz svemira.

    Prirodna zdjela promjera 305 m u Arecibu u Portoriku obložena je reflektirajućim materijalom, čineći je radio-teleskopom. To je najveća zakrivljena posuda za fokusiranje na svijetu. Iako jer je Arecibo mnogo veći nego za Hubble teleskop, detektuje zračenje mnogo veće talasne dužine i njegova granica difrakcije je znatno lošija od Hubbleove. Arecibo je i dalje vrlo koristan jer važne informacije prenose radio talasi koje ne prenosi vidljivo svjetlo. (kredit: Tatyana Temirbulatova, Flickr)

    Difrakcija nije problem samo optičkih instrumenata, već i samog elektromagnetskog zračenja. Bilo koji snop svjetlosti konačnog promjera i talasnu dužinu pokazuje širenje difrakcije. Snop se širi pod kutom date jednačinom . Uzmimo, na primjer, laserski zrak napravljen od zraka što je moguće paralelniji (uglovi između zraka što bliži što je moguće) umjesto toga se širi pod uglom , gdje je promjer grede i je njegova talasna dužina. Ovo širenje je nemoguće uočiti za baterijsku lampu, jer njen snop nije baš paralelan u početku. Međutim, za prijenos laserskih zraka ili mikrovalnih signala na velike udaljenosti, širenje difrakcije može biti značajno (vidi (slika)). Da bismo to izbjegli, možemo povećati . To se radi za lasersko svjetlo poslano na Mjesec radi mjerenja njegove udaljenosti od Zemlje. Laserski zrak se proširuje teleskopom kako bi se napravio mnogo veći i manji.

    Snop koji proizvodi ova mikrotalasna antena za prenos će se raširiti pod minimalnim uglom zbog difrakcije. Nemoguće je proizvesti gotovo paralelnu gredu, jer greda ima ograničen promjer.

    U većini bioloških laboratorija rezolucija se prikazuje kada se uvede upotreba mikroskopa. Sposobnost objektiva da proizvodi oštre slike dva blisko razmaknuta tačkasta objekta naziva se rezolucija. Što je udaljenost manja pomoću kojih se dva objekta mogu odvojiti i još uvijek vidjeti kao različite, veća je rezolucija. Snaga razlučivanja objektiva definirana je kao ta udaljenost . Izraz za rezolucionu moć dobija se iz Rayleighovog kriterijuma. Na (Slika) (a) imamo dva tačkasta objekta razdvojena udaljenošću . Prema Rayleighovom kriteriju, rezolucija je moguća kada je minimalni kutni razmak

    gdje je udaljenost između uzorka i sočiva objektiva, a mi smo koristili aproksimaciju malog ugla (tj. pretpostavili smo da je mnogo manji od ), tako da .

    Dakle, moć razlučivanja je

    Drugi način da se ovo sagleda je preispitivanje koncepta numeričke aperture () raspravlja se u Microscopes. Tamo, je mjera maksimalnog prihvatnog kuta pod kojim će vlakno uzeti svjetlost i dalje je sadržavati u vlaknu. (Slika) (b) prikazuje sočivo i predmet u tački P. The ovdje je mjera sposobnosti objektiva da prikupi svjetlost i razriješi fine detalje. Definira se kut koji objektiv objektivom fokusira . Sa slike i opet koristeći aproksimaciju malog ugla možemo pisati

    The za objektiv je , gdje je indeks loma medija između leće objektiva i objekta u točki P.

    Iz ove definicije za , to možemo vidjeti

    u mikroskopu, je važno jer se odnosi na razlučivost leće. Objektiv sa velikim moći će riješiti sitnije detalje. Objektivi sa većim moći će prikupiti i više svjetla i tako dati svjetliju sliku. Drugi način da se opiše ova situacija je da što je veća , veći konus svjetlosti koji se može unijeti u leću, pa će se prikupiti više načina difrakcije. Tako mikroskop ima više informacija za stvaranje jasne slike, pa će njegova moć razlučivanja biti veća.

    (a) Dvije tačke razdvojene udaljenošću i pozicioniran na daljinu daleko od cilja. (kredit: Infopro, Wikimedia Commons) (b) Termini i simboli koji se koriste u raspravi o razlučivanju snage objektiva i objekta u tački P. (kredit: Infopro, Wikimedia Commons)

    Jedna od posljedica difrakcije je da žarište grede ima konačnu širinu i raspodjelu intenziteta. Razmislite o fokusiranju kada razmatrate samo geometrijsku optiku, prikazanu na (Slika)(a). Žarišna tačka je beskrajno mala sa velikim intenzitetom i kapacitetom da spaljuje većinu uzoraka bez obzira na objektivnog sočiva. Za talasnu optiku, usled difrakcije, žarište se širi i postaje žarišna tačka (vidi (slika)(b)) sa veličinom tačke koja se smanjuje sa povećanjem . Shodno tome, intenzitet u fokusnoj tački raste sa povećanjem . Što je veća , veće su šanse za fotodegradiranje uzorka. Međutim, tačka nikada ne postaje istinita.

    Sažetak odjeljka

    • Rezolucija granica difrakcije.
    • Za kružni otvor blende, sočivo ili zrcalo, Rayleighov kriterij kaže da su dvije slike samo razlučive kada je centar difrakcijskog uzorka jedne direktno iznad prvog minimuma difrakcijskog uzorka druge.
    • Ovo se dešava za dva tačkasta objekta razdvojena uglom , gdje je valna duljina svjetlosti (ili drugog elektromagnetskog zračenja) i je promjer otvora, objektiva, ogledala itd. Ova jednadžba također daje kutno širenje izvora svjetlosti promjera .

    Konceptualna pitanja

    Snop svetlosti se uvek širi. Zašto se zrak ne može stvoriti paralelnim zrakama kako bi se spriječilo širenje? Zašto se leće, ogledala ili otvori ne mogu koristiti za ispravljanje rasipanja?

    Problemi i vježbe pojačala

    Radio teleskop Arecibo prečnika 300 x 10^2 m prikazan na slici (slika) detektuje radio talase sa prosečnom talasnom dužinom od 4,00 cm.

    (a) Koliki je ugao između dva tačkasta izvora koji se mogu riješiti za ovaj teleskop?

    (b) Koliko bi mogli biti bliski ovi tačkasti izvori na udaljenosti od 2 miliona svjetlosnih godina od galaksije Andromeda?

    (a)

    Pretpostavljajući ugaonu rezoluciju pronađenu za Hubble teleskop na (slika), koji je najmanji detalj koji bi se mogao uočiti na Mjesecu?

    Širenje difrakcije za baterijsku svjetiljku beznačajno je u usporedbi s drugim ograničenjima u njenoj optici, poput sfernih aberacija u ogledalu. Da biste to pokazali, izračunajte minimalno ugaono širenje snopa baterijske lampe koja je izvorno prečnika 5,00 cm sa prosečnom talasnom dužinom od 600 nm.

    (a) Koliki je minimalni ugaoni raspon laserskog snopa He-Ne talasne dužine 633 nm koji je izvorno promjera 1,00 mm?

    (b) Ako će ovaj laser biti usmjeren na planinsku liticu udaljenu 15,0 km, koliko će veliko biti osvijetljeno mjesto?

    (c) Koliko bi velika tačka bila osvijetljena na Mjesecu zanemarujući atmosferske uticaje? (Ovo se može učiniti da se udari u kutni reflektor kako bi se izmjerilo vrijeme povratnog putovanja, a time i udaljenost.) Eksplicitno pokažite kako slijedite korake u Strategijama rješavanja problema za valnu optiku.

    Teleskop se može koristiti za povećanje promjera laserskog snopa i ograničavanje širenja difrakcije. Laserski zrak se šalje kroz teleskop u suprotnom smjeru od normalnog i tada se može projicirati na satelit ili Mjesec.

    (a) Ako se to učini teleskopom Mount Wilson, koji proizvodi snop promjera 2,54 m sa svjetlom 633 nm, koji je minimalni kutni rasprostiranje snopa?

    (b) Zanemarujući atmosferske efekte, kolika je veličina tačke koju bi ovaj snop mogao napraviti na Mesecu, pod pretpostavkom da je lunarna udaljenost od ?

    (a)

    (b) Prečnik od

    Granica oštrine oka zapravo je povezana s difrakcijom zjenice.

    (a) Koliki je kut između dviju tačaka svjetlosti koje se mogu razriješiti za zjenicu promjera 3,00 mm, pod pretpostavkom prosječne valne duljine 550 nm?

    (b) Uzmite svoj rezultat kao praktičnu granicu za oko. Koja je najveća moguća udaljenost automobila od vas ako možete razriješiti njegova dva fara, s obzirom da su udaljeni 1,30 m?

    (c) Kolika je udaljenost između dvije upravo razlučive tačke koje se drže na udaljenosti jedne ruke (0,800 m) od vašeg oka?

    (d) Kako je vaš odgovor na (c) u poređenju sa detaljima koje inače posmatrate u svakodnevnim okolnostima?

    Koje je ogledalo minimalnog promjera na teleskopu koje bi vam omogućilo da vidite detalje male do 5,00 km na Mjesecu udaljenom 384 000 km? Pretpostavimo da je prosečna talasna dužina 550 nm za primljeno svetlo.

    Rečeno vam je da ne pucate dok im ne vidite bjeloočnice. Ako su oči razdvojene za 6,5 ​​cm, a prečnik vaše zjenice je 5,0 mm, na kojoj udaljenosti možete razlučiti dva oka pomoću svjetlosti talasne dužine 555 nm?

    (a) Planeta Pluton i njen Mjesec Haron udaljeni su 19.600 km. Zanemarujući atmosferske efekte, da li bi teleskop Mount Palomar prečnika 5,08 m mogao da razreši ova tela kada su sa Zemlje? Pretpostavimo da je prosečna talasna dužina 550 nm.

    (b) U stvari, jedva je moguće zaključiti da su Pluton i Haron zasebna tijela pomoću zemaljskog teleskopa. Koji su razlozi za to?

    (a) Da. Trebalo bi se lako razlikovati.

    (b) Činjenica da je jedva moguće primijetiti da se radi o odvojenim tijelima ukazuje na ozbiljnost atmosferskih aberacija.

    Farovi automobila su udaljeni 1,3 m. Koja je najveća udaljenost na kojoj oko može razriješiti ova dva fara? Uzmite da je prečnik zenice 0,40 cm.

    Kada se točke stavljaju na stranicu s laserskog pisača, one moraju biti dovoljno blizu da ne vidite pojedinačne točkice tinte. Da biste to učinili, razdvajanje točaka mora biti manje od Raleighova kriterija. Uzmite zenicu oka na 3,0 mm i udaljenost od papira do oka 35 cm odredite minimalno razdvajanje dvije točke tako da se ne mogu riješiti. Koliko točaka po inču (dpi) ovo odgovara?

    Astronom amater želi da napravi teleskop sa granicom difrakcije koji će mu omogućiti da vidi da li ima ljudi na mesecima Jupitera.

    (a) Ogledalo kojeg promjera je potrebno da biste mogli vidjeti detalje od 1,00 m na Jovian mjesecu na udaljenosti od sa Zemlje? Prosječna talasna dužina svjetlosti je 600 nm.

    (b) Šta je nerazumno u vezi s ovim rezultatom?

    (c) Koje su pretpostavke nerazumne ili nedosljedne?

    Konstruirajte svoj vlastiti problem

    Razmotrite granice difrakcije za elektromagnetski val koji stupa u interakciju s kružnim objektom. Konstruirajte problem u kojem s uređajem izračunate granicu kutne rezolucije pomoću ovog kružnog objekta (poput objektiva, ogledala ili antene) za promatranje. Izračunajte i ograničenje prostorne rezolucije (kao što je veličina obilježja vidljivih na Mjesecu) za posmatranja na određenoj udaljenosti od uređaja. Među stvarima koje treba uzeti u obzir su talasna dužina elektromagnetnog zračenja koja se koristi, veličina kružnog objekta i udaljenost do sistema ili fenomena koji se posmatra.


    Osnovna čitanja bez svijesti

    Kako svjesna i nesvjesna pristrasnost izaziva rasizam

    Povezivanje poezije i podsvijesti vizualnim slikama

    Grossmann je zaključio: "Njihov je mozak jasno reagirao na društvene znakove prenesene očima, ukazujući da čak i bez svjesne svijesti, ljudska djeca mogu otkriti suptilne društvene znakove. Postojanje takvih moždanih mehanizama kod dojenčadi vjerovatno daje vitalnu osnovu za razvoj socijalne interaktivne vještine kod ljudi. "

    Hipoteza o zadružnom oku

    Održavanje kontakta očima u interakciji s drugom osobom vjerovatno je najvažnije pravilo društvenog angažmana. Kontakt očima vam omogućava da u određenoj mjeri vidite kroz prozor duše druge osobe i gradi povjerenje.

    Često stvaramo svjesnu naraciju zasnovanu na podsvjesnim društvenim znakovima koje naš um hvata čitajući sakadne ritmove, brze pokrete očiju i količinu i kut bjeloočnice izložene pri neverbalnoj međusobnoj komunikaciji.

    Hipoteza o kooperativnom oku sugerira da su karakteristične vidljive karakteristike oka evoluirale kako bi ljudima olakšale praćenje tuđih pogleda dok komuniciraju ili rade zajedno na zadacima.

    Hipotezu o kooperativnom oku prvi su predložili H. Kobayashi i S. Khoshima 2002. godine, a kasnije su je testirali Michael Tomasello i drugi na Institutu Max Planck za evolucijsku antropologiju u Njemačkoj.

    Zanimljivo je da su istraživači na životinjama također otkrili da su psi tijekom pripitomljavanja razvili i sposobnost da uhvate vizualne znakove sa bjeloočnica ljudi.

    Šta su "Sakade"?

    Sakade su vrlo brzi, istovremeni pokreti oka kako bi primili vizualne informacije i pomaknuli liniju vida iz jednog položaja u drugi. Kako se vizualne informacije primaju iz mrežnice, prevode se u prostorne informacije, a zatim prenose u motorne centre radi odgovarajućih motoričkih odgovora.

    Oslanjamo se na tačnost ovih pokreta svake milisekunde našeg života. U normalnim svakodnevnim uslovima, napravite oko 3-5 sakada u sekundi, što iznosi oko pola miliona sakada dnevno.

    Praćenje brzine sakadnih pokreta odličan je način za objektivno mjerenje nečijeg nivoa umora. Nedavno su naučnici u Evropi počeli koristiti novu vrstu Google staklenih uređaja za praćenje nivoa umora kod liječnika koji rade prekovremeno prateći njihovo brzo kretanje očiju.

    U smislu sakada nekoga ko izgleda hiper-budno. Bilo mi je zabavno gledati precizne brze pokrete očiju Taylor Swift dok je pljeskala mušom koja zuji među rukama tokom intervjua uživo u kojem je promovirao svoj album 1989.

    Neko sa sakadičnom dismetrijom proizvodi nekontrolisane pokrete očiju, uključujući mikrosakade, treperenje oka i trzaje kvadratnog talasa čak i kada je oko u mirovanju. Smatra se da su uzrok dismetrije lezije u malom mozgu ili lezije na proprioceptivnim nervima koji vode do malog mozga. Vaš mali mozak je odgovoran za koordinaciju vizuelnih, prostornih i drugih senzornih informacija sa motornom kontrolom.

    Mali mozak je također bitan za automatsko motoričko učenje vestibulo-okularnog refleksa (VOR) i odgovoran je za osiguravanje točnih pokreta očiju zajedno s pokretima glave. Implicitno motoričko učenje u VOR -u je na mnogo načina analogno klasičnom kondicioniranju treptaja očiju. Kola oba su strukturirana slično, a molekularni mehanizmi rade na isti način.

    Vaša Sclera, Sacade i Cerebellum su isprepletene

    Većina nas tumačenje i projekciju skleralnih društvenih znakova uzima zdravo za gotovo jer su oni urođeni u ranom djetinjstvu. Ali za djecu s poremećajem autističnog spektra (ASD) sposobnost uspostavljanja kontakta očima ili tumačenja društvenih znakova u očima i bjeloočnicama nije prirodna.

    Na sreću, neuroznanstvenici širom svijeta ostvaruju veliki napredak u razumijevanju zašto se ljudi s ASD -om bore za interakciju s drugima i svijetom oko sebe.

    Samuel Wang, vanredni profesor molekularne biologije na Univerzitetu Princeton, bavi se fascinantnim istraživanjem o obradi informacija u malom mozgu, uključujući: njegov doprinos motoričkom učenju, ulozi malog mozga u kognitivnoj i afektivnoj funkciji te poremećaju iz spektra autizma.

    Wang i njegove kolege s Princetona nedavno su otkrili da rani poremećaji u radu malog mozga ometaju neuronski razvoj i da mogu biti mogući korijen autizma. In August 2014, they published this new theory in the journal Neuron.

    Conclusion: The Social Cues Conveyed by Eye Whites Can Strengthen Social Connections

    Healthy social and cognitive development relies on the ability of your brain to consciously and unconsciously interpret social cues held in the eye whites of others.

    For children with autism, the challenges of trying to explicitly learn how to interpret thousands of saccades an hour and the social cues conveyed through eye whites are astronomical. This new research offers more insights as to why it can be so challenging for people with ASD to interact and connect with others and the environments around them.

    Hopefully, these findings will lead to more research and possible interventions that will build stronger and healthier social bonds between people from all walks of life.

    If you'd like to read more on related topics please check out my Psihologija danas blog posts:

    Follow me on Twitter @ckbergland for updates on The Athlete’s Way blog posts.


    Anatomija oka

    The sclera is outermost layer of the eyeball. It is the white (and opaque) part of the eyeball. Muscles responsible for moving the eyeball are attached to the eyeball at the sclera.

    At the front of the eyeball, the sclera becomes the cornea. The cornea is the transparent dome-shaped part of the eyeball. Light rays from the outside world first pass through the cornea before reaching the lens. Together with the lens, the cornea is responsible focussing light on the retina.

    The choroid is the middle layer of the eyeball located between the sclera and the retina. It provides nutrients and oxygen to the outer surface of the retina.

    Anterior Chamber

    The space between the cornea and the lens is known as the anterior chamber. It is filled with fluid called aqueous humour. The anterior chamber is also known as anterior cavity.

    Aqueous humour

    The Aqueous humour is a transparent watery fluid that circulates in the anterior chamber. It provides oxygen and nutrients to the inner eye and exerts fluid pressure that helps maintain the shape of the eye. The aqueous humour is produced by the ciliary body.

    Posterior Chamber

    The posterior chamber is a larger area than the anterior chamber. It is located opposite to the anterior chamber at the back of the lens. It is filled with a fluid called vitreous humour. The posterior Chamber is also referred to as the Vitreous body as indicated in the diagram below - anatomy of the eye.

    Anatomy of the eye: cross section of the human eyeball viewed from above

    ꧚ve Carlson / CarlsonStockArt.com

    Vitreous humour

    The vitreous humour is a transparent jelly-like fluid that fills the posterior chamber. It exerts fluid pressure that keeps the retina layers pressed together to maintain the shape of the eye and to maintain sharp focus of images on the retina.

    The choroid continues at the front of the eyeball to form the Iris. The iris is a flat, thin, ring-shaped structure sticking in to the anterior chamber. This is the part that identifies a person’s eye colour. The iris contains circular muscles which go around the pupil and radial muscles that radiate toward the pupil. When the circular muscles contract they make the pupil smaller, when the radial muscles contract, they makes the pupil wider.

    Ciliary muscles

    The cilliary muscles are located inside the ciliary body. These are the muscles that continuously change the shape of the lens for near and distant vision. See diagram anatomy of the eye gore.

    Ciliary Body

    The choroid continues at the front of the eyeball to form the ciliary body. It produces the aqueous humour. The ciliary body also contains the ciliary muscles that contract or relax to change the shape of the lens.

    The zonule also known as suspensory ligaments is a ring of small fibres that hold the lens suspended in place. It connects the lens to the ciliary body and allows the lens to change shape.

    The lens is a biconvex transparent disc made of proteins called crystallines. It is located directly behind the iris and focuses light on to the retina. In humans, the lens changes shape for near and for distant vision.

    Human Eye Anatomy: cross section of the human eyeball viewed from the side

    che via Wikimedia Commons

    The pupil is the hole at the center of the iris located in front of the lens. Whenever more light needs to enter the eyeball, the muscles in the iris contract like the diaphragm of a camera to increase or decrease the size of the pupil.

    The retina is the innermost layer lining the back of the eyeball. It is the light sensitive part of the eye. The retina contains photo receptors that detect light. These photo receptors are known as cones and rods. Cones enable us to detect color while rods enable us to see in poor light. The retina contains nerve cells that transmit signals from the retina to the brain.

    The fovea is a small depression in the retina near the optic disc. The fovea has a high concentration of cones. It is the part of the retina where visual acuity is greatest.

    Optički nerv

    The optic nerve is located at the back of the eyeball. It contains the axons of retina ganglion cell (nerve cells of the retina) and it transmits impulses from the retina to the brain.

    Impulses are transmitted to the brain from the back of the eyeball at the optic disc also called the blind spot. It is called the blind spot because it contains no photoreceptors, hence any light that falls on it will not be detected.

    Eye muscles

    Muscles of the eye are very strong and efficient, they work together to move the eyeball in many different directions. The main muscles of the eye are Lateral rectus, Medial rectus, Superior rectus and inferior rectus.

    Central Artery and Vein

    The central artery and vein runs through the center of the optic nerve. The central artery supplies the retina while the central vein drains the retina. In the diagram above - anatomy of the eye, the artery is shown in red while the vein is shown in blue.


    Sadržaj

    The angular resolution or spatial resolution of an optical system can be estimated by Rayleigh's Criterion.
    When two point sources are resolved from each other, they are separated by at least the radius of the airy disk. Kada Θ = 1.22 (λ/D) rad ,
    gdje Θ is the angular resolution, λ is the wavelength of light and D is the diameter of the eye. Remember that 360 degrees = 2π radians.

    The eye pupil diameter changes during day and night, whereas the day the pupil size is between 3 mm to 4 mm and at night it is from 5 mm to 9 mm. In addition, the optimal sensitivity of the human eye is approximately 0.55 μm (V-band). So according to Rayleigh's Criterion, we can calculate the spatial resolution of human eye. Lets say that at day time the pupil size is 3 mm and the optimal sensitivity is 0.55 μm, we can apply the rule.

    Θ = 1.22(λ/D)rad =1.22(0.55 μm/3 mm)rad(180 deg/π rad)(1 mm/10 3 μm) = 0.0128 deg(3600”/1 deg) = 50” (day)

    Moreover, at night the pupil diameter increases to 9 mm to increase the observation, we can do the same calculation to find the angular resolution of the eye at night.


    Reference

    Barsalou, L.W. (2008). Grounded cognition. Annual Review of Psychology, 59(1), 617–645.

    Berndt, D.J., & Clifford, J. (1994). Using dynamic time warping to find patterns in time series. U KDD workshop, (Vol. 10, pp. 359–370).

    Bonatz, A.E., Steiner, H., Huston, J.P. (1987). Video image analysis of behavior by microcomputer: categorization of turning and locomotion after 6-ohda injection into the substantia nigra. Journal of Neuroscience Methods, 22(1), 13–26.

    Bracha, H.S. (1989). Is there a right hemi-hyper-dopaminergic psychosis Schizophrenia Research, 2(4), 317–324.

    Bracha, H.S., Livingston, R.L., Clothier, J., Linington, B.B., Karson, C.N. (1993). Correlation of severity of psychiatric patients delusions with right hemispatial inattention (left-turning behavior). American Journal of Psychiatry, 150, 330–332.

    Bracha, H.S., Seitz, D.J., Otemaa, J., Glick, S.D. (1987). Rotational movement (circling) in normal humans: sex difference and relationship to hand, foot and eye preference. Brain Research, 411(2), 231–235.

    Dunnett, S. B., & Torres, E. M. (2012). Rotation in the 6-ohda-lesioned rat. U Animal models of movement disorders, (Vol. 61, pp. 299–315).

    Foxlin, E. (2005). Pedestrian tracking with shoe-mounted inertial sensors. IEEE Computer Graphics and Applications, 25(6), 38–46.

    Glick, S., Jerussi, T., Fleisher, L. (1976). Turning in circles: the neuropharmacology of rotation. Life Sciences, 18(9), 889–896.

    Glick, S.D., & Ross, D.A. (1981). Lateralization of function in the rat brain: basic mechanisms may be operative in humans. Trends in Neurosciences, (Vol. 4, pp. 196–199).

    Greenstein, S., & Glick, S. (1975). Improved automated apparatus for recording rotation (circling behavior) in rats or mice. Pharmacology Biochemistry and Behavior, 3(3), 507–510.

    Heredia-Lopez, F., Bata-Garcia, J., Alvarez-Cervera, F., Gongora-Alfaro, J. (2002). A novel rotometer based on a RISC microcontroller. Behavior Research Methods. Instruments, & Computers, 34(3), 399–407.

    Ishibashi, S., Kuroiwa, T., Katsumata, N., Yuan, S., Endo, S., Mizusawa, H. (2004). Extrapyramidal motor symptoms versus striatal infarction volume after focal ischemia in Mongolian gerbils. Neuroznanost, 127(2), 269?275.

    Leuenberger, K., & Gassert, R. (2011). Low-power sensor module for long-term activity monitoring. U Engineering in medicine and biology society, embc, 2011 annual international conference of, pages 2237–2241, .

    Leuenberger, K., Gonzenbach, R., Wiedmer, E., Luft, A., Gassert, R. (2014). Classification of stair ascent and descent in stroke patients. U Wearable and implantable body sensor networks (BSN), 2014 eleventh international conference on (p. In press.)

    Madgwick, S. O., Harrison, A. J., Vaidyanathan, R. (2011). Estimation of IMU and MARG orientation using a gradient descent algorithm. U International Conference on Rehabilitation robotics (ICORR), 2011 IEEE, (pp. 1–7).

    Mohr, C., Bracha, H. S., Brugger, P. (2003). Magical ideation modulates spatial behavior. The Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences, 15(2), 168–174.

    Mohr, C., Landis, T., Bracha, H., Brugger, P., et al. (2003). Opposite turning behavior in right-handers and non-right-handers suggests a link between handedness and cerebral dopamine asymmetries. Behavioral Neuroscience, 117(6), 1448–1452.

    Mohr, C., & Lievesley, A. (2007). Test?retest stability of an experimental measure of human turning behaviour in right-handers, mixed-handers, and left-handers. Laterality, 12(2), 172–190.

    Moncada-Torres, A., Leuenberger, K., Gonzenbach, R., Luft, A., Gassert, R. (2014). Activity classification based on inertial and barometric pressure sensors at different anatomical locations. Physiological Measurement, 35(7), 1245–1263.

    Ozyagcilar, T. (2012). Calibrating an eCompass in the presence of hard and soft-iron interference.

    Patino, P., Garcia-Munoz, M., Freed, C.R. (1995). Electrophysiology of ventromedial striatal neurons during movement. Brain Research Bulletin, 37(5), 481–486.

    Robinson, T.E., Becker, J.B., Ramirez, V. (1980). Sex differences in amphetamine-elicited rotational behavior and the lateralization of striatal dopamine in rats. Brain Research Bulletin, 5(5), 539–545.

    Rogers, L.J. (2002). Lateralization in vertebrates: its early evolution, general pattern, and development. In: Peter, C. T. S., Slater Jay, J. B., Rosenblatt, S., Roper, T. J. (Eds.), (Vol. 31. Academic Press, pp. 107–161).

    Schaeffer, A. (1928). Spiral movement in man. Journal of Morphology, 45(1), 293–398.

    Schwarting, R., Goldenberg, R., Steiner, H., Fornaguera, J., Huston, J. (1993). A video image analyzing system for open-field behavior in the rat focusing on behavioral asymmetries. Journal of Neuroscience Methods, 49(3), 199–210.

    Souman, J. L., Frissen, I., Sreenivasa, M. N., Ernst, M. O. (2009). Walking straight into circles. Current Biology, 19(18), 1538–1542.

    Syed, Z., Aggarwal, P., Goodall, C., Niu, X., El-Sheimy, N. (2007). A new multi-position calibration method for MEMS inertial navigation systems. Measurement Science and Technology, 18(7), 1897.

    Titterton, D., & Weston, J. (2004). Strapdown inertial navigation technology, 2nd edition. The Institution of Engineering and Technology, London, United Kingdom and The American Institute of Aeronautics, Reston, Virginia, USA.

    Turton, A.J., Dewar, S.J., Lievesley, A., O? Leary, K., Gabb, J., Gilchrist, I.D. (2009). Walking and wheelchair navigation in patients with left visual neglect. Neuropsychological Rehabilitation, 19(2), 274–290.

    Ungerstedt, U., & Arbuthnott, G.W. (1970). Quantitative recording of rotational behavior in rats after 6-hydroxy-dopamine lesions of the nigrostriatal dopamine system. Brain Research, 24(3), 485–493.

    Vallortigara, G., & Bisazza, A. (2002). How ancient is brain lateralization. Comparative vertebrate lateralization.


    Eyes to See

    The great diversity of eye designs is not a product of evolution but rather the result of an all-seeing Creator designing the most appropriate eye for every situation and occasion.

    Any engineer who has ever worked on imaging instruments will tell you that the systems do not appear by chance. Yet nothing that engineers have produced begins to compare with what God has designed.4

    When you consider the amazing design of eyes in creation and then consider how eyes grow in the womb, or when you consider how the eye can repair and maintain itself for a lifetime, you have to agree with Solomon that there is only one option: the existence of a Creator who is perfect in knowledge and skill.

    " The hearing ear and the seeing eye, the Lord has made them both " (Proverbs 20:12).


    Pogledajte video: Bol koja se širi niz nogu ili u kuk? Evo mogućeg rješenja! (Oktobar 2022).