Wiem, że światło odbija się od obiektu do moich oczu, ale nie rozumiem dokładnie, w jaki sposób. Fotony pojawiają się ze źródła światła i znikają w moim oku! Czy ktoś może wyjaśnić fenomen tego, dokąd trafiają fotony, abyśmy mogli zobaczyć?
Wiem, że światło odbija się od obiektu do moich oczu, ale nie rozumiem dokładnie, w jaki sposób. Fotony pojawiają się ze źródła światła i znikają w moim oku! Czy ktoś może wyjaśnić fenomen tego, dokąd trafiają fotony, abyśmy mogli zobaczyć?
Z artykułu wiki o widzeniu kolorów jako ilustracji tego, jak absorbowane są fotony:
Percepcja koloru zaczyna się od wyspecjalizowanych komórek siatkówki zawierających pigmenty o różnej wrażliwości spektralnej zwane komórkami stożkowymi. U ludzi istnieją trzy typy czopków wrażliwych na trzy różne widma, co powoduje trójchromatyczne widzenie kolorów.
Każdy czopek zawiera pigmenty złożone z apoproteiny opsyny, która jest kowalencyjnie połączona z 11-cis-hydroretinalem lub rzadziej 11-cis-dehydroretinal.
Więc to cząsteczki o różnych widmach absorpcji absorbują fotony optyczne i rozpoczynają sekwencję przekazywania sygnału do mózgu. Nie jest to prosta sprawa i należy bardziej do biologii niż do fizyki. Część fizyczna polega po prostu na tym, że foton uderza w cząsteczkę i podnosi elektron na wyższy poziom, który generuje serię reakcji, które ostatecznie rejestrują się w mózgu.
Fotony można dowolnie tworzyć i niszczyć, ponieważ nie mają ładunku ani masy. Włącz światło, a stworzysz wiele fotonów. Każde ciało (zbudowane z atomów), które nie ma temperatury zera absolutnego, spontanicznie emituje fotony.
Są one równie łatwo zużywane. Większość materii w masie pochłonie foton w elektronach na powierzchni, przekształcając energię w wibracje gęstości. Żadnej tajemnicy; elektrony (naładowane) mogą to zrobić. Jest to odwrotny proces emitowania poprzez wibracje termiczne.
Więc dokąd to zmierza … pomyśl o fali elektromagnetycznej, a nie o jej kwantyzacji. Wibracje w polu E powodują, że elektrony poruszają się w przód iw tył. Poruszające się naładowane cząstki powodują z kolei zmiany pola elektrycznego, które niwelują falę i zapobiegają jej dalszej propagacji. Dokąd płynie fala oceaniczna uderzając w plażę? Przestaje się rozprzestrzeniać, więc fala (zjawisko, a nie instancja obiektu) przestaje istnieć.
Idea cząstek sprawia, że wyobrażasz sobie rzecz który istnieje jako przedmiot, co wprowadza w błąd i umniejsza koncepcję. Cząsteczkowość w tym przypadku jest tylko częścią reguł , które stanowią, że jakaś fizyczna interakcja pobiera lub daje energię na zasadzie „wszystko albo nic”. Widać to w przypadkach, gdy elektron zmienia orbitale, w tym gdy jest to część procesu chemicznego. Barwne pigmenty, które mogą swobodnie absorbować dowolną częstotliwość (w pewnym zakresie), nadal pobierają energię o wartości dokładnie jednej fali na raz w jednostkach amplitudy opisanych przez stałą Plancka.
Wibracje - dynamika, którą można uruchomić i zatrzymać - jest podstawą stworzenia i zniszczenia. Tworzenie lub niszczenie jednostek o stałych rozmiarach jest widoczne tylko w zasadach , które to robią, i nie reprezentuje obiektu w sensie, który ci przeszkadza.
Mówiąc bardziej ogólnie, zastanawiasz się, jak coś może zniknąć. Czemu nie? Niektóre rzeczy są zachowane i można je tylko przemieszczać; inne rzeczy nie mają ograniczeń. Aby wytworzyć światło, musisz dostarczyć energię i zrównoważyć „wirowanie”. To są indywidualne atrybuty, a nie konkretne cząstki i tak na ogół znajdują się takie reguły. Elektron można stworzyć, jeśli jednocześnie utworzysz pozyton, aby zrównoważyć ładunek: nie niszczysz niczego ani nie przenosisz rzeczy z innego miejsca, tworzysz więcej rzeczy. p>
Obecnie najlepszym modelem do wyjaśnienia tego wszystkiego jest kwantowa teoria pola, w której wszystko jest polami i ich dynamicznymi zaburzeniami, z cząstkami wyłaniającymi się z reguł. IOW, tak jak powyższe wyjaśnienia dotyczące fotonu.
Gdzie idzie piosenka, gdy przestajesz śpiewać? To dynamiczny proces, a nie stały obiekt. Znika po zatrzymaniu tego procesu.
Światło z każdego miejsca trafia do gałki ocznej dość przypadkowo. Soczewka zmusza światło pod określonym kątem do uderzenia w określoną część siatkówki. Ten artykuł HowStuffWorks pokazuje, jak działa ta mechanika. Jedyną główną różnicą między obiektywami aparatu a soczewkami gałki ocznej jest to, że możemy dynamicznie zmieniać kształt soczewki, aby ustawić ostrość na różnych odległościach.
Teraz siatkówka składa się z kilku prętów i stożki z grubsza rozmieszczone w siatce. Są trochę przypadkowe, ale możesz o nich myśleć jak o monitorze komputera: zbiór pikseli upakowanych blisko siebie. W przypadku normalnego widzenia barwnego większość pracy wykonują stożki, ale pręty też pomagają, zwłaszcza w warunkach słabego oświetlenia. Za każdym razem, gdy foton dostanie się do oka, zostaje wchłonięty. Czasami stożek pochłania go, zamieniając energię elektromagnetyczną w energię elektrochemiczną. Czasami foton przechodzi i pochłania gdzieś w tylnej części oka, zamieniając energię elektromagnetyczną w energię cieplną (cieplną).
Istnieją trzy rodzaje stożków, które z grubsza odpowiadają czerwonemu, zielonemu i niebieskiemu. Czerwone stożki pochłaniają większość światła czerwonego, ale bardzo mało światła zielonego i prawie żadnego światła niebieskiego. Zielone stożki pochłaniają większość zielonego światła, a niebieskie - głównie światło niebieskie. Jeśli kilka fotonów uderzy w stożek w pewnym okresie czasu, wysyła sygnał do mózgu mówiący „tu słabe światło”. Jeśli w tym samym czasie trafi wiele fotonów, wysyła sygnał „jasne światło tutaj”.
To samo dzieje się ze wszystkimi innymi pachołkami. Pomiędzy soczewką, która skupia światło, aby jeden stożek docierał do małej części świata przed tobą, a kilkoma milionami czopków w twoim oku, masz w zasadzie gigantyczny arkusz kalkulacyjny Excel, zakodowany w formacie elektrochemicznym. Łącząc informacje z wielu stożków w różnych kolorach, arkusz kalkulacyjny zawiera informacje o jasności i kolorze pod różnymi kątami przed tobą. Uważa się, że proces przeciwnika to sposób, w jaki dane są wysyłane do mózgu.
Od tego momentu mózg wykonuje szereg czarnej magii, którą ledwo rozumiemy, używając wielu pozornie -losowy kod ugotowany przez miliony lat doboru naturalnego. Znajduje wzorce w zbiorze danych i porównuje je ze znanymi wzorcami w pamięci krótko- i długoterminowej, aby ustalić, na co patrzysz, gdzie się znajduje, co robi, kim jest itd. Dodaje również dane wizualne do naszego centra świadomości przestrzennej, określają prędkości ruchu, informacje o czasie i prawdopodobnie wiele innych rzeczy, o których nie wiem. Następnie ostatecznie wysyła te informacje do reszty mózgu w celu podjęcia decyzji. Niektóre z tych decyzji są podejmowane autonomicznie przez przetwarzanie na niskim poziomie, podczas gdy inne na wysokim poziomie przez centra poznawcze.
Wyobraź sobie pułapkę sprężynową z otworem o takich rozmiarach, że tylko obiekt określonego rozmiaru może dostać się do otworu i wywołać pułapkę. Cząsteczki zaangażowane w widzenie są jak ta pułapka, z wiązaniem zawierającym lukę energii elektronów dostrojoną do widzialnych częstotliwości światła, zamkniętą w wyspecjalizowanym białku, które przekształca absorbowaną energię w zmianę kształtu cząsteczki ( pułapka).
Krótko mówiąc, energia przenoszona przez foton staje się energią kinetyczną, aby zmienić kształt cząsteczki.
Po uruchomieniu pułapki należy ją zresetować za pomocą specjalnych enzymów które rekonstruują oryginalny kształt. Zwróć uwagę, że `` zastawienie pułapki '' wymaga energii (pochodzącej z metabolizmu, a tym samym z jedzenia, które jesz), co pozwala systemowi wizyjnemu wzmocnić stosunkowo niewielką energię pochłaniania fotonu do sygnału, który może być użyty do wywołania transferu informacji do mózgu.
Jest to znaczne uproszczenie procesu, ale to są kluczowe punkty, w których energia dociera i dlaczego tak mała ilość energii napływającej może skutkować tak złożoną kaskadą procesów .
Fotony to energia . Kiedy foton uderza w twoją siatkówkę, energia ta jest absorbowana i przekształcana w energię elektryczną w twoim nerwie wzrokowym.
Chociaż istnieje już kilka doskonałych odpowiedzi, uważam, że są one nieco złożone. Pozwólcie, że przedstawię uproszczoną odpowiedź.
Zacznę od analogii fal dźwiękowych i ucha. Dźwięk dociera do ucha i powoduje wibracje niektórych rzęsek w odpowiedzi na częstotliwość i amplitudę fali dźwiękowej. Podobnie foton (jako fala) wchodzi do oka, a stożek danego typu wibruje w odpowiedzi na częstotliwość i amplitudę fali świetlnej. Zasadniczo więc foton jest przekształcany w impuls elektrochemiczny, który trafia do mózgu.