Расчет видимости звезд и далеких огней - Забелина И.А.
Скачать (прямая ссылка):
9
5. Исследование состояния и возможностей зрительного анализатора человека. Зрительный анализатор человека способен определять яркости, цвета, форму различных объектов, обнаруживать и опознавать предметы, оценивать их видимость в различных условиях и т. д. Использование закономерностей физиологической оптики при оценке видимости объектов приводит к необходимости разнообразных исследований в разных условиях наблюдения при помощи надлежащим образом поставленных опытов. Из-за отсутствия данных очень актуальны исследования функций и параметров зрения в условиях космического полета, поскольку визуальные наблюдения, выполненные с борта космического корабля или орбитальной станции, занимают важное место в развитии разнообразных отраслей современной науки и техники. В космической медицине исследованию физиологических характеристик зрения уделяется большое внимание 170, 7, 68, 81 ].
6. Создание приборов, предназначенных для наблюдения или изучения свойств среды, объекта или зрительных функций человека. Выбор оптических характеристик наблюдательных приборов также неразрывно связан с решением ряда исследовательских задач, с особенностями наблюдения через прибор, с анализом факторов, влияющих на видимость.
Если видимость плоха, то для практических целей зачастую необходимо знать способы улучшения видимости или меры борьбы с плохой видимостью, к которым относятся следующие.
1. Устранение причин, ухудшающих видимость. Если видимость несамосветящихся объектов ухудшилась вследствие темноты, то она может быть восстановлена применением искусственного освещения ландшафта или светосигнальных огней. Конечно, если видимость ухудшилась или вовсе прекратилась вследствие повышенной мутности атмосферы (туман, метель, дым), то устранение причин пока еще находится вне технических возможностей человека.
2. Применение методов и средств наблюдения, улучшающих видимость в данных условиях. В частности, применение поляризационных приборов, биноклей, зрительных труб, созданных с использованием чисто оптических элементов и с использованием электронно-оптических преобразователей и других приспособлений.
3. Применение акустических, радиотехнических и других методов, позволяющих обходиться без видимости.
Поскольку требования различных отраслей народного хозяйства очень разнообразны, то и науке о видимости, призванной в определенных направлениях удовлетворять этим требованиям, присущи исследовательские проблемы, резко дифференцированные по своему содержанию и назначению. Именно этим можно объяснить тот факт, что пока не существует универсальной методики, пригодной в равной степени для решения разного рода прикладных задач. И по этой причине, по-видимому, нельзя одинаково под-
ю
ходить к решению таких вопросов, как прогнозирование видимости звезд и далеких огней невооруженным глазом или через оптические приборы в космосе или на земле; определение степени прозрачности атмосферы; поиск косяков рыбы или лесных пожаров и т. д. Везде существует своя специфика, требующая в силу изменчивости условий или отсутствия данных проведения дополнительных исследований видимости данного объекта в заданных условиях наблюдения; создания специальной измерительной и наблюдательной аппаратуры.
2. ФАКТОРЫ, ОБУСЛОВЛИВАЮЩИЕ ВИДИМОСТЬ, И КРИТЕРИИ РЕШЕНИЯ ЗРИТЕЛЬНОЙ ЗАДАЧИ
Общие закономерности пороговых и непороговых зрительных восприятий, связанных с представлением о дальности или степени видимости, устанавливаются законом Вебера—Фехтнера. По этому закону изменение уровня ощущения пропорционально не абсолютному значению объективного изменения силы внешнего раздражителя, а отношению его объективного изменения к величине самого внешнего сигнала.
Этот факт был установлен в 1846 г. Вебером1 в опытах над сравнением поднимаемых рукой тяжестей и при оценке глазом длины линий. Было обнаружено, что различие в ощущениях замечается впервые, когда прирост раздражителя А/ составлял вполне определенную долю первоначальной исходной величины раздражителя I. Фехтнер же, сделав допущение, что едва заметные различия в интенсивности ощущений есть величины бесконечно малые и могут рассматриваться как дифференциалы в математике, написал основной психофизический закон в виде дифференциального уравнения
dE = kdI/I, (1)
где k — коэффициент пропорциональности.
Применительно к одиночному световому источнику, величина порогового изменения ощущения света dE пропорциональна отношению объективного изменения фотометрической яркости dB к величине самой яркости В, тогда
dE = kdB/B. (2)
Интегрирование дифференциального уравнения (2) приводит к формуле
Е — kin В -j-c, (3)
которая выражает общий закон зависимости интенсивности светового ощущения или светлоты 2 от интенсивности соответствующего
1 Французским физиком Бугером в опытах с тенями [53] впервые в 1760 г. было показано, что глаз замечает не разность, а определенное отношение яркостей.
2 Количественной характеристикой зрительного светового ощущения в зависимости от условий наблюдения является светлота [51, 52].
11
ему светового сигнала. Закон показывает, что светлота действующего на глаз излучения пропорциональна логарифму яркости источника света.
