Viditeľné spektrum a lom svetla

To, čomu hovoríme denné svetlo, je len malý výsek spektra všetkých prirodzených vĺn, ktoré nás obklopujú. Nie som dosť fyzik na to, aby som sa pustil do boja o pravdu, či je svetlo len vlnenie, alebo špeciálne vlnenie, alebo skôr len oscilácia elektromagnetických častíc, ale pre zjednodušenie pochopenia v tomto článku tomu tak bude.

Každá farba svetla má svoju vlnovú dĺžku

Z tohto nákresu je vidieť, že naše bežné farby (zobrazené v lieviku) sú kdesi v strede celého spektra a siahajú od 700nm (nanometrov) až po 400nm. Pod frekvenciou 700nm sú to stupne infračervenej a naopak nad poslednou viditeľnou fialovou vo frekvencii 400nm už len ultrafialové, atď.

A čo má vlnová dĺžka spoločné s ostrosťou videnia?

Oko, tak ako aj iné optické systémy (fotoaparát, ďalekohlad, …) funguje tak, že zväzok lúčov zalamuje do jedného bodu, ohniska. Ahá, tak to je ten fokus. V oku sa ohnisko nachádza na sietnici, teda na pomyselnom premietacom plátne. Oko má oproti iným systémom nerovnomerne pokrytú plochu snímačmi a snaží sa natočiť tak, aby ohnisko dopadalo do najostrejšieho bodu videnia, teda žltej škvrny, alebo fovei. Tam je hustota receptorov niekoľkonásobne vyššia. Ale o tomto asi v inom článku.

Zjednodušenie to vyzerá asi takto:

Keby svetlo malo iba jednu vlnovú dĺžku, dopadalo by to asi ako v tomto nákrese. Všetky lúče by sa stretli v ideálne jednom jedinom ostrom bode na sietnici. Ostatne, asi by neexistoval tematický základ na tento článok..

Ibaže svetlo sa sklá z rôznych vlnových dĺžok a každá sa zalamuje inak. Fialová ako prvá a červená ako posledná. Tak ako sa svetlo rozletí na farby (aberácia) po prechode hranolom, tak sa rozptýli aj prechodom cez rohovku a šošovku v oku.

Všimnite si hlavne časť okolo sietnice. Fialová farba pretína os PRED sietnicou a červená ZA sietnicou a všetko, čo je mimo sietnice, je neostré. Navyše farebné spektrum nieje rozložené pred a za sietnicou rovnomerne, pretože

každé zdravé oko je od prírody mierne krátkozraké.

Znamená to, že červený koniec spektra je bližšie pri sietnici, kým fialovo-modrý je pred ňou v oveľa vačšej vzdialenosti. Za denného svetla si tento rozdiel v lome moc nevšímame, lebo je v ňom zastúpené celé spektrum.

O ohniskách pred a za sietnicou, o tom, čo to znamená z pohľadu dioptrií a okuliarov a o korekcií už existuje niekoľko blogov. Ale posnažím sa to stručne zhrnúť aj ja v niektorom z budúcich článkov.

Modrý neón v tme

Stačí v tme pozrieť na modrý neón a fyzika je potvrdená v praxi – okraje nápisu budú rozmazané. Efekt sa znásobí aj tým, že zrenica sa ešte viac otvorí a hĺbka ostrosti sa tým ešte o čosi zníži, presne tak ako funguje clona na objektívoch.

A čo je s červenou farbou?

Červená farba sa v zdravom oku láme oveľa bližšie pri sietnici, preto ju nejaká hĺbka ostrosti až tak nerozhádže. Farby medzi zelenou a červenou, teda hlavne odtiene žltej a hnedej vnímame prirodzene relatívne ostro skoro bez ohľadu na svetelné podmienky. Nie je to vôbec náhoda. Nachádzajú sa totiž takmer na sietnici. Preto sa ich v niektorých podmienkach (šoférovanie, šport v lese, tma, hmla, zhoršené svetelné podmienky, ..) snažíme vyzdvihnúť. Ako?

Šoférske okuliare so žltým filtrom

Niektorí z Vás už možno skúsili okuliare s hnedým, či žltým nádychom. Je to filter, ktorým sa upravuje aj sklo určené pre šoférov. Obecne sa o nich hovorí, že zaostrujú videnie. Ale moment, veď ostrosť súvisí skôr s ohniskovou vzdialenosťou a tieto okuliare predsa nemajú žiadne dioptrie..

To síce nemajú. Ale farebné filtre spočívajú na odfiltrovaní niektorej časti spektra. A práve žlté sklá odfiltrovávajú zo spektra modré svetlo. Do oka ho tým pádom prejde menej a výsledný obraz sa zloží z úžšieho zväzku.

Užší zväzok lúčov takmer vždy znamená ostrejšie videnie.

Samozrejme za predpokladu, že je svetla dosť. Inak si filtrom len zbytočne uberieme množstvo svetla do oka. Žlté sklá naštastie celkom dobre fungujú aj v tme.

Ako to funguje?

Ako sa ešte dá efekt využiť?

Je to využiteľné aj v iných farebných prevedeniach. Existujú aj sezónne a prechodné sklá s postupným (gradálnym) zafarbením na konkrétne ročné obdobia, kedy je niektorá časť spektra podnebím a počasím zvýraznená.

Rôzna ostrosť farieb sa efektívne využíva aj v optometrii pri vyšetrovaní na čítacích testoch. Vo dvoch štvorcoch, červenom aj zelenom, sa nachádza čierne písmeno. Pri hľadaní ideálnych dioptrií prichádza na rad overenie správnosti korekcie. Keď na teste čierny nápis v jednej polovici dominuje, je treba ešte doladiť.

Blue Control, Blue Light Control, Blue Protect, Blue Cut, Lutina, Solitaire Protect,…

Počítačové, alebo kancelárske sklá s jedným s týchto názvov viac či menej filtrujú modré svetlo a to skôr v tej menej viditeľnej časti okolo ~400nm a viac. Preto sú sklá zafarbené do žlta oveľa menej, alebo skoro nebadateľne. No rovnakým spôsobom môžu prispieť k zaostreniu videnia tým, že sa zväzok dopadajúceho svetla zúži.

Veľký význam majú aj ako okuliare BEZ DIOPTRIÍ. Pomáhajú tak ako filter v neprirodzenom pracovnom prostredí, ako aj úľava pre unavené oči.

Veľmi rád Vám u nás v optike predvediem naživo, v čom by Vám mohli pomôcť.