Текст книги "Занимательная физиология"
Автор книги: Александр Никольский
сообщить о нарушении
Текущая страница: 10 (всего у книги 14 страниц)
ГЛАВА 6
Направление звука
Кошка, если ее позвать, поворачивает ухо в ту сторону, откуда исходит приглашающий ее звук. Очевидно, внешнее ухо, или ушная раковина, служит для того, чтобы ловить звуковую волну. Поворачивая ухо в ту или другую сторону, кошка легко определяет направление, откуда исходит звук, потому что в этом направлении звук слышен ей наиболее ясно. У человека ушная раковина утратила свою подвижность (только у немногих она слегка может двигаться), но значение ее как органа определения направления звука вполне сохранилось. Если обе ушные раковины залепить воском или замазкой, оставив, однако, отверстие уха, то тонкость слуха нисколько не нарушается, но ухо теряет способность определять направление, откуда исходит звук. Ослабевает эта способность и в том случае, если у человека одно ухо ничего не слышит; ясно, что для нормального состояния этой способности необходимо, чтобы работали оба уха. Если звук летит на человека прямо спереди, он производит одинаковое впечатление на оба уха. То же бывает, если он летит прямо сзади, но в этом случае звуковая волна попадает в отверстие уха иным путем, нежели в первом, потому что ударяет в заднюю стенку ушной раковины, и звук получает несколько иной оттенок, который хорошо различается ухом. Если звук подходит к голове человека сбоку, он производит более сильное впечатление на то ухо, которое направлено в его сторону. По разнице этих впечатлений человек и судит о направлении, откуда исходит звук. Но вообще способность эта у человека развита очень слабо, чем и объясняется успех представления чревовещателей.
Рис. 47. При внимательном слушании часто раскрывают рот.
Ушная раковина, однако, может и сама по себе передавать звук. Известно, что твердые тела передают звук лучше воздуха, вот почему человек, за которым гонится погоня на лошадях, прислушивается к погоне, приложив ухо к земле. Ушная раковина состоит из хряща, одетого кожей, а хрящ отличается большой упругостью и отлично передает сотрясения звуковой волны. В том, что ушная раковина независимо от барабанной перепонки может передавать звук, можно убедиться на себе следующим опытом. Если привести в сотрясение камертон и держать его близко около уха, то можно слышать, как звук камертона постепенно слабеет. Когда звук сделается совершенно неслышным, камертон прикладывают ручкой к ушной раковине – и ухо снова начинает слышать прежний звук.
ГЛАВА 7
Можно ли слышать звуки, которых нет?
Слуховой нерв, как и нервы других органов чувств, может вызывать только звуковое ощущение, каким бы раздражителем мы его ни раздражали. Если его раздражать электричеством или прикосновением – всякий раз получается ощущение звука. Поэтому в некоторых случаях ухо слышит звуки, которых на самом деле не существует. Если в ухо заползет букашка и коснется барабанной перепонки, получается ужаснейший треск. В случае воспаления некоторых частей уха или опухолей лабиринт может подвергаться давлению, которое вызывает ощущение шума. Опухоль может оказать давление на слуховые косточки, которые, в свою очередь, начинают давить на барабанную перепонку, и получается опять шум в ушах. Звон в ушах происходит также при некоторых расстройствах нервной системы и кровообращения, а у старых людей уши постоянно слышат шум. Иногда эти кажущиеся звуки принимают характер настоящих галлюцинаций: человеку чудится, что кто-то зовет его по имени, кто-то плачет, смеется; эти галлюцинации указывают на глубокое расстройство нервной системы.
К старости упругость барабанной перепонки уменьшается, и слух портится. Однако даже с прорванной барабанной перепонкой, даже без двух косточек, примыкающих к этой перепонке, слух хотя ослабевает, но не пропадает совсем. Если же нет третьей косточки, стремени, которая запирает отверстие в костном лабиринте, то наступает полная глухота. Полная глухота по разным причинам бывает и от рождения. Вследствие невозможности слышать такие дети не могут научиться говорить и потому становятся глухонемыми.
ГЛАВА 8
Чувство равновесия
В верхней части лабиринта, как уже было сказано, находятся три полукружных канала. Один из них расположен в плоскости, вертикальной и параллельной длине тела, другой – тоже в вертикальной, но перпендикулярной к длине тела, а третий в плоскости, горизонтальной и перпендикулярной двум первым каналам. Опыты над животными показывают, что хотя полукружные каналы составляют часть слухового аппарата, в слуховых ощущениях никакой роли не играют. Это совершенно особый по своему значению орган, заведующий чувством равновесия. С их помощью человек и животные чувствуют нормальность или ненормальность своего положения относительно направления силы тяжести. Если у голубя повредить вертикальный и продольный канал, то птица начинает припадать вперед и назад. Она не чувствует, если ее тело примет ненормальное положение именно в плоскости вертикальной и продольной. Если же повредить канал вертикальный и поперечный, то голубь припадает на бок. Человек, у которого повреждены эти каналы хотя бы с одной стороны, теряет чувство равновесия: он не может стоять без поддержки, и голова у него постоянно кружится. Всякому известно, что если долго кружиться на одном месте, то наступает состояние, какое бывает при повреждении полукружных каналов. Голова кружится так сильно, что человек едва стоит на ногах, даже падает. Это происходит оттого, что при кружении на месте происходит передвижение жидкости в полукружных каналах, которое и вызывает нарушение правильного их функционирования.
Рис. 48. Следствие повреждение полукружных каналов у голубей. Через 5 дней после удаления правого лабиринта.
Рис. 49. Голубь без лабиринта: (небольшая тяжесть перетягивает голову назад).
Рис. 50. Следствие повреждения полукружных каналов у голубей. Через 20 дней после удаления правого лабиринта. Поворот головы усилился.
ГЛАВА 9
Глаз – фотографическая камера
Часто говорят: глаз – подобие фотографической камеры. Но глаз существовал раньше фотографии, и вернее было бы сказать, что фотографическая камера есть подобие глаза. В отличие от фотографической камеры глаз имеет только шаровидную форму. Он сложен из трех оболочек, из которых самая внутренняя, называемая сетчаткой, составлена из расщепленного зрительного нерва. Оболочка эта устроена очень сложно. Среди многих ее слоев находится слой так называемого пигментного эпителия, назначение которого в том, чтобы приставлять светочувствительные, т. е. фотографические пластинки. Пластинки эти состоят из вещества красного цвета, называемого зрительным пурпуром. Подобно веществу фотографических пластинок, оно под влиянием света разлагается и обесвечивается. На сетчатой оболочке, как известно, получается изображение рассматриваемого предмета. Светлые места этого изображения сильнее разлагают зрительный пурпур, темные – слабее. Вследствие этого на слое зрительного пурпура, также как на фотографической пластинке, получается изображение негативное. Изображение это, однако, держится недолго: приблизительно через одну седьмую секунды оно исчезает. Вместо использованного слоя зрительного пурпура пигментный эпителий приготавливает новый слой и т. д., так что видение, которое нам представляется непрерывным, на самом деле, как в кинематографе, есть ряд многочисленных отдельных зрительных ощущений, быстро следующих друг за другом.
Негативное изображение предмета в глазу, как и изображение на фотографической пластинке, можно фиксировать, после чего свет уже перестает действовать на него, и изображение остается постоянным. Чтобы убедиться в этом, надо поместить глаз животного в 4 %-ный раствор квасцов. Если потом глаз вынести на свет, очистить его заднюю сторону, то на нем можно видеть негативное изображение того предмета, который животное рассматривало перед своей смертью. Это изображение можно увеличить и получить с него настоящую фотографию. Роль стекла фотографической камеры в глазе играет прозрачное чечевицеобразное тело, называемое хрусталиком. На нашем рисунке изображена фотография анатомического института в Инсбруке, «снятая» глазом собаки.
Рис. 51. Фотография, «снятая» глазом собаки.
ГЛАВА 10
Слепое и желтое пятна
В сетчатой оболочке глаза имеется место, на которое свет не оказывает никакого влияния и которое поэтому ничего не видит. Это слепое пятно находится там, где зрительный нерв входит в глаз.
Рис. 52. Задняя стенка левого глаза, как она видна с помощью глазного зеркала.
Недалеко от слепого пятна в сетчатой оболочке находится небольшая ямка, получившая название желтого пятна. Эта ямка представляет собой место наилучшего видения. Когда человек внимательно рассматривает предмет, например, когда он читает книгу, то он направляет глаза так, чтобы изображение рассматриваемого предмета находилось как раз в желтом пятне. В сетчатой оболочке находятся два рода нервных окончаний, которые по своей форме получили название палочек и колбочек. В желтом пятне нет палочек, а только одни колбочки, но зато эти колбочки расположены значительно теснее, чем в других местах сетчатой оболочки; этим и объясняется лучшее видение этим пятном. У детей в первые месяцы жизни глаз видит только желтым пятном, остальные же части сетчатой оболочки ничего не видят.
Рис. 53. Разрез задней половины глаза: Н – оболочка нерва, входящего в глаз и своими ветвями образующего сетчатую оболочку; Б – белковая оболочка; СО – сосудистая оболочка, служащая для питания глаза; С – сетчатая оболочка; Сл – слепое пятно; Ж – желтое пятно. Рисунок приблизительный.
Рис. 54. Палочки и колбочки сетчатой оболочки.
ГЛАВА 11
Приспособление глаза к расстоянию
Фотограф, когда снимает, устанавливает камеру так, чтобы изображение снимаемого предмета приходилось как раз на светочувствительной пластинке. Для этого он передвигает весь аппарат или только заднюю стенку камеры вперед или назад, смотря по расстоянию камеры от снимаемого предмета. Точно также для ясного видения необходимо, чтобы в глазу изображение рассматриваемого предмета приходилось как раз на сетчатую оболочку. Так как положение изображения предмета в глазу зависит от расстояния предмета, то глаз должен иметь способность приспосабливаться к расстоянию. В этой его способности можно убедиться следующим образом. На расстоянии длины руки перед глазом держите палец одной руки, а в промежутке между пальцем и глазом держите другой рукой какую-нибудь прозрачную материю, например, кисею. Если вы будете всматриваться в кисею, то палец покажется неясным; если же, наоборот, станете смотреть на палец, то кисея будет казаться расплывчатой. В отличие, однако, от фотографической камеры, глаз приспосабливается к расстоянию, изменяя не положения сетчатой оболочки, а кривизну хрусталика. Если хрусталик делается более плоским, то изображение отодвигается от него, если же он делается более выпуклым, то и изображение к нему приближается.
Рис. 55. Опыт, обнаруживающий способность глаза приспосабливаться к расстоянию.
Рис. 56. Разрез передней части глаза. Левая половина рисунка изображает глаз с сильно выпуклым хрусталиком, приспособившийся к видению близких предметов; правая половина изображает глаз со слабо выпуклым хрусталиком, что бывает при рассматривании далеких предметов. Р – роговая оболочка; РД – радужная оболочка, в середине которой находится отверстие зрачка; Б – белковая оболочка; X – хрусталик; М – ресничная мышца, изменяющая кривизну хрусталика.
ГЛАВА 12
Отчего из глаз сыплются искры?
Нервы всех органов чувств отличаются замечательным свойством: каким бы раздражителем их ни раздражали, всегда получается ощущение одного определенного рода. Зрительный нерв можно раздражить электричеством – и получится ощущение света; можно раздражить его механически, например, прикосновением, – и получится не осязательное ощущение, а опять-таки световое. Если человек сильно ударится лбом о стену, то в сотрясение может прийти и зрительный нерв, а это сотрясение вызывает ощущение света: глазу покажутся искры.
ГЛАВА 13
Как видеть изменения кривизны хрусталика?
Попросите кого-нибудь сесть за стол и поставьте недалеко от его глаз, несколько сбоку, зажженную свечку, а сами смотрите с другой стороны в глаз этого человека; предложите ему смотреть на какой-нибудь отдаленный предмет. Вы увидите в его глазу три зеркальных изображения пламени свечки. Первым выпуклым зеркалом служит роговая оболочка, т. е. поверхность глаза; в ней получится изображение прямое и яркое. Вторым зеркалом служит передняя выпуклая поверхность хрусталика, в ней получится изображение тоже прямое, но более слабое и большей величины. Третьим зеркалом служит задняя вогнутая поверхность хрусталика, в ней получится изображение обратное, концом пламени вниз, уменьшенное, но довольно ясное.
Рис. 57. Изображение свечки в глазу при рассмотрении далеких предметов.
Рис. 58. Изображение свечки при рассматривании близких предметов. Только среднее изображение изменило свою величину и свое положение.
Теперь попросите своего знакомого смотреть на какой-нибудь очень близкий предмет. Вы заметите, что изображение от поверхности глаза и обратное изображение от задней поверхности хрусталика не изменяют своего положения и величины. Значит, эти две поверхности не изменяют своей кривизны.
Среднее же изображение, получающееся в передней поверхности хрусталика, несколько подвинется вперед и сделается меньше. Значит, передняя поверхность хрусталика сделалась более выпуклой, т. е. радиус кривизны ее уменьшился, и вследствие увеличения выпуклости эта поверхность выпятилась несколько вперед. На самом деле увеличивается выпуклость и задней поверхности хрусталика, но настолько незначительно, что это не заметно. Наибольшее уменьшение радиуса кривизны передней поверхности хрусталика равно 4 мм, т. е. вместо 10 мм радиус может уменьшаться до 6 мм; на задней же поверхности радиус кривизны уменьшается только на полмиллиметра.
ГЛАВА 14
Близорукость и дальнозоркость
Для ясного видения необходимо, чтобы изображение предмета получилось как раз на сетчатой оболочке, т. е. на внутренней поверхности задней стенки глаза. Положим, что изображение получилось там, где нужно. Представим себе теперь, что рассматриваемый предмет отодвинулся от глаза; тогда изображение уже не получится на сетчатой оболочке, а ближе к хрусталику, на сетчатой же оболочке каждая точка предмета изобразится в виде кружочка, и видение станет неясное. То же самое будет, если предмет, когда глаз приспособился к его расстоянию, приблизится к глазу; тогда изображение получится сзади сетчатой оболочки, и видение опять будет неясное.
Фотограф, чтобы изображение получилось как раз на светочувствительной пластинке, передвигает вперед и назад заднюю стенку камеры; у человека же задняя стенка глаза двигаться не может, но глаз обладает другим способом перебрасывать изображение. Он заключается в том, что хрусталик, соответствующий по своему значению объективу фотографической камеры, изменяет свою кривизну. Если изображение получится сзади сетчатой оболочки, хрусталик делается более выпуклым, а если оно получается между хрусталиком и сетчатой оболочкой, он делается более плоским.
В нормальном глазу параллельные лучи, т. е. исходящие от далеких предметов, пересекаются на сетчатой оболочке, так что нормальный глаз в ненапряженном состоянии приспособлен к видению далеких предметов. Глаз начинает напрягаться, если предмет к нему приближается или если глаз приспособился к близкому расстоянию, а предмет стал удаляться. Если же параллельные лучи, исходящие от далекого предмета, пересекаются не на сетчатой оболочке, а ближе к хрусталику, глаз называется близоруким. В близоруком глазу хрусталик не может сделаться настолько плоским, чтобы перебросить изображение далекого предмета на сетчатку; поэтому такой глаз не видит или плохо видит далекие предметы, зато ясно видит предметы, находящиеся недалеко. Если параллельные лучи, исходящие от далеких предметов, перекрещиваются сзади сетчатой оболочки, глаз называется дальнозорким. Хрусталик такого глаза может увеличить свою кривизну настолько, чтобы изображение далекого предмета перебросить на сетчатку, но только в том случае, если предмет находится на значительном расстоянии. Если же он близко от глаза, то изображение получается так далеко сзади сетчатки, что хрусталик не в состоянии настолько увеличить свою кривизну, чтобы перебросить изображение на сетчатку. Поэтому дальнозоркий глаз не видит или плохо видит близкие предметы. К старости глаза обыкновенно становятся дальнозоркими вследствие того, что хрусталик утрачивает способность делаться достаточно выпуклым.
Рис. 59. Дальнозоркий глаз.
Рис. 60. Нормальный глаз.
Рис. 61. Близорукий глаз.
Близорукость чаще всего вызывается формой глазного яблока. Если глаз чересчур глубокий, т. е. если расстояние от хрусталика до сетчатой оболочки ненормально большое, то параллельные лучи сходятся в глазу ближе к хрусталику. Реже причиной близорукости бывает ненормально большая лучепреломляющая способность хрусталика, вследствие чего лучи сходятся в глазу ближе к хрусталику, чем следует. Так как у близоруких изображение предмета получается слишком близко к хрусталику и так как для ясного видения изображение это надо отодвинуть, то близоруким надо употреблять очки, в которых стекла рассеивают свет, т. е. такие, которые по краям толще, чем посредине. У дальнозорких изображение предмета приходится слишком далеко от хрусталика, им надо употреблять очки, у которых стекла собирают лучи света (по краям тоньше), а потому могут приблизить изображение.
ГЛАВА 15
Острота зрения
В сетчатой оболочке, как мы уже говорили, находится слой палочек и колбочек – окончания зрительного нерва, воспринимающие раздражения светом. Чем ближе колбочки расположены одна от другой, тем зрение острее, в смысле способности различать мельчайшие части предмета. Чтобы различать две отдельные точки предмета, необходимо, чтобы изображение каждой из них приходилось на свою особую колбочку и чтобы между этими двумя колбочками была одна незанятая. Если же обе точки предмета дают изображение на одной колбочке или на двух соседних без промежуточной, то глаз не различает этих точек в отдельности: они сливаются в одну. Расстояние между изображениями двух точек зависит от расстояния предмета от глаза и от взаимного удаления этих точек на предмете. Изображение предмета на сетчатой оболочке становится все меньше и меньше по мере удаления предмета. Чтобы глаз мог различать две отдельные точки, угол, под которым они представляются глазу, должен быть не менее 60–70 секунд: при меньшем угле они сливаются в одну точку. При угле в 60 секунд изображения двух точек приходятся в глазу друг от друга на расстоянии около полутысячной доли миллиметра. Из этого видно, до какой степени малы могут быть изображения предмета, и глаз все-таки их различает.
ГЛАВА 16
Для чего служат брови и ресницы?
Брови и ресницы принадлежат к защитным органам глаз. Брови не пропускают пот, который без них мог бы скатываться в глаз; они направляют струйки пота по направлению к виску. Это, стало быть, нечто вроде водосточной трубы дома. Важнее назначение ресниц. Если человек идет по улице и ветер с пылью дует прямо на него, глаза его прищуриваются, верхние ресницы перекрещиваются с нижними и образуют своего рода частокол, загораживающий глаз. Как только пылинка коснется хотя бы одной реснички, веки это чувствуют и закрываются: ресницы предупреждают глаз о том, что ему грозит опасность быть поврежденным, и глаз принимает меры, заставляя веки закрываться. Верхние ресницы, кроме того, играют роль ширмы, затеняя глаз.
ГЛАВА 17
Как наши глаза определяют расстояния
На глаз мы всегда можем оценить, насколько далеко от нас находится рассматриваемый предмет; для этого глаз пользуется разными способами. Глаз приспособляется к расстоянию, изменяя кривизну хрусталика: при рассматривании близких предметов хрусталик делается более выпуклым, а при рассматривании далеких предметов он становится более плоским. Изменение же кривизны хрусталика достигается сокращением особой кольцевидной (так называемой ресничной) мышцы, прикрепляющейся к сумке хрусталика. По степени напряжения этой мышцы человек и составляет себе представление о расстоянии предмета, хотя и не сознает этого напряжения. Чтобы видеть очень близкие предметы, человек должен сводить оба глаза так, чтобы они были направлены на этот предмет. По степени напряжения мышц, которые приводят в движение наши глаза, мы также можем судить о расстоянии.
Оба указанные сейчас способа пригодны только в том случае, если предмет не очень далек от глаза. При рассматривании очень отдаленных предметов глаза сводить не приходится, а ресничная мышца, приспособившись к далекому видению, при рассматривании еще более далекого предмета остается в покое. В этих случаях расстояние определяется косвенными способами. Если человеку известна величина рассматриваемого предмета, когда, например, он вдали видит лошадь, то о расстоянии он судит по видимой величине предмета. Чем лошадь кажется меньше, тем она дальше. О расстоянии же предметов, величина которых неизвестна, человек судит по ясности видения. Воздух не абсолютно прозрачен, поэтому предметы, находящиеся очень далеко, кажутся нам словно в тумане. Чем менее ясно мы видим предмет, тем дальше он нам кажется. Однако степень прозрачности воздуха в разных местностях различна, поэтому, руководствуясь ясностью видения, мы часто делаем ошибки в определении расстояния. В горах, где воздух чистый, предметы кажутся нам близкими, хотя они находятся очень далеко. Иной раз гора кажется настолько близкой, что путешественники делают попытку прогуляться на эту гору, а на самом деле до нее несколько дней пешеходного пути. Во время сильного тумана все предметы кажутся нам огромными: маленький куст – с огромное дерево, кошка – с корову и т. д. Происходит это вследствие того, что неясное видение мы ошибочно приписываем не туману, а отдаленности; между тем изображение предмета в глазу получается крупное (ведь на самом деле предмет близко), а большое изображение от далекого предмета может получиться, только если предмет очень большой, поэтому он и кажется нам очень большим.
Рис. 62. Величина изображения в глазе в зависимости от расстояния предмета.
При определении расстояния глаз делает еще следующие ошибки. Предметы, ярко окрашенные, кажутся нам ближе темных; большие предметы кажутся ближе мелких; на ровном месте предметы кажутся ближе, чем на волнистой или гористой местности; предмет, находящийся на горе, кажется нам ближе, нежели тот, который находится у подошвы горы; чем больше предмет выделяется по своему цвету от окружающей обстановки, тем ближе он кажется, поэтому предмет освещенный кажется нам ближе, нежели находящийся в тени.
