آموزشی دیدن رنگ ها و فیلتر های رنگی

[Ramina.p]

رنگ
در تکنیک فتومیکروگرافی نمی‌توان تصویر مناسبی بدست آورد، مگر آنکه روش مناسب و صحیح استفاده از فیلترها را بدانیم. برای آنکه نحوه اثر فیلترها را بدانیم لازم است در ابتدا طبیعت نور و رنگ را بدانیم و همچنین حساسیت چشم را به نور و رنگهای مختلف و مقایسه آن با حساسیت فیلم به طول موجهای مختلف را بدانیم. نور سفید متشکل از طول موجهای مختلف می‌باشد. به عبارت دیگر نور سفید طیف پیوسته طول موجهای ناحیه مرئی می‌باشد. نور سفید پس از عبور از یک منشور به طول موجهای مختلف تشکیل دهنده آن تجزیه می‌شوند.

با افزایش فاصله از منشور نورهای مختلف به تدریج از همدیگر جدا می‌شوند، یک مرز کاملا مشخصی بین رنگهای مختلف وجود ندارد. تنها طول موجهای بین 400 تا 780 نانومتر قابل رؤیت توسط چشم انسان می‌باشد و این در حالی است که طول موجهای بالاتر از 780 نانومتر که مربوط به ناحیه مادون قرمز و کمتر از 400 نانومتر که مربوط به ناحیه ماوراء بنفش است توسط چشم انسان قابل تشخیص نمی‌باشد. می‌توان فیلمهایی ساخت که حساس به نور مادون قرمز باشد. همه انواع فیلمها حساس به نور ماوراء بنفش می‌باشند.

 

[Ramina.p]

حساسیت چشم
چشم انسان نسبت به طول موجهای مختلف دارای حساسیت یکسانی نمی‌باشند. بیشترین حساسیت را چشم نسبت به طول موجهای ناحیه سبز (حدود nm 550) و کمترین حساسیت را نسبت به طول موجهای قرمز و بنفش دارد. و به دلیل همین حساسیت زیاد چشم نسبت به طول موجهای زرد متمایل به سبز می‌باشد که این نورها برای بررسی خواص عدسیهای میکروسکوپ بکار می‌رود.

 

[Ramina.p]

دید رنگها
رنگها همواره نقش مهم و ارزنده‌ای را در زندگی انسان ایفا می‌کنند. از مثالهای اولیه می‌توان به نقش رنگها در ارتباطات محیطی ، ایمنی ، سلامتی و همچنین تلویزیون و سینما اشاره کرد. حال تصور کنیم که اگر یک جنگل زیبا و یک گل رز یا رنگهای الوان روی بدن یک طاووس به رنگهای خاکستری و سفید بود چه تغییراتی در یکنواختی و احساس لذت به جا می‌گذاشت. این پدیده طبیعی یعنی رنگها و روش تشخیص و ترکیب آنها همواره یکی از مسائلی بوده که ذهن بشر را به خود معطوف داشته است. حتی در تجارت و اقتصاد به رنگها اهمیت داده می‌شود. اثر آنها را در رنگارنگی لباسها ، وسائل خانگی ، مبلمان و حتی آگهی‌های تجارتی می‌بینیم. اغلب فراموش شده که از هر 8 یا 10 نفر یک نفر نگاه و درک کاملا متفاوتی از دنیای رنگها دارد که اصطلاحا به آنها کور رنگ می‌گویند. البته اشخاص کور رنگ هر چیز را می‌بینند، ولی آنها را در سایه‌های خاکستری رؤیت می‌نمایند و یا بعضی از رنگها را می‌بینند و بعضی را به رنگ دیگری مشاهده می‌کنند.

 

[Ramina.p]

جان دالتون در سال 1964 اولین مطالعه دقیق و جدی خود را درباره نقص دید رنگها در چشم منتشر کرد. او بوسیله آزمایشهای خود تصادفا از نقص خودش در سن 26 سالگی بعد از یادداشت کردن رنگهای صورتی گل شمعدانی با خبر شد. رنگها صورتی بود ولی در روز برای او به رنگ آبی آسمانی نمایان می‌شدند و در شب زیر نور شمع به رنگ دیگری دیده می‌شدند. طیف امواج الکترومغناطیس به دالتون نشان داد که در بین طیفهای رنگ آبی و زرد سایه‌هایی وجود دارد که احتمالا مربوط به همان رنگ سوم (ارغوانی یا زرشکی) است. دالتون رنگ خون و رنگ نارنجی درخت غار و رنگ بطری سبز رنگ را یکسان توصیف کرد. او فکر می‌کرد که وضع غیر عادی خودش بخاطر رنگ ریزه آبی رنگ است که در زجاجیه چشمش قرار دارد. گر چه بعد از مرگ و کالبدشکافی چشمانش متوجه فرضیه غلط او شدند که هیچگونه رنگ ریز آبی در زجاجیه وی مشاده نشده ولی بخاطر اولویت نظریه دهنده در این مورد عموما نقص دید رنگها بنام دالتونیسم معروف است.

نظریات مختلفی مربوط به دید رنگها اظهار شده که از آن جمله می‌توان نظریه سه نوع سلول گیرنده موجود در شبکیه را نام برد. این سلولها عبارتند از: سلولهایی که در مقابل طول موجهای بلند (قرمز) ، متوسط (سبز) و کوتاه (آبی) حساس هستند. تمام ادراکات رنگ توسط تحریک نسبی این سه سیستم گیرنده بوجود می‌آید. نوع رنگی که احساس می‌شود بستگی به میزان تحریک دارد، مثلا رنگ زرد از تحریک یکسان سلولهای گیرنده قرمز و سبز بوجود می‌آید

 

[Ramina.p]

پدیده عادت کردن به تاریکی
حساسیت سلول مخروطی (Cone) تقریبا متناسب با آنتی لگاریتم غلظت رودپسین است. دیدن و تفکیک کردن در تاریکی بهتر است و به عبارتی ما در تاریکی بهتر می‌بینیم، زیرا با ماده غنی بینایی (رودپسین) مواجه هستیم. این موضوع را روی منحنی حساسیت رتین هم می‌توان نشان داد. در شبکیه دو نوع گیرنده وجود دارد: سلولهای مخروطی (Cones) و سلولهای استوانه‌ای (Rods) که فعالیت هر کدام در ساختن ماده شیمیایی متفاوت است. سلولهای مخروطی سریعتر می‌توانند فتوپسین یا رتینین بسازند. اما هرگز مقداری که می‌تواند بسازد از حدی بالاتر نمی‌رود. یعنی حساسیت رتین به رنگ از مقدار معینی بالاتر نمی‌رود. حساسیت رتین در اینجا تا حدود 15 دقیقه بالا نمی‌رود.

سلولهای استوانه‌ای دیر شروع به سنتز می‌کنند (علت کندی در ابتدای فعالیت سلولهای استوانه‌ای به همین دلیل است) ولی حساسیت رتین را بطور مؤثر بالا می‌برد تا آنکه بعد از 40 دقیقه بیشترین حساسیت به نور را برای رتین داریم. یعنی حدود 25000 و از اینجا به بعد منحنی حالت تخت پیدا می‌کند، یعنی حساسیت رتین از این مقدار بیشتر نمی‌شود، حتی اگر مدت بیشتری هم در تاریکی بمانیم. حال اگر نور شدید ناگهان به چشم بتابد باعث تجزیه سریع رودوپسین می‌شود و حساسیت رتین یکباره پائین می‌آید. در اینجا شیب منحنی در 5 دقیقه اول ورود نور بسیار تند است و سپس مایل می‌شود. پس چون در تاریکی حساسیت رتین 25000 ، 10000 برابر حساسیت رتین به نور در روشنائی است، بنابراین در تاریکی بهتر می‌بینیم و تفکیک دقیق‌تر است.

 

[Ramina.p]

اما از طرفی چون گیرنده‌های سلولهای مخروطی فعالیت زیادی ندارند، بنابراین رنگ را در تاریکی دقیق تشخیص نمی‌دهیم. کفه کوچکی که در ابتدای منحنی دیده می‌شود به دلیل مدت زمانی است که طول می‌کشد تا سلولهای استوانه‌ای فعال شوند، اما سلولهای مخروطی در همان لحظات اول فعال می‌شوند. بطور کلی هر شبکیه محتویی 125 میلیون گیرنده سلولهای استوانه‌ای و 5/5 میلیون گیرنده سلولهای مخروطی بوده و 900 هزار فیبر عصبی بینایی دارد. بنابراین هر 140 گیرنده سلولهای استوانه‌ای و 6 گیرنده سلولهای مخروطی به یک فیبر عصبی بینایی ختم می‌شوند. اما در لکه زرد این همگرایی کمتر است.

نهایتا پس از تحریک ، سلولهای گیرنده باعث تحریک سلولهای عقده ای و دو طقبی و آماکرین در لایه ششم می شود و از آنجا نیز فیبرهای عصب باصره تحریک می‌شوند که این فیبرها از نقطه کور خارج می‌شوند. این نتقطه را نقطه کور گفته که صفحه گرد زرد رنگی است و در افتالموسکوپی دیده می‌شود و در این محل هیچ گیرنده‌ای وجود ندارد، بنابراین هر تصویری از اشیاء که بر این نقطه از شبکیه بیفتد آن تصویر در مغز ثبت نمی‌شود نقطه کور را اصطلاحا دیسک نیز گویند. بعد از اینکه فیبرهای عصبی از تالاموس (ناحیه LAT.Geniculate) خاترج شدند از هم دور می‌شوند و این را اصطلاحا Optic Radiation گویند. و سپس فیبرهای عصبی به کورتکس در لوب پس سری (سلولهای (Occipital) می روند و در آنجا تصاویری دیده و تفسیر می‌شوند. ضایعه در مسیر عصبی: عصب Optic راه طولانی را در مغز طی می کند. تا به لوب Occtipital برسد، بنابراین هر گونه اشکالی در این مسیر می‌تواند روی بینایی تأثیر بگذارد.

 

[Ramina.p]

تشخیص رنگها
مواد فتوشیمیک در سلولهای مخروطی تقریبا شبیه رودپسین در سلولهای استوانه‌ای است. فقط بخش پروتئینی سلولهای مخروطی یعنی فوتوپسین با اسکوتوپسین در استوانه‌ها متفاوت است. پس پیگمان سلولهای مخروطی ترکیبی از رتینین و فوتوپسین است. سه نوع پیگمان مختلف در مخروطهای مختلف وجود دارند که بطور انتخابی به رنگهای آبی ، سبز و قرمز حساس هستند. حداکثر قدرت جذب نور در آنها به ترتیب در طول موجهای 430 و 535 و 575 میلی میکرون برای رنگهای آبی ، سبز و قرمز است. حداکثر حساسیت به نور در سه نوع مخروط با این طول موجها مطابقت دارد و توجیه می‌کند که چگونه شبکیه رنگهای مختلف را از هم تشخیص می‌دهد.

برای مثال: نور قرمز خالص با طول موج 610 میلی میکرون مخروطهای حساس قرمز را تقریبا با شدت 75% و مخروطهای سبز را به نسبت 13% تحریک می‌کند ولی مخروطهای حساس به آبی را تحریک نمی‌کند. بنابراین دارای نسبت 30:75 است و این احساسش رنگ قرمز است. در مورد بقیه نورها هم به همین ترتیب مختلف جذب نور را در مخروطهای مختلف دارا هستیم. احساس نور سفید را می‌توان با تحریک شبکیه بوسیله ترکیب مناسب از فقط سه رنگ که مخروطهای مربوطه را تحریکم می‌کنند به وجود آورد. به عبارتی تحریک تقریبا برابر کلیه مخروطهای حساس به نور قرمز ، سبز و آبی ، احساس دیدن رنگ سفید را در شخص ایجاد می‌کند، اما هیچ گونه طول موجی که با رنگ سفید مطابقت داشته باشد وجود ندارد و طیف سفید ترکیبی از کلیه طول موجهای طیف است. نسبتهای مختلفی در مخروطها که ایجاد رنگهای مختلف می کنند در بالا نوشته شده است.

 

[Ramina.p]

کوری رنگ قرمز – سبز
وقتی چشم فاقد یک گروه مخروطهای گیرنده باشد انسان نمی‌تواند پاره‌ای از رنگها را از رنگهای دیگر تمیز دهد. اگر مخروطهای حساس به رنگ قرمز وجود نداشته باشد نورهای با طول موج 525 تا 625 میلی میکرون می‌توانند فقط مخروطهای حساس به نور سبز را تحریک کنند و شخص نیز فقط یک رنگ را در داخل این دو حد درک می‌کند. اگر چند نوع از مخروطها طبیعی باشند، ولی کم عمل کنند شخص دچار ضعف دید رنگها است.

 

[Ramina.p]

رنگ اشیاء شفاف
اغلب اشیاء رنگی به نظر می‌رسند. این امر بخاطر آن است که اشیاء شفاف همه طول موجها را به یک اندازه از خود عبور نمی‌دهند و یا به عبارت دیگر مقدار جذب طول موجهای متفاوت در آنها متفاوت است. به عنوان مثال یک صفحه شیشه‌ای قرمز خالص تنها بخش قرمز نور سفید را از خود عبور می‌دهد و همه طول موجهای دیگر را جذب می‌نماید. صفحات شیشه‌ای با رنگهای دیگر نیز دارای همین وضعیت می‌باشند. البته بعضی صفحات رنگی ممکن است همه طول موجها بجز رنگ خود را بطور کامل جذب نکنند بلکه بخشی از آنها از صفحه رنگی عبور نمایند، لیکن مقدار طول موجهای عبور کرده بحد کافی نیست، بطوری که بتوان آنها را نیز احساس نمود. بنابراین بایستی توجه داشت انتخاب فیلتر مناسب برای این رنگ خاص نمی‌تواند بر اساس دیدن توسط چشم انجام شود.