Наблюдения наши будут только визуальными, то есть конечным приемником излучения небесных тел всегда будет глаз. Естественно поэтому начать с рассмотрения достоинств и недостатков этого изумительного органа познания, которым нас наградила природа.
На рис. 13 схематически изображено строение человеческого глаза. Самая внешняя его оболочка—хрящевидная склера. Ее передняя часть называется роговицей. Она прозрачна, выпукла и по форме близка к шаровой поверхности. Внутренняя оболочка глаза, к которой разветвляются питающие глаз кровеносные сосуды, получила наименование сосудистой оболочки. У разных людей передняя часть сосудистой оболочки имеет разный цвет. Ее называют радужной оболочкой. Пространство между роговицей и радужной оболочкой заполнено прозрачным органическим веществом.
рис. 13
Посмотрите и зеркало на свои глаза. В центре цветного кружка — радужной оболочки — выделяется круглое черное отверстие — зрачок. В глазу он играет роль диафрагмы. Когда излучение, проникающее в глаз, очень велико, особые мышцы уменьшают диаметр зрачка. Наоборот, в темноте зрачок расширяется.
В обычной обстановке при нормальном дневном освещении диаметр зрачка близок к 5 мм. При ночных наблюдениях он увеличивается до 7—8 мм.
Зрачок — это своеобразный вход во внутренние части глаза.
К нему непосредственно примыкает замечательная деталь глаза — хрусталик. Природа создала эту естественную двояковыпуклую линзу удивительно прозрачной. К тому же добавляется еще одно важное свойство, которого нет ни у одной из искусственных линз. Форма хрусталика, а значит, и его фокусное расстояние могут изменяться. Мышцы, на которых укреплен хрусталик, способны его растягивать или сжимать, причем так, чтобы на сетчатой оболочке, или сетчатке (она еще иначе называется ретиной), составляющей внутреннюю поверхность глаза, всегда получались четкие, резкие («отфокусированные») изображения. Эта способность человеческого глаза, благодаря которой мы отчетливо видим мир, называется аккомодацией.
Между хрусталиком и сетчаткой расположено стекловидное тело — студенистая масса, настолько прозрачная, что лучи света, пройдя хрусталик, практически беспрепятственно достигают сетчатки. На сетчатке глаза, как на экране, создается изображение предмета. Каким же образом это изображение превращается в восприятие?
Сетчатка имеет мелкозернистое, «сетчатое» строение. В ней разветвляется зрительный нерв, входящий в глаз через отверстие, которое называется слепым пятном. Эта часть глаза совершенно нечувствительна к свету, но зато вокруг вся остальная часть сетчатки покрыта нервными светочувствительными клетками двух сортов — колбочками и палочками.
Внешний облик колбочек и палочек лишь отдаленно соответствует их наименованиям.
Палочки более чувствительны к свету, чем колбочки. Зато благодаря колбочкам мы различаем окраску предметов. Без них мир казался бы серо-черным, как на обычной нецветной фотографии. Любопытно, что глаза ночных животных содержат только палочки — все предметы кажутся им бесцветными. Впрочем, и мы с вами в сумерки, когда слабое освещение почти не воздействует на малочувствительные колбочки, видим мир посредством главным образом палочек. Дневная гамма красок сильно блекнет, а ночью и вовсе «все кошки серы».
Светочувствительные клетки расположены по сетчатке неравномерно. В средней ее части, находящейся против зрачка, преобладают колбочки, а на краях больше палочек. Этим обстоятельством объясняется так называемый эффект бокового зрения, которым нередко приходится пользоваться при наблюдении звезд. Когда хочешь получше рассмотреть какую-нибудь слабо светящуюся звезду, надо смотреть не прямо на нее, а несколько «вбок». Тогда изображение звезды получается на той части сетчатки, которая богата палочками, и звезду мы видим вполне отчетливо.
Человеческий глаз — необыкновенно чувствительный приемник излучения. Тем не менее глазу свойственны и многие недостатки. Упомянем из них лишь те, которые имеют отношение к наблюдению звезд.
Яркие звезды всегда выглядят лучистыми. Наклоните слегка голову влево или вправо, и лучи повернутся. Ясно, что эти лучи звезды иллюзорны, порождены каким-то оптическим эффектом. Вызван этот эффект рассеянием света в хрусталике и стекловидном теле. В значительной степени он обусловлен неправильностями границы зрачка.