VAATA, FÜÜSIKA!

Järjekordne kooli jaoks tehtud töö, mida pidasin vajalikuks avaldada.

„Vaata, füüsika!“ ütlen lapsele imeilusate värviliste piltidega kaunistatud raamatut ulatades. Silm on suurepäraste optiliste omadustega elund, mis on võimeline eristama 160 eri värvitooni, kuid on tundlikuim rohelisele valgusele.

„Vaata, füüsika!“ ütled klassikaaslasele, püüdes eristada kauguses kiirgavaid valgusallikaid.

Valguse pupillist läbiminekul toimub valguse difraktsioon – valguskiir paindub ja selle levimissuund muutub.  Rohelise valguse korral suudame 50 cm kauguselt eristada ka valgusallikaid, mille vahemaa on 0,1 mm. 25 mm diameetriga silma puhul on sel juhul võrkkestale tekkivate punktide vahemaa 6 μm. Suurematest kaugustest rääkides on heaks näiteks teineteisest 1,2 meetri kaugusel asuvad auto pidurituled, mida suudame eristada u 6,3 km kauguselt. Päriselus tulevad siiski arvesse ka erinevad keskkonnategurid.

„Ära vaata, füüsika!“ hüüan, manitsedes lapsi päikesesse otse mitte vaatama. Silma sattuv ja seal nägemisaistingut põhjustav valgus lähtub mingist valgusallikast. Kui valgusallikas on vaatleja seisukohalt punktvalgusallikaks pidamiseks juba liiga suur, kirjeldatakse seda luminantsi abil, mis on valgust lähetava pinna valgustugevus pindala ühiku kohta. Silma tagapinnal asuvad nägemisel osalevad valgustundlikud rakud: kolvid ja kepikesed. Hämaras, kus luminantsi väärtused jäävad alla 0,01 cd/m², näeme ainult kepikeste abil, seevastu eredas, üle 10 cd/m² luminantsi korral vaid kolvikeste abil. Nende kahe numbri vahele jäävate väärtuste korral osalevad mõlemad. Silm kohandub eriti tugeva luminantsiga pindade valgusega pupilli suurust reguleerides. Päikese luminants on aga niivõrd suur, et kahjustab silma, kui sellesse otse vaadata.

„Vaatan, füüsika!“ mõtleb silmaarst nägemishäireid diagnoosides ja vajalikke abivahendeid määrates. Normaalses silmas fokuseeruvad valguskiired võrkkestale ja sellel moodustub terav kujutis. Nägemisvõime puudulikkust põhjustavad valguse murdumise anomaaliad. Silmade uurimise vahend oftalmoskoop töötabki valguse murdumise jälgimise põhimõttel – kui uuritaval silmal esinev valguse murdumise hälve, ei teki korrapärast kiirtekimpu. Korrigeerimisläätse tugevuse arvutamiseks on vaja teada lõpmatuspunkti asukohta ja silma teljesuunalist läbimõõtu, normaalse silma lõpmatuspunkt asub lõpmatuses.

„Ei vaata, füüsika,“ ütlen elus ja eluta looduse vaheliste seoste leidmise järel raamatut ja lugemisest väsinud silmi sulgedes, et minu silmi vaadates tekiks oftalmoskoobis kaunis ja korrapärane kiirtekimp.

ALLIKAS: Holmberg, P. jt (2007) Santorius: elusa looduse füüsika. Tallinn: Ilo