محدوده قدرت دید چشم انسان

در قدیم‌الایام، دانشمندان فکر می‌کردند احتمالا از چشم ما، پرتویی خارج می‌شود که وقتی به اشیاء برخورد می‌کند؛ ما می‌توانیم آن اشیاء را ببینیم. این یک نظریه‌ی علمی بود و اتفاقا خیلی خوب با هندسه‌ی نور همخوانی داشت. بعدها فهمیدیم، چشمان ما چیزی نیستند جز حسگرهایی که می‌توانند گستره‌ای کوچک از طیف امواج الکترومغناطیسی را دریافت کنند. سپس این مغز است که با استفاده از داده‌های این دو حسگر، واقعیت دنیای بیرون را برای ما می‌سازد.

چشمان ما، حسگرهایی هستند درست مثل چهار حسگر دیگر بدن ما. مثلا گوش‌های ما، حسگرهای صدا هستند. عصب‌های درون بینی ما، حسگرهای بو هستند. اعصاب زیر پوست ما، حسگرهای فشار هستند. عصب‌های روی زبان ما، حسگرهای مزه هستند. چشمان ما حسگرهایی هستند که می‌توانند به فوتون‌های نور واکنش نشان دهند. البته نه همه‌ی فوتون‌های طیف الکترومغناطیس، بلکه فقط به قسمت کوچکی از آن‌ها. بر روی شبکیه‌ی چشم ما، حدود ۱۲۶ میلیون سلول عصبی حساس به نور وجود دارد که این کار را می‌کنند. این فوتون‌ها با انرژی‌های مختلف و جهت‌های متفاوت وارد چشم ما می‌شوند و به سلول‌های عصبی شبکیه برخورد می‌کنند. با برخورد فوتون‌ها به سلول‌های شبکیه، این سلول‌ها از خود پالس‌های الکتریکی ارسال می‌کنند که بوسیله‌ی نورون‌ها به مغز می‌رسند و آن‌جا به تصاویری که می‌بینیم ترجمه می‌شوند.

یکی از جالب‌ترین چیزها در بینایی ما، رنگ است. اینکه ما می‌توانیم رنگ بنفش را از قرمز تشخیص دهیم، به طول موج فوتون‌هایی بستگی دارد که به شبکیه‌ی چشم ما برخورد می‌کنند. شبکیه جایی است در قسمت عقب کره‌ی چشم ما، که سلول‌های بینایی روی آن قرار دارند. آن‌جا، ما دارای دو نوع سلول دریافت‌کننده‌ی نور هستیم. این دو نوع سلول، سلول‌های مخروطی و سلول‌های میله‌ای هستند. سلول‌های مخروطی،‌ می‌توانند رنگ را تشخیص دهند. این در حالیست که سلول‌های میله‌ای به ما اجازه می‌دهند که در شرایط نوری ضعیف، بتوانیم محیط اطراف را به صورت سیاه و سفید ببینیم. این سلول‌ها به خصوص در شب خیلی به کار ما می‌آیند.«اوپسین» (Opsin) یا همان مولکول‌های رنگ‌دانه‌ای در سلول‌های شبکیه، می‌توانند انرژی الکترومغناطیسی فوتون‌های برخوردی را جذب کنند و به سوی مغز پالس الکتریکی ارسال کنند. ما دارای سه نوع سلول مخروطی شکل هستیم. هرکدام از این انواع، می‌توانند فوتون‌های یک طول موج خاص را دریافت کند. بعضی از سلول‌ها می‌توانند طول موج نور آبی را دریافت کنند. بعضی‌ها می‌توانند طول موج سبز و بعضی دیگر طول موج نور قرمز را دریافت می‌کنند. البته ناگفته نماند که تمام این رنگ‌ها نتیجه‌ی برداشت مغز ما از این امواج است و در دنیای بیرون، مفهوم رنگ بی‌معنی است. وقتی همه‌ی این‌ها با هم کار می‌کنند، ما می‌توانیم رنگ‌های میانه را نیز تشخیص دهیم و طیف کامل رنگین‌کمانی را ببینیم.
هرچند که محدوده‌ی دید بیشتر انسان‌ها در همین حول و حوش قرار دارد، ولی نادر افرادی که به بیماری آفاکیا یا نبود عدسی مبتلا هستند، می‌توانند نور فرابنفش را هم ببینند. آفاکیا همان‌طور که از نامش پیداست، نبود عدسی چشم به دلیل جراحی یا آسیب است. عدسی چشم معمولا راه نور فرابنفش را سد می‌کند. بنابراین وقتی عدسی نباشد، انسان می‌تواند طول موج‌های فرابنفش را نیز ببیند. طبق مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۳ صورت گرفت، ما می‌توانیم فوتون‌های طول‌موج فروسرخ را نیز ببینیم. این به شرطی است که دو فوتون فروسرخ به طور همزمان به یک سلول شبکیه برخورد کنند. در این صورت، انرژی آن‌ها جمع می‌شود و طول موجشان از ۱۰۰۰ نانومتر به ۵۰۰ نانومتر می‌رسد و رنگی تقریبا سبز را از آن‌‌ها می‌بینیم.