Щётка Гайдингера

Щётка Гайдингера — энтоптический феномен, впервые описанный австрийским физиком Вильгельмом фон Гайдингером в 1844 году.

Многие люди способны воспринимать поляризацию света. Она может быть выглядеть как желтоватая горизонтальная черта или фигура в форме галстука-бабочки (с расплывчатыми концами, отсюда название «щётка»), видимая в центре поля зрения при взгляде на синее небо напротив солнца, а также на любом ярком фоне. Она обычно занимает 3—5 градусов в поле зрения — примерно две или три ширины большого пальца на расстоянии вытянутой руки. Направление поляризации света перпендикулярно жёлтой черте (то есть вертикально, если черта горизонтальна). Более блёклые голубоватые или пурпурные области могут быть видны между жёлтыми щётками (см. иллюстрацию). Щётка Гайдингера также может наблюдаться при взгляде на белую область на многих жидкокристаллических дисплеях (вследствие поляризации света такими дисплеями). В этом случае она часто диагональна.

Физиологические причины щётки Гайдингера

Щётку Гайдингера обычно связывают с дихроизмом ксантофиллового пигмента жёлтого пятна сетчатки глаза. Вследствие законов Френеля, ненаправленные косые лучи в цилиндрической геометрии синих колбочек в центральной ямке, вместе с их распределением, приводят к внешнему дихроизму. Размер щётки соответствует размеру жёлтого пятна. Считается, что дихроизм жёлтого пятна возникает из-за того, что некоторые молекулы пигмента расположены по кругу. Малость доли расположенных по кругу молекул объясняет блёклость феномена. Ксантофилловые пигменты обычно параллельны к зрительным нервам, так что, поскольку центральная ямка не плоская, они почти перпендикулярны к ямке в её центральной части и почти параллельны во внешней области. Как следствие, две разные области центральной ямки могут быть чувствительны к двум разным углам поляризации.

Наблюдение щётки Гайдингера

Многим людям поначалу трудно увидеть щётку Гайдингера. Она очень блёклая, гораздо более, чем обычно показывается на иллюстрациях и, как другие стабилизированные изображения, имеет тенденцию появляться и исчезать.

Легче всего увидеть её, когда её можно заставить двигаться. Так как она расположена на жёлтом пятне, нельзя заставить её двигаться в стороны, но можно заставить её поворачиваться, наблюдая белую поверхность через поворачивающийся поляризатор, или медленно наклоняя голову.

Чтобы увидеть щётку Гайдингера, стоит начать с использования поляризатора, такого как стекло из поляризационных очков: смотреть на равномерно освещённую бестекстурную поверхность через стекло и поворачивать поляризатор. Другой вариант — применить поляризатор, встроенный в жидкокристаллический экран компьютера, тогда освещённая поверхность будет совмещена с поляризатором. (ЭЛТ-монитор не имеет поляризатора, и не подходит для данной задачи, если не использовать отдельный поляризатор).

Щётка Гайдингера видна более явно на голубом фоне. С практикой возможно увидеть её в естественно поляризованном свете голубого неба. Миннарт рекомендует сначала практиковаться с поляризатором, затем пробовать без него. Области неба с наибольшей степенью поляризованности находятся под углом 90 градусов от Солнца. Миннарт говорит, что после минуты смотрения на небо «возникнет подобие мраморного эффекта. Вскоре после этого последует щётка Гайдингера». Он замечает, что не для всех наблюдателей она выглядит одинаково. Некоторые видят жёлтую часть целой, а голубую прерванной, как на иллюстрациях к этой странице. Другие видят голубую часть целой, а жёлтую прерванной, а иные наблюдают переходы между этими двумя состояниями.

Использование щётки Гайдингера

Факт того, что восприятие щётки Гайдингера соответствует области, коррелирующей с жёлтым пятном, означает, что её можно использовать для тренировки людей смотреть на объекты жёлтым пятном. Люди с определёнными типами косоглазия могут получить адаптацию, вследствие которой они смотрят на интересующий объект не центральной ямкой (в центре жёлтого пятна), а внешней областью сетчатки. Эта адаптация известна как эксцентрическая фиксация. Для помощи в тренировке человека для смотрения на объект центральной ямкой, а не внешней областью сетчатки, может использоваться специальное устройство. Один из таких аппаратов использует вращающуюся поляризованную пластинку, подсвеченную ярким белым светом. Надевая голубые очки (чтобы усилить изображение щётки Гайдингера) и окклюдер на другой глаз, пользователь должен заметить щётку Гайдингера там, где его жёлтое пятно коррелирует с полем зрения. Цель тренировки — научить пользователя смотреть на объект так, чтобы щётка Гайдингера перекрывала объект (и пользователь теперь смотрел на него центральной ямкой). Такой тренинг нужен, поскольку здоровая центральная ямка имеет гораздо большую разрешающую способность, чем любая другая часть сетчатки.

См. также

• Деструкция стекловидного тела

Литература

• [gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15148n/f39 W. Haidinger: Über das directe Erkennen des polarisirten Lichts und der Lage der Polarisationsebene. Poggendorfs Annalen, Bd. 63, 1844, S. 29-39] (Original communication at the Bibliothèque nationale de France.)
• [gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k151537/f83 W. Haidinger: Beobachtung der Lichtpolarisationsbündel im geradlinig polarisirten Lichte. Poggendorfs Annalen, Bd. 68, 1846 S. 73-87] (Original communication at the Bibliothèque nationale de France.)
• Alcoz, J. [www.polarization.com/haidinger/haidinger.html Haidinger's Brush]. Polarization.com. Проверено 14 марта 2006.
• Fairbairn, Maxwell B. (2001). Physical Models of Haidingers Brush. Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. 95, 248—251.
• Minnaert, M. G. J. (1993) Light and Color in the Outdoors. (translated by Len Seymour from the 1974 Dutch edition). ISBN 0-387-97935-2, Springer-Verlag, New York.
• Misson, G. P. (1993). «Form and behaviour of Haidinger’s brushes.» Ophthalmic and Physiological Optics 13(4): 392—396. Шаблон:PubMed
• Misson, G. P. (2003). «A Mueller matrix model of Haidinger’s brushes.» Ophthalmic and Physiological Optics 23: 441—447. Шаблон:PubMed
• William Shurcliff (1955) «Haidinger’s Brushes and Circularly Polarized Light», Journal of the Optical Society of America 45(5):399.

Ссылки

• [www.polarization.com/haidinger/haidinger.html How to see polarization with the naked eye]

Отрывок, характеризующий Щётка Гайдингера

– Но господин Курагин, стало быть, не удостоил своей руки графиню Ростову? – сказал князь Андрей. Он фыркнул носом несколько раз.
– Он не мог жениться, потому что он был женат, – сказал Пьер.
Князь Андрей неприятно засмеялся, опять напоминая своего отца.
– А где же он теперь находится, ваш шурин, могу ли я узнать? – сказал он.
– Он уехал в Петер…. впрочем я не знаю, – сказал Пьер.
– Ну да это всё равно, – сказал князь Андрей. – Передай графине Ростовой, что она была и есть совершенно свободна, и что я желаю ей всего лучшего.
Пьер взял в руки связку бумаг. Князь Андрей, как будто вспоминая, не нужно ли ему сказать еще что нибудь или ожидая, не скажет ли чего нибудь Пьер, остановившимся взглядом смотрел на него.
– Послушайте, помните вы наш спор в Петербурге, – сказал Пьер, помните о…
– Помню, – поспешно отвечал князь Андрей, – я говорил, что падшую женщину надо простить, но я не говорил, что я могу простить. Я не могу.
– Разве можно это сравнивать?… – сказал Пьер. Князь Андрей перебил его. Он резко закричал:
– Да, опять просить ее руки, быть великодушным, и тому подобное?… Да, это очень благородно, но я не способен итти sur les brisees de monsieur [итти по стопам этого господина]. – Ежели ты хочешь быть моим другом, не говори со мною никогда про эту… про всё это. Ну, прощай. Так ты передашь…
Пьер вышел и пошел к старому князю и княжне Марье.
Старик казался оживленнее обыкновенного. Княжна Марья была такая же, как и всегда, но из за сочувствия к брату, Пьер видел в ней радость к тому, что свадьба ее брата расстроилась. Глядя на них, Пьер понял, какое презрение и злобу они имели все против Ростовых, понял, что нельзя было при них даже и упоминать имя той, которая могла на кого бы то ни было променять князя Андрея.
За обедом речь зашла о войне, приближение которой уже становилось очевидно. Князь Андрей не умолкая говорил и спорил то с отцом, то с Десалем, швейцарцем воспитателем, и казался оживленнее обыкновенного, тем оживлением, которого нравственную причину так хорошо знал Пьер.


В этот же вечер, Пьер поехал к Ростовым, чтобы исполнить свое поручение. Наташа была в постели, граф был в клубе, и Пьер, передав письма Соне, пошел к Марье Дмитриевне, интересовавшейся узнать о том, как князь Андрей принял известие. Через десять минут Соня вошла к Марье Дмитриевне.
– Наташа непременно хочет видеть графа Петра Кирилловича, – сказала она.
– Да как же, к ней что ль его свести? Там у вас не прибрано, – сказала Марья Дмитриевна.
– Нет, она оделась и вышла в гостиную, – сказала Соня.
Марья Дмитриевна только пожала плечами.
– Когда это графиня приедет, измучила меня совсем. Ты смотри ж, не говори ей всего, – обратилась она к Пьеру. – И бранить то ее духу не хватает, так жалка, так жалка!
Наташа, исхудавшая, с бледным и строгим лицом (совсем не пристыженная, какою ее ожидал Пьер) стояла по середине гостиной. Когда Пьер показался в двери, она заторопилась, очевидно в нерешительности, подойти ли к нему или подождать его.
Пьер поспешно подошел к ней. Он думал, что она ему, как всегда, подаст руку; но она, близко подойдя к нему, остановилась, тяжело дыша и безжизненно опустив руки, совершенно в той же позе, в которой она выходила на середину залы, чтоб петь, но совсем с другим выражением.
– Петр Кирилыч, – начала она быстро говорить – князь Болконский был вам друг, он и есть вам друг, – поправилась она (ей казалось, что всё только было, и что теперь всё другое). – Он говорил мне тогда, чтобы обратиться к вам…
Пьер молча сопел носом, глядя на нее. Он до сих пор в душе своей упрекал и старался презирать ее; но теперь ему сделалось так жалко ее, что в душе его не было места упреку.
– Он теперь здесь, скажите ему… чтобы он прост… простил меня. – Она остановилась и еще чаще стала дышать, но не плакала.
– Да… я скажу ему, – говорил Пьер, но… – Он не знал, что сказать.
Наташа видимо испугалась той мысли, которая могла притти Пьеру.
– Нет, я знаю, что всё кончено, – сказала она поспешно. – Нет, это не может быть никогда. Меня мучает только зло, которое я ему сделала. Скажите только ему, что я прошу его простить, простить, простить меня за всё… – Она затряслась всем телом и села на стул.
Еще никогда не испытанное чувство жалости переполнило душу Пьера.
– Я скажу ему, я всё еще раз скажу ему, – сказал Пьер; – но… я бы желал знать одно…
«Что знать?» спросил взгляд Наташи.
– Я бы желал знать, любили ли вы… – Пьер не знал как назвать Анатоля и покраснел при мысли о нем, – любили ли вы этого дурного человека?
– Не называйте его дурным, – сказала Наташа. – Но я ничего – ничего не знаю… – Она опять заплакала.
И еще больше чувство жалости, нежности и любви охватило Пьера. Он слышал как под очками его текли слезы и надеялся, что их не заметят.
– Не будем больше говорить, мой друг, – сказал Пьер.
Так странно вдруг для Наташи показался этот его кроткий, нежный, задушевный голос.
– Не будем говорить, мой друг, я всё скажу ему; но об одном прошу вас – считайте меня своим другом, и ежели вам нужна помощь, совет, просто нужно будет излить свою душу кому нибудь – не теперь, а когда у вас ясно будет в душе – вспомните обо мне. – Он взял и поцеловал ее руку. – Я счастлив буду, ежели в состоянии буду… – Пьер смутился.
– Не говорите со мной так: я не стою этого! – вскрикнула Наташа и хотела уйти из комнаты, но Пьер удержал ее за руку. Он знал, что ему нужно что то еще сказать ей. Но когда он сказал это, он удивился сам своим словам.
– Перестаньте, перестаньте, вся жизнь впереди для вас, – сказал он ей.
– Для меня? Нет! Для меня всё пропало, – сказала она со стыдом и самоунижением.
– Все пропало? – повторил он. – Ежели бы я был не я, а красивейший, умнейший и лучший человек в мире, и был бы свободен, я бы сию минуту на коленях просил руки и любви вашей.
Наташа в первый раз после многих дней заплакала слезами благодарности и умиления и взглянув на Пьера вышла из комнаты.
Пьер тоже вслед за нею почти выбежал в переднюю, удерживая слезы умиления и счастья, давившие его горло, не попадая в рукава надел шубу и сел в сани.
– Теперь куда прикажете? – спросил кучер.
«Куда? спросил себя Пьер. Куда же можно ехать теперь? Неужели в клуб или гости?» Все люди казались так жалки, так бедны в сравнении с тем чувством умиления и любви, которое он испытывал; в сравнении с тем размягченным, благодарным взглядом, которым она последний раз из за слез взглянула на него.