Объяснение:
Если условия освещенности неизменны, поступающее в глаз количество света пропорционально
площади зрачка. При увеличении или сокращении освещения, зрачок соответственно реагирует
сужением или расширением. Этот чрезвычайно важный рефлекторный механизм осуществляет
регуляцию количества света, поступающего на сетчатку (светочувствительная часть глаза). Суть этого
рефлекторного механизма адаптации в упрощенном виде состоит: (1) в механическом изменении
диаметра зрачка
и (2) регулированием потока света попадающего на зрительные рецепторы (палочки и колбочки)
в изменении находящихся в них химических соединений, пигментов, которые под действием света
меняются, а в темноте вновь восстанавливаются до исходного состояния. Описанный адаптационный
механизм имеет и защитную функцию – оградить глаз от действия мощных световых потоков. В случае
чрезмерного избытка света включается и реакция закрывания глаза.
В сетчатке глаза имеются два вида светочувствительных рецепторов: палочки и колбочки. Палочек
намного больше и они более чувствительны к свету, но отвечают лишь за черно-белое восприятие,и поэтому в сумерках все цвета «гаснут» - при очень низкой интенсивности освещения человеческий глаз
функционирует лишь на основании сигналов передаваемых суперчувствительными палочками.
Ввиду того, что сокращения и расслабления мышц радужной оболочки происходят достаточно
медленно, изменения диаметра зрачка можно наблюдать в зеркале. Скорость этих изменений не
сопоставима со скоростью вспышки фотоаппарата и поэтому, из-за отражения света от находящихся на
дне глаза кровеносных сосудов, на фотографиях часто получается «эффект красных глаз».
Реакция сужения зрачка является одним из основных безусловных рефлексов человека. Именно этот
рефлекс проверяется у потерявших сознание людей (мы все это видели в фильмах когда потерявшему
сознание светят в глаз фонариком).
Эксперимент является хорошим введением к объяснению строения и функционирования глаза человека.
пусть условия на этом уровне нормальные (P = 10^5 Па, T = 273 K)
запишем первый закон Ньютона:
Fa + mg + F = 0, где Fa - Архимедова сила, F - искомая сила натяжения
в проекции на некоторую ось, направленную в сторону Fa:
Fa - mg - F = 0
2) пусть высота подъема шара - максимальная, тогда силы, действующие на него, скомпенсированы (аналогично):
Fa - mg = 0
пусть на h(max) плотность воздуха равна p'(в) = p(в) / 2.
составим систему уравнений:
p(в) g V = F + mg
p'(в) g V = mg
вычитаем из первого уравнения второе
gV (p(в) - p'(в)) = F
F = p(в) g V / 2.
3) по уравнению Менделеева-Клапейрона (пусть воздух - идеальный газ):
P V = m R T / M
делим на объем обе части
P = p R T / M => p = P M / R T.
молярная масса воздуха M = 29*10^-3 кг/моль
F = P M g V / 2 R T
F = 10^5 * 29 * 6 / 2 * 8,31 * 273,
F = 3 834,913 H ≈ 3,8 кН