Η όραση είναι η σημαντικότερη αίσθηση του ανθρώπου. Μας επιτρέπει να διακρίνουμε τη μέρα από τη νύχτα, να αναγνωρίζουμε τους ανθρώπους και τα αντικείμενα γύρω μας, να αντιλαμβανόμαστε τα χρώματα, να διαβάζουμε, να χειριζόμαστε μηχανήματα.

Το όργανο της όρασης είναι το μάτι. Δεν αρκούν όμως μόνο τα μάτια, για να δούμε. Χρειάζεται και φως. Το φως μεταφέρει πληροφορία:

• Το φανάρι είναι κόκκινο. Σταματώ.

• Στο βιβλίο γράφει «συμπλήρωσε την παρατήρηση». Παίρνω το μολύβι και γράφω.

• Στην τηλεόραση βλέπω τις ειδήσεις. Μαθαίνω τι γίνεται στον κόσμο.

• Βλέπω τη φίλη μου να χαμογελά. Είναι χαρούμενη.

Ο άνθρωπος παρατηρώντας τις σταγόνες του νερού πάνω στα αντικείμενα τα είδε να μεγεθύνονται. Χρησιμοποιώντας γυαλί ή κρύσταλλο

κατασκεύασε φακούς. Τους φακούς σήμερα τους χρησιμοποιούμε στις φωτογραφικές μηχανές, στα τηλεσκόπια, στα μικροσκόπια, για να διορθώσουμε προβλήματα στην όραση.

Η όραση δεν είναι προνόμιο μόνο του ανθρώπου. Τα περισσότερα ζώα μπορούν να δουν. Σε μερικά ζώα η αίσθηση αυτή είναι ιδιαίτερα αναπτυγμένη, όπως στον αετό, που μπορεί από πολύ μεγάλο ύψος να διακρίνει ακόμη και μικρά ζώα. Σε άλλα ζώα πάλι η αίσθηση της όρασης δεν είναι αναπτυγμένη. Τα σκουλήκια

δεν έχουν καν μάτια. Σε όλο τους το σώμα έχουν κύτταρα ευαίσθητα στο φως, που τους επιτρέπουν να καταλαβαίνουν αν βρίσκονται σε φωτεινό ή σκοτεινό μέρος. Όταν το φως είναι έντονο, τρυπώνουν στο έδαφος, για να προστατευτούν.

Όταν το φως συναντά αντικείμενα στην πορεία της διάδοσής του, αναγκάζεται να αλλάξει κατεύθυνση. Έχεις ήδη μάθει ότι, όταν το φως συναντά λείες και στιλπνές επιφάνειες, ανακλάται, ενώ, όταν συναντά ανώμαλες τραχιές επιφάνειες, διαχέεται. Όταν το φως συναντά στην πορεία του άλλα διαφανή αντικείμενα, όπως για παράδειγμα νερό ή γυαλί

αλλάζει επίσης κατεύθυνση αλλά με διαφορετικό τρόπο απ' ότι όταν ανακλάται ή διαχέεται. Όταν οι φωτεινές ακτίνες περνούν από τον αέρα σε ένα άλλο διαφανές υλικό ή από ένα άλλο διαφανές υλικό στον αέρα, αλλάζουν πορεία. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται διάθλαση. Το φαινόμενο της διάθλασης το αξιοποιούμε με ειδικού σχήματος διαφανή σώματα, τους φακούς. Διακρίνουμε δύο είδη φακών, τους συγκλίνοντες και τους αποκλίνοντες. Όταν μια φωτεινή δέσμη συναντήσει στην πορεία της ένα συγκλίνοντα φακό, οι φωτεινές ακτίνες κατευθύνονται, συγκλίνουν, προς ένα σημείο.

Αντίθετα, όταν συναντήσουν έναν αποκλίνοντα φακό, απλώνουν, όπως λέμε διαφορετικά αποκλίνουν.

Το φως μπορούμε να το αντιμετωπίσουμε είτε ως κύμα, φωτεινό ηλεκτρομαγνητικό κύμα, είτε ως σωματίδια που ονομάζουμε φωτόνια. Η διάθλαση του φωτός εξηγείται από την αλληλεπίδραση του κύματος ή των φωτονίων με τα άτομα του διαφανούς υλικού σώματος, το οποίο συναντά το φως στην πορεία του.

Έχεις σίγουρα κάποια φορά παρατηρήσει πριν από μια βουτιά ότι η θάλασσα ή η πισίνα σού φαίνεται πιο ρηχή από ό,τι είναι στην πραγματικότητα. Όμοια, ένα αντικείμενο που βρίσκεται μέσα στο νερό νομίζεις πολλές φορές ότι είναι πιο κοντά σου απ' ότι πραγματικά συμβαίνει. Μια κουτάλα που βρίσκεται η μισή μέσα σε μια κατσαρόλα με νερό ή ένα μολύβι σε ένα ποτήρι φαίνονται σπασμένα στην επιφάνεια του νερού. Όλα τα παραπάνω εξηγούνται από τη διάθλαση του φωτός, καθώς αυτό περνά από το νερό στο γυαλί και αντίστροφα. Λόγω της αλλαγής της πορείας του φωτός βλέπουμε τα αντικείμενα που είναι μέσα στο νερό, σε διαφορετική απόσταση από εκείνη που πραγματικά βρίσκονται.

Οι φακοί χρησιμοποιούνται σε πολλές συσκευές που έχουμε στη διάθεσή μας καθημερινά

διευκολύνοντας διάφορες δραστηριότητές μας. Για να παρατηρούμε καλύτερα μικρά αντικείμενα, χρησιμοποιούμε συγκλίνοντες φακούς. Εξαιτίας του τρόπου με τον οποίο χρησιμοποιούμε τους φακούς αυτούς τους ονομάζουμε μεγεθυντικούς φακούς. Με τα κιάλια παρατηρούμε μακρινά αντικείμενα. Στα κιάλια συνδυάζονται καθρέπτες και συγκλίνοντες φακοί. Όμοια είναι κατασκευασμένα και τα τηλεσκόπια. Και εκεί συνδυάζονται καθρέπτες και συγκλίνοντες φακοί. Στα μικροσκόπια χρησιμοποιούνται επίσης συγκλίνοντες φακοί. Παρότι τα τηλεσκόπια και τα μικροσκόπια δε μοιάζουν εξωτερικά μεταξύ τους, στηρίζονται στην ίδια αρχή λειτουργίας. Ένα σύστημα φακών και κατόπτρων βοηθά, ώστε να μεγεθύνεται πολλές φορές το αντικείμενο που παρατηρούμε είτε αυτό είναι μακρινό ουράνιο σώμα είτε μικροσκοπικό κύτταρο. Τα πρώτα όργανα παρατήρησης κατασκευάστηκαν στη δυτική Ευρώπη περίπου το 1600, αφού τότε πρωτοκατασκευάστηκαν με ακρίβεια φακοί στο επιθυμητό σχήμα.

Όταν το λευκό φως του Ήλιου πέσει επάνω σε ένα γυαλί με ακανόνιστο σχήμα, σε μια σαπουνόφουσκα, ακόμη και σε ένα διάφανο πλαστικό στυλό, παρατηρούμε ότι εμφανίζονται διάφορα χρώματα. Το λευκό φως είναι, λοιπόν, σύνθεση πολλών ακτινοβολιών με διαφορετικά χρώματα. Την ανάλυση του λευκού φωτός παρατήρησε πρώτος ο Newton το 1666. Στη φύση την ανάλυση του λευκού φωτός την παρατηρούμε, όταν μετά από βροχή επικρατεί ηλιοφάνεια. Το φως τότε αναλύεται στα αιωρούμενα σταγονίδια του νερού δημιουργώντας το ουράνιο τόξο.

Το φωτεινό κύμα ή τα φωτόνια, όταν αλληλεπιδρούν με τα σωματίδια ενός υλικού σώματος, δεν αλλάζουν μόνο κατεύθυνση αλλά και χαρακτηριστικά. Ένα από τα χαρακτηριστικά αυτά είναι η συχνότητα του φωτός, την οποία εμείς αντιλαμβανόμαστε ως χρώμα. Γιατί όμως

έχουν τα διάφορα αντικείμενα γύρω μας διαφορετικό χρώμα; Ας πάρουμε τα πράγματα με τη σειρά... Γνωρίζεις ότι το λευκό φως είναι η σύνθεση όλων των χρωμάτων. Όταν το λευκό φως πέφτει, για παράδειγμα, σε ένα κόκκινο αντικείμενο, απορροφώνται όλα τα φωτόνια εκτός από αυτά με μια συγκεκριμένη συχνότητα, τη συχνότητα που αντιστοιχεί στο κόκκινο χρώμα. Τα φωτόνια αυτά ανακλώνται από την επιφάνεια του αντικειμένου και φτάνουν μέχρι τα μάτια μας. Βλέπουμε το αντικείμενο κόκκινο! Και πότε ένα σώμα έχει μαύρο χρώμα; Όταν απορροφά όλα τα φωτόνια και δεν ανακλά κανένα! Τώρα μένει μόνο να σκεφτείς πότε ένα αντικείμενο έχει λευκό χρώμα....

Μία ηλιόλουστη μέρα, αφού ζητήσεις άδεια από κάποιον μεγαλύτερο, πήγαινε σε έναν ανοιχτό χώρο και πάρε ένα σωλήνα του ποτίσματος. Αφού βεβαιωθείς ότι δε θα ενοχλήσεις κανέναν, άνοιξε τη βρύση και πίεσε το δάχτυλό σου στην άκρη του σωλήνα, έτσι ώστε το νερό να πέφτει σα βροχή. Στρέψε το σωλήνα προς τα πάνω, ενώ έχεις την πλάτη σου γυρισμένη στον Ήλιο. Αν προσπαθήσεις λίγη ώρα, θα δεις το ουράνιο τόξο να εμφανίζεται, αφού υπάρχουν και οι δύο προϋποθέσεις για τη δημιουργία του, το φως και το νερό.

Τα χρώματα στη φύση έχουν πολύ μεγάλη σημασία ακόμη και για την επιβίωση. Τα έντονα χρώματα των λουλουδιών τραβούν την προσοχή των εντόμων. Οι πεταλούδες ανοίγουν τα πολύχρωμα φτερά τους, για να προσελκύσουν το ταίρι τους, ενώ τα

κλείνουν, όταν θέλουν να περνούν απαρατήρητες. Σε κάποια ζώα τα χρώματα του σώματος έχουν μία διαφορετική σημασία. Το έντονο κόκκινο, κίτρινο ή πορτοκαλί χρώμα μπορεί να είναι μία προειδοποίηση για τους εχθρούς του ζώου ότι αυτό έχει δηλητήριο, δαγκώνει ή έχει πολύ πικρή γεύση. Σε άλλα ζώα πάλι το χρώμα του σώματός τους ταιριάζει με τα χρώματα του περιβάλλοντος στο οποίο ζουν. Αυτό τα βοηθά να κρύβονται από τους εχθρούς τους. Παρατήρησε τις εικόνες. Είναι εύκολο να διακρίνεις τα ζώα;

Με τη μείξη των βασικών χρωμάτων μπορούμε να «δημιουργήσουμε» όλα τα χρώματα. Αν «ανακατέψουμε» κόκκινο με κίτρινο χρώμα, φτιάχνουμε πορτοκαλί. Πολλές φορές δεν είναι καν ανάγκη να «ανακατέψουμε» τα χρώματα, αρκεί να τοποθετήσουμε πολλές μικρές κουκίδες διαφορετικών χρωμάτων πλάι πλάι. Καθώς οι κουκίδες είναι πολύ κοντά, δεν μπορούμε να τις ξεχωρίσουμε και το οπτικό ερέθισμα που παίρνουμε είναι αυτό του χρώματος που προκύπτει από τη μείξη των κουκίδων. Αν με ένα ισχυρό μεγεθυντικό φακό παρατηρήσεις αυτό το ίδιο το βιβλίο που κρατάς, θα δεις, για παράδειγμα, ότι το πορτοκαλί δεν είναι παρά ένα μίγμα πολλών μικροσκοπικών κόκκινων και κίτρινων κουκίδων. Με παρόμοιο τρόπο δημιουργούνται τα χρώματα στην

τηλεόραση. Αν εξετάζαμε τη φωτισμένη οθόνη μιας έγχρωμης τηλεόρασης μ' ένα μεγεθυντικό φακό, θα διαπιστώναμε ότι καλύπτεται από ομάδες μικροσκοπικών κόκκων. Η κάθε ομάδα περιλαμβάνει έναν κόκκινο, έναν πράσινο και έναν μπλε κόκκο. Ανάλογα με το πόσο ακτινοβολεί κάθε κόκκος έχουμε την αίσθηση διαφορετικού χρώματος.

Οι φωτεινές ακτίνες ανακλώνται και διαχέονται πάνω σε όλα τα αντικείμενα. Έτσι κάποιες από αυτές φτάνουν στα μάτια μας. Οι φωτεινές ακτίνες διαθλώνται στον κρυσταλλοειδή φακό και εστιάζονται πάνω στον αμφιβληστροειδή χιτώνα, όπου σχηματίζεται το είδωλο της εικόνας που παρατηρούμε. Η επιφάνεια του χιτώνα αυτού είναι καλυμμένη με εκατομμύρια φωτοευαίσθητα κύτταρα. Το οπτικό ερέθισμα, η εικόνα που βλέπουμε, μεταφέρεται στον εγκέφαλο μέσα από το οπτικό νεύρο. Παρόλο που τα είδωλα σχηματίζονται αντεστραμμένα στον αμφιβληστροειδή χιτώνα, ο εγκέφαλός μας τα «αναλύει» αυτόματα, οπότε βλέπουμε τα αντικείμενα κανονικά και όχι… ανάποδα.

Ο αισθητήριος χιτώνας του ματιού. Εδώ σχηματίζεται το είδωλο των αντικειμένων που παρατηρούμε. Η επιφάνειά του είναι καλυμμένη από εκατομμύρια φωτοευαίσθητα οπτικά κύπαρα.

Το οπτικό νεύρο συνδέει τον αμφιβληστροειδή χιτώνα με τον εγκέφαλο. Μεταφέρει το οπτικό ερέθισμα από το μάτι στον εγκέφαλο.

Το φως μεταφέρει πληροφορία. Τα φωτόνια, το ηλεκτρομαγνητικό κύμα, ξεκινούν από τη φωτεινή πηγή και

Τ μεταδίδονται ευθύγραμμα, ωσότου να συναντήσουν κάποιο διαφανές, ημιδιαφανές ή αδιαφανές σώμα. Εκεί είτε συνεχίζουν την πορεία τους είτε αλλάζουν κατεύθυνση είτε απορροφώνται. Σε κάθε περίπτωση, αν στη συνέχεια συναντήσουν το μάτι μας, μας πληροφορούν για την ύπαρξη, τη μορφή και τις ιδιότητες του σώματος και της φωτεινής πηγής. Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα, λοιπόν, ή τα φωτόνια λειτουργούν στο μικρόκοσμο ως «αγγελιαφόροι» πληροφορίας.

Τα μάτια μας είναι πολύτιμα. Είναι σημαντικό να φροντίζουμε για την καλή τους υγεία υιοθετώντας κάποιους απλούς βασικούς κανόνες:

• Το έντονο φως είναι επικίνδυνο. Προστατεύουμε τα μάτια μας τοποθετώντας μπροστά τους τα χέρια μας, όταν το φως είναι έντονο.

• Κατά την παραμονή μας στον ήλιο φοράμε οπωσδήποτε γυαλιά ηλίου, που προστατεύουν τα μάτια μας από την επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία.

• Φοράμε πάντα προστατευτικά γυαλιά, όταν εργαζόμαστε με ουσίες που μπορεί να πεταχτούν στα μάτια μας ή όταν κάνουμε εργασίες κατά τις οποίες μπορεί να μπουν στα μάτια μας θραύσματα.

• Τα μάτια μας κουράζονται, όταν εργαζόμαστε πολλές ώρες στον υπολογιστή, ιδιαίτερα όταν καθόμαστε πολύ κοντά στην οθόνη. Πρέπει, λοιπόν, να κάνουμε τακτικά διαλείμματα και η απόστασή μας από την οθόνη να είναι τουλάχιστον 50 εκατοστά. Για τον ίδιο λόγο καθόμαστε μακριά από την οθόνη της τηλεόρασης.

• Η σωστή διατροφή είναι σημαντική για την καλή υγεία των ματιών μας. Η βιταμίνη Α που παίρνουμε από τα καρότα, το άσπρο λάχανο, τις ντομάτες και το σπανάκι είναι πολύτιμη για τα μάτια μας.

Σίγουρα θεωρείς τα μάτια σου αξιόπιστα. Μπορείς άραγε να τα εμπιστεύεσαι πάντα; Οι παρακάτω εικόνες θα σε μπερδέψουν. Γιατί όμως μπερδευόμαστε όλοι το ίδιο; Είναι οι οριζόντιες γραμμές παράλληλες; Τι βλέπεις στην εικόνα; Μία πραγματικά περίεργη σκάλα... Είναι τα τούβλα πράγματι στραβά;

Κόψε ένα χαρτόνι με πλευρά περίπου 10 εκατοστά. Ζωγράφισε στη μία όψη του ένα κλουβί

και στην άλλη έναν παπαγάλο. Άνοιξε μία τρύπα αριστερά και μία δεξιά από το κλουβί, στο μέσο του χαρτονιού. Δέσε στις τρύπες τις δύο άκρες μιας χοντρής κλωστής με μήκος περίπου 80 εκατοστά, όπως βλέπεις στην εικόνα. Πέρασε τα δάχτυλά σου στην κλωστή και τέντωσέ την. Ζήτησε από μια φίλη ή ένα φίλο σου να γυρίσει το χαρτόνι πολλές φορές και να το αφήσει,

όταν η κλωστή τυλιχτεί αρκετά. Τέντωσε την κλωστή και παρατήρησε το χαρτόνι που περιστρέφεται. Ο εγκέφαλος διατηρεί την εντύπωση μιας εικόνας για κάποιο χρονικό διάστημα. Η ιδιότητα αυτή του εγκεφάλου ονομάζεται μεταίσθημα. Αν στο χρονικό διάστημα δούμε μια άλλη εικόνα, ο εγκέφαλος δεν ξεχωρίζει τις δύο εικόνες. Στην ιδιότητα αυτή στηρίζεται η λειτουργία του κινηματογράφου και της τηλεόρασης. Οι εικόνες προβάλλονται γρήγορα η μία μετά την άλλη κι έτσι έχουμε την αίσθηση της κίνησης.

Ο γραπτός λόγος είναι βασικό μέσο επικοινωνίας. Τον τρόπο αυτό επικοινωνίας δε στερούνται ούτε οι συνάνθρωποί μας που δεν μπορούν να δουν. Η αίσθηση που χρησιμοποιούν, για να διαβάσουν, είναι η αφή. «Διαβάζουν» ακουμπώντας το χέρι τους πάνω από ανάγλυφα γράμματα, συνδυασμούς από μικρές τελίτσες και γραμμές. Η γραφή αυτή ονομάζεται γραφή Βraille, προς τιμή του Louis Braille που την εφηύρε. Η γραφή Braille δε χρησιμοποιείται μόνο σε ειδικά βιβλία αλλά και σε πινακίδες σε δημόσιους χώρους, στους ανελκυστήρες, ακόμη και σε πολλά μηχανήματα. Ανάγλυφα σύμβολα και ειδικά σημάδια παρατηρούμε και σε διάφορες συσκευές, όπως για παράδειγμα στο τηλέφωνο, όπου μια ανάγλυφη τελίτσα στο πλήκτρο με τον αριθμό 5 βοηθά στον εντοπισμό των πλήκτρων. Ακόμη και στα χαρτονομίσματα υπάρχουν ειδικά σύμβολα που βοηθούν τους συνανθρώπους μας που δεν μπορούν να δουν.