загрузка...
загрузка...
На головну

Чутливість наших органів почуттів

Дивіться також:
  1. IV. Рішення наших основних завдань у мирний час.
  2. V. Рішення наших основних завдань під час війни.
  3. V1: 2. Будова і функції органів і тканин порожнини рота
  4. V1: 2. Будова і функції органів і тканин порожнини рота
  5. Акредитація органів з сертифікації
  6. Акумуляторна батарея історія до наших днів.
  7. Акти органів військового управління і вимоги, що пред'являються до них
  8. Акти судових органів
  9. аналіз чутливості
  10. Анатомія і топографія статевих органів собак.
  11. Анатомо-фізіологічні особливості органів сечоутворення і сечовиділення
  12. Анатомо-фізіологічні особливості органів травлення. Методика дослідження

Тема 3. Кількісні характеристики органів почуттів організму людини

Для наших аналізаторів характерна надзвичайно висока чутливість до адекватних подразників. Ця чутливість близька до теоретичної межі, і по суті такий рівень чутливості в техніці в багатьох випадках поки що не можна досягти. Якби чутливість наших органів почуттів виявилася на порядок вище, то це б тільки ускладнило наше життя. В цьому випадку ми б в буквальному сенсі чули, як ростуть дерева, як біжить кров по судинах, броунівський рух молекул і т. П.

Кількісною мірою чутливості є порогова інтенсивність енергетичного впливу, т. Е. Та найменша інтенсивність подразника, дія якого дає відчуття. Чим нижче порогова інтенсивність або просто "поріг", тим вище чутливість, і навпаки.

Розглянемо як приклади, яка ж чутливість деяких наших аналізаторів.

світлова чутливість наших очей пов'язана з чутливістю рецепторних елементів сітківки і наближається до теоретично можливої максимуму. Для виникнення зорового відчуття досить, щоб паличкою був поглинений 1-2 кванта світла, а для колб необхідно 5-10 квантів.

Наведемо деякі кількісні характеристики органу зору.

Поріг світловий чутливості характеризується мінімальною інтенсивністю світлового впливу, що викликає відчуття світла. Поріг світловий чутливості змінюється в дуже широких межах в процесі адаптації зорового аналізатора до зовнішнього світлового впливу.

Абсолютний поріг світлової чутливості зорового аналізатора характеризує найбільш високу чутливість, що досягається в ході темнової адаптації протягом декількох годин (до 3-4 годин). При одному і тому ж світловому потоці порогова яскравість залежить від площі об'єкта:

Площа об'єкта, мм2 4 = 2х2, 100 = 10х10, 14400 = 120х120

Поріг чутливості,

х 10 - 7 лк 2829 241 5

Найбільш низька світлова чутливість, Що досягається в процесі світловий адаптації, відповідає гранично допустимої яскравості джерела, що викликає ефект засліплення, т. Е. Що порушує функціонування зорового аналізатора. Абсолютно сліпуча яскравість - 225000 кд / м2. Ефект засліплення може наступати і при менших яскравості, якщо яскравість об'єкта значно перевищує яскравість до якої адаптований очей. Повний діапазон світлової чутливості 3х10-8 - 2,25х105 кд / м2 (Звичайне денне освітлення приблизно дорівнює 9,56 кд / м2).

Диференціальний поріг світловий чутливості (іноді називають порогом контрастної чутливості) - мінімальне сприймається відмінність між двома яркостямі, розділеними в просторі або в часі. Для практичних цілей використовується тільки відносний поріг (поріг контрастної чутливості).

K = (D B / B) Х 100%

При прямому контрасті (темний об'єкт на світлому фоні) розрахункова формула має вигляд:

Kпр = [(Bф - Bпро) / Вф] Х 100%

де: Вф - Яскравість фону

В - Яскравість об'єкта

При зворотному контрасті (світлий об'єкт на темному тлі).

Kобр = [(Bпро - Bф) / Впро] Х 100%

Диференціальний поріг залежить від кутових розмірів об'єкта, яскравість поля адаптації (фону), чіткості кордонів між об'єктом і фоном (при одночасному сприйнятті). Значення диференціальних порогів при чіткої межі між порівнюваними яркостямі і одночасному сприйнятті наведемо в таблиці нижче.

 Яскравість, кд / м2  Контрастна чутливість,%
 при кутових розмірах
 40 / 4 0
4,9 1,5

Впливу сторонніх джерел світла, що потрапляють в поле зору, викликають підвищення порога, що еквівалентно зниженню контрасту.

Розглянуті вище абсолютний і диференційний пороги світлової чутливості характеризують роботу палочкового зору, що забезпечує сприйняття ахроматичні світла.

Однак чутливість зорового аналізатора до світлових променів з різною довжиною хвилі (різної кольоровості) неоднакова. В умовах звичайного денного освітлення (В = 9,56 кд / м2) Вона досягає максимуму при довжині хвилі 554 нм (у зеленій області спектра) і убуває в обидві сторони від цього значення.

Колбочковой зір найбільш чутливо до випромінювання з довжиною хвилі 554 нм, а палочковое - 513 нм. Це проявляється в ізмененіісоотношенія по яскравості в денний і нічний (сутінковий) час.

Наприклад, вдень в саду найяскравішими здаються плоди, які мають жовту, помаранчеву або червону забарвлення, вночі ж зелені. Вдень у поле виділяються яскраві маки, в порівнянні з якими блакитні волошки здаються непомітними. Після заходу сонця в сутінках картина змінюється.

Частотні кордону кольорової чутливості становлять 396 - 760 нм, при особливо сприятливих умовах в окремих випадках 302 - 950 нм.

Наведемо співвідношення суб'єктивної оцінки кольору з довжиною хвилі: фіолетовий - 390 - 420 нм; синій - 450 - 480 нм; блакитний - 480 - 510 нм; зелений - 510 - 550 нм; жовтий - 575 - 585 нм; помаранчевий - 585 - 620 нм; червоний - 620 - 800 нм.

Чутливість різних ділянок сітківки до світла неоднакова. Найнижчу абсолютну чутливість має область центральної ямки, де палички майже зовсім відсутні, а є тільки колбочки.

Найвищу абсолютну чутливість мають ділянки сітківки, віддалені від Централ 10-120, Де найвища щільність паличкових рецепторів на одиницю площі. До периферії чутливість знижується.

На сітківці є ще одне своєрідне місце, яке зовсім позбавлене рецепторів і тому до світла невідчутно. Це так зване сліпе пляма або диск зорового нерва. Воно розташоване назовні під кутом 150 і має кутові розміри 10 .

Кольоровий контраст характеризується чутливістю до зміни довжини хвилі (відтінку). Мінімально помітна разностьдлін хвиль (відтінків) залежить від яскравості і кутових розмірів об'єктів. При великих розмірах поруч розташованих об'єктів очей способенразлічать до 107 світлових відтінків. Розрізнення погіршується із зменшенням розмірів, і при розмірах об'єктів менше 10/ хроматична випромінювання перестає помічатися оком. При середніх розмірах об'єктів і яскравості більше 10 кд / м2 загальне число розрізняються відтінків становить кілька сот. Збільшення і зменшення яскравості знижує чутливість до колірних тонів. Наведемо найбільш контрастують співвідношення сигнал-фон (в порядку убування кольорового контрасту): синій на білому, чорний на жовтому (і навпаки), зелений на білому, чорний на білому, зелений на червоному, червоний на жовтому, червоний на білому, помаранчевий на чорному , чорний на пурпуровому, помаранчевий на білому, червоний на зеленому.

Гострота зору (Поріг дозволу, що характеризує роздільну здатність) - мінімальний кут, при якому дві рівновіддалені точки видно як роздільні (залежить від освітленості і контрастності об'єкта, його положення в поле зору, форми). Мінімальний поріг дозволу становить кілька десятих кутовий хвилини.

При оптимальної освітленості (100-700 лк) поріг дозволу дорівнює 1-0,5/, Що відповідає гостроті зору в 1-2 ум. од. При розрізненні білих об'єктів на чорному тлі максимум гостроти зору дещо менше і відповідає освітленості 5-10 лк.

Особливі прояви просторово - розрізняльної здатності: чорні лінії на білому тлі можуть відрізнятися при їх товщині до 0,7 - 1// ; одиночний світлий об'єкт на темному тлі сприймається при зникаюче малих кутових розмірах (наприклад, зірки). Гострота зору залежить від тривалості експозиції об'єкта.

Сприйняття мелькающего світла має специфічні особливості. Серія світлових імпульсів сприймається як безперервний сигнал, якщо інтервали між імпульсами порівнянні з часом інерції зору. порогова частота fпір називається критичною частотою злиття мигтіння (КЧСМ).

КЧСМ змінюється від 14 до 70 Гц в залежності від шпаруватості імпульсів, їх форми, яскравості кутових розмірів об'єкта, місце проекції на сітківку, рівня адаптації, функціонального стану зорового аналізатора.

Суб'єктивне відчуття яскравості переривчастого світла, сприйманого як безперервний, так само тому, яке було б, якби інтенсивність переривчастого світла була рівномірно розподілена на весь період зміни роздратування і темряви, т. Е. Визначається загальною світловий енергією, що потрапляє в око.

При частотах нижче КЧСМ суб'єктивне відчуття яскравості при шпаруватості 0,5 залежить від частоти мигтіння:

f, Гц ..................................... 0 1 2 4 8 16 32 64

В, Кд / м2.............................. 48 48 54 64 96 54 28 23

Поле зору, Для кожного ока окремо при Ахроматична освітленні: зверху 500; внизу 700; в напрямку до іншого оці 600; в протилежному напрямку 900. Загальна поле зору при бинокулярном сприйнятті по горизонталі 1800.

Точне сприйняття зорових сигналів можливо тільки в центральній частині поля зору (фовеальній зона розміром 30 від осі на всі боки).

Впізнання взаємного розташування, форм об'єктів можливо в межах: вгору 250, Вниз 350, В право і вліво по 320 від осі зору.

сприйняття руху характеризується наступними особливостями. Нижній абсолютний поріг сприйняття швидкості становить:

- При наявності в поле зору нерухомого орієнтира 1-2 кут. хв / c;

- Без орієнтиру 15-30 кут. хв / c.

Рівномірний рух з малими швидкостями (до 10 кут. Хв / c) за відсутності в поле нерухомих орієнтирів може сприйматися як переривчасте.

Слухова чутливість. Вплив звукових сигналів на звуковий аналізатор визначається звуковим тиском (па). Інтенсивність (сила) звуку (Вт / м2) Визначається щільністю потоку звукової енергії (щільністю потужності).

Для характеристики величин, що визначають сприйняття звуку, істотними є не стільки абсолютні значення інтенсивності звуку і звукового тиску, скільки їх ставлення до пороговим значенням (I= 10 - 12 Вт / м2 або
Р0= 2*10 - 5 Па). В якості таких относітельнихедініцізмереніяіспользуют децибели (дБ):

L = 10 lgI / I0 = 20 lgР / P0.

де I и Р - Відповідно інтенсивність і рівень звукового тиску;

I0 и Р0 - Їх порогові значення.

I - Прямо пропорційна Р2, Тому коефіцієнт 20.

Інтенсивність звуку зменшується обернено пропорційно квадрату відстані; при подвоєнні відстані знижується на 6 дБ. Абсолютний поріг чутності звуку прийнятий рівним 2*10-5 Па (10-12 Вт / м2) І відповідає рівню 0дб. Мінімальна сприймається амплітуда коливань середовища відповідає 10 - 9 см.

Чутливість слухового аналізатора до сигналів різних частот неоднакова. Частотний діапазон чутних звуків приблизно від 20 Гц до 20 кГц. Максимальна чутливість органу слуху лежить в області 1000-3000 Гц.

З віком людей пороги чутливості, особливо на високих частотах, зростають. Вище порогового рівня інтенсивності є область слухового сприйняття звукових сигналів (рис.3.1.)

При рівні 120 дБ (1 Вт / м2) Звук стає дискомфортним, при 130 дБ
 (10 Вт / м2) Викликає неприємне відчуття. Верхньою межею слухового поля є поріг больового відчуття, мало що залежить від частоти і близький до 140 дБ (100 Вт / м2). Діапазон чутних звуків від 0 дБ до 140 дБ (від 120 ?140 дБ).

Р і с.3.1. Область слухового сприйняття людини:

1-поріг чутності; 2-поріг больового відчуття; 3-область сприйняття мови.

гучність -суб'єктивне враження від впливу звукових коливань на орган слуху, залежне насамперед від інтенсивності звуку (або звукового тиску). Другим фактором, що визначає суб'єктивне відчуття гучності, є частота. Експериментально вдається підібрати звуки різних частот і інтенсивностей, які оцінюються суб'єктивно як рівні по гучності, т. Е. Побудувати криві рівної гучності (рис. 3.2). За одиницю рівня гучності прийнятий фон. Рівень гучності в фонах будь-якого звуку визначається шляхом суб'єктивного порівняння гучності даного звуку з гучністю стандартного тону (f= 1000 Гц), для якого рівень інтенсивності в децибелах умовно прийнятий за рівень гучності у фонах.

Різниця між рівнем гучності (фон) і рівнем інтенсивності звуку (дБ) тим більше, чим нижче його частота (починаючи з 500 Гц) і слабкіше звук. У міру підвищення інтенсивності звуку криві рівної гучності вирівнюються, наближаючись до горизонтальних. Тому при рівнях гучності 80 фон і вище гучність звуку визначається головним чином його інтенсивністю і мало залежить від частотної характеристики.

Шкала рівнів гучності в фонах є шкалою порівняння з еталонами. По ній можна визначати умови, при яких звуки різних частот будуть чутні як равногромкіе, однак не можна кількісно порівнювати різні гучності. Для цієї мети використовують натуральну (суб'єктивну) шкалу гучності в сонах. 1 сон - це гучність звуку, що дорівнює гучності тону 1000 Гц при рівні інтенсивності 40 дБ над порогом (приблизно відповідає гучності шепоту на відстані 0,3 м.). Ставлення громкостей двох звуків в сонах показує, у скільки разів один з них суб'єктивно сприймається голосніше іншого.

Р і с.3.2. Криві рівних гучності

Залежність гучності в сонах від рівня гучності в фонах має нелінійний характер (рис.3.3). Ділянка кривої для рівнів гучності вище 40 фон близький до лінійного. У цьому випадку збільшення рівня на 10 фон незалежно від вихідного рівня дає відчуття подвоєння гучності. Крива наближено апроксимується формулою Стівенса:

lgS = 0,03P - 1,2.

де S - гучність, сон;

P - рівень гучності, фон.

Для наближеної орієнтування в оцінці гучності звуковможноіспользовать

Р і с3.3. Натуральна шкалатабліцу 3.1.

гучності

Таблиця 3.1

Допустимий вплив небезпечних і шкідливих чинників на людину «-- попередня | наступна --» Гучність звуку деяких джерел
загрузка...
© om.net.ua