Физиологические характеристики человека бжд кратко

Обновлено: 02.07.2024

3.1.1. Антропометрические характеристики человека. Антропометрические характеристики определяются размерами тела человека и его отдельных частей. Они используются для проектирования наиболее рациональных и безопасных условий труда.

Успешное функционирование данной системы зависит от состояния следующих видов совместимости: информационная, биофизическая, энергетическая, антропометрическая, технико-эстетическая.

Биофизическая совместимость – это создание такой окружающей среды, которая обеспечивает нормальную работоспособность и нормальное физиологическое состояние человека.

Энергетическая совместимость предусматривает согласование органов управления машиной с возможностями оператора в отношении прилагаемых усилий, мощности, скорости движений.

Антропометрическая совместимость предполагает учет размеров тела человека, позы оператора в процессе работы. Определяется объем рабочего места, зоны досягаемости и т.д.

Технико-эстетическая совместимость заключается в удовлетворенности человека от общения с машиной, от процесса труда на ней. Техническая эстетика (дизайн) очень важна при общении с машиной.

3.1.2. Физиологическая характеристика человека. Физиологическая характеристика человека относится к естественной системе защиты. За миллионы лет, в ходе эволюционного и социального развития у человека выработалась естественная система защиты от опасностей. Она совершенна, но имеет определенные пределы.

Общие характеристики анализаторов . Безопасная деятельность человека основывается на постоянном приеме и анализе информации о характеристиках внешней среды. Этот процесс осуществляется с помощью анализаторов (чувствующих приборов). Перечислим основные анализаторы человека:

двигательный, воспринимающий раздражения от мышц, сухожилий и связок;

вестибулярный, анализирующий положение и движение головы;

кожный, принимающий сигналы от кожной поверхности;

интероцептивный, принимающий раздражения, поступающие изнутри органов.

Каждый анализатор воспринимает определенный сигнал, реагирует на холод, тепло, боль и т.д.

Информация, поступающая через анализаторы, называется сенсорной (от лат. sensus – чувство, ощущение), а процесс ее приема и первичной обработки – сенсорным восприятием .

Общая функциональная схема анализатора следующая: внешние сигналы – рецептор – нервные связи – головной мозг.

Рецептор превращает энергию раздражителя в нервный процесс – нервные импульсы, которые со скоростью более 120 м/сек поступают по нервам в центральную нервную систему (ЦНС). Она включает головной и спинной мозг, представляющие миллиардное скопление нервных клеток. В ЦНС происходит их распознавание и выработка приказов для исполнения. Нервная система подготавливает и дает ответ на раздражение.

Павлов И.П. доказал, что рефлекторная деятельность головного мозга – основа всех проявлений психической жизнедеятельности человека. Именно благодаря этому человек защищен от опасности.

Характеристика зрительного анализатора. В процессе деятельности человек до 90% всей информации получает через зрительный анализатор. Прием и анализ информации происходит в световом диапазоне (380–760 нм) электромагнитных волн. Воспринимаемый анализаторами глаза свет преобразуется в импульс. Он по зрительному нерву передается в мозг. В мозгу возникает зрительный образ.

Глаз, благодаря 7 млн. колбочкам сетчатки, различает семь основных цветов и более сотни их оттенков. Цвет – это отраженный от предмета свет. Свет – свойство световых лучей. Человек воспринимает свет как комбинацию трех цветов: красного, зеленого, синего. Зная эти особенности, в средствах отображения информации применяют не более трех цветов. Наилучшее зрительное восприятие производят лучи зелено-желтого цвета с длиной волны 555 нм. У некоторых людей наблюдается цветовая слепота – дальтонизм. Впервые это явление описал английский ученый Джон Дальтон в XVIII веке. Существует три разновидности частичной цветовой слепоты: протанопия, дейтеронопия, тританопия. Каждая из них характеризуется невозможностью восприятия одного из трех основных цветов. При протанопии люди не воспринимают красный цвет, при дейтеранопии человек зеленые цвета не отличает от темно-красных и голубых. Страдающие тританопией не воспринимают лучи синего и фиолетового цвета. Дальтонизм является результатом отсутствия одного из трех видов колбочек.

В каждой сетчатке человека слой зрительных рецепторов – палочек и колбочек. Световая чувствительность колбочек во много раз меньше, чем палочек, которые работают при малом освещении. Поэтому в сумерках из-за резкого снижения колбочкового зрения и преобладания периферического зрения мы не различаем цвета.

По некоторым источникам собаки и копытные не распознают цвета. Из млекопитающих воспринимают цвет только человек и обезьяна.

Наш глаз, похожий на фотоаппарат с самонастраивающим объективом, может сохранять ощущение светового сигнала в течение 0.1–0.3 сек. Благодаря такой инерции зрения сигнал при определенной частоте мелькания воспринимается как постоянно светящийся источник. Такую частоту называют критической частотой слияния мельканий . Ее величина равна 3–10 Гц. Инерция зрения позволяет воспринимать движущие в сложном изображении. Это явление использовано в кинематографе. Иногда на экране можно наблюдать странную картину: колеса движущейся машины вращаются в противоположную сторону. Это одна из многих зрительных иллюзий. Ее называют стробоскопический эффект (восприятие в условиях прерывистого наблюдения быстродвижущего предмета неподвижным). Стробоскопический эффект опасен. Особенно эта опасность возросла с появлением газоразрядных ламп. Дело в том, что они безинерционны. При частоте вспышек света больше числа оборотов вращающихся предметов создается иллюзия вращения в обратную сторону или неподвижности вращающего предмета.

Глаз обладает способностью приспосабливаться к различной освещенности ( адаптация ), рассматривать предметы на различных расстояниях ( аккомодация ).

При оценке восприятия предметов основным понятием является острота зрения. Она характеризуется минимальным углом, под которым две точки видны как раздельные. Острота зрения зависит от освещенности, контрастности, формы объекта и других факторов.

При восприятии объектов в трехмерном пространстве различают бинокулярное поле зрение. Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120–180°, по вертикали вверх – 55–60° и вниз - 65–72°. Перечисленные особенности зрения используются при разработки требований к СОИ (средств отображения информации).

Характеристика слухового анализатора . С помощью звуковых сигналов человек получает до 10 % информации. Характерными особенностями слухового анализатора являются:

способность быть готовым к приему информации в любой момент времени;

способность воспринимать звуки в широком диапазоне частот и выделять необходимые;

способность устанавливать со значительной точностью место расположения источника звука.

Ухо состоит из трех частей: наружное, среднее и внутреннее. Они выполняют две функции: восприятие звука и сохранение равновесия тела, т.к. вестибулярный аппарат находится во внутреннем ухе. В ухе насчитывается 23 тысячи клеток-анализаторов, в которых звуковые сигналы превращаются в нервные импульсы, некоторые идут в мозг. У человека эти анализаторы парные. Человеческое ухо способно воспринимать звук с частотой от 16 до 20 тысяч Гц. Уши боятся чрезмерного звука.

3.1.3. Психофизическая деятельность человека . Любая деятельность содержит ряд психических процессов и функций, которые обеспечивают достижение требуемого результата.

Приняв вышеперечисленными анализаторами информацию, человек ее анализирует и преобразует. При этом решающая роль принадлежит памяти и мышлению. Мозг человека способен запоминать. Он дарит нам память – способность сохранять полученную информацию. Память – процесс запоминания, сохранения, последующего узнавания и воспроизведения того, что было в прошлом опыте.

Различают кратковременную и долговременную память. Кратковременная (секундная или оперативная) память – кратковременный (на несколько минут или секунд) процесс достаточно точного воспроизведения только что воспринятой информации через анализаторы. Например, сохранение первых слов речевой информации. Кратковременная память может удерживать лишь небольшое количество информации.

Запоминание может быть осмысленное и механическое. Первое в двадцать раз эффективнее второго. Объясняется это тем, что механическое запоминание основано на многократном повторении материала, осмысленное – на его понимании. Осмысленное запоминание является наиболее продуктивным. Лучшее запоминание достигается при сочетании образа и слова.

Долговременная память – вид памяти, для которой характерно длительное сохранение материала после многократного его повторения и воспроизведения. Она хранит информацию как бы впрок. Долговременная память обеспечивает хранение информации в течение длительного времени (часы, дни, месяцы, годы). Информация, поступившая в долговременную память, с течением времени забывается. Усвоенная информация наиболее значительно уменьшается за первые 9 ч: со 100% она падает до 35%. Задача долговременной памяти – организация поведения в будущем, требующая прогнозирования вероятности событий. На основании принятой и переработанной информации человек принимает решение. Оно требует осуществления волевого акта. Процедура принятия решения зависит от состояния психики человека, его подготовленности, жизненного опыта, наличия стрессовых ситуаций и т.д. Принятое решение только тогда имеет смысл, когда оно правильно своевременно реализовано.

3.2. Виды трудовой деятельности человека

Деятельность человека по характеру выполняемой работы можно разделить на три группы: физический, умственный труд и механизированные формы физического труда.

Динамическая работа связана с перемещением орудий труда при непостоянстве рабочей позы человека. Статическая работа связана с фиксацией орудий труда в неподвижном состоянии и статической (постоянной) рабочей позой. Статический вид труда более утомителен для работающего, так как напряжение мышц длится непрерывно без пауз и отдыха, кровообращение затруднено. В зависимости от величины мышечной массы, необходимой для ее выполнения выделяют три вида физической работы: локальную, региональную и глобальную.

Локальная работа – при ее выполнении участвуют преимущественно мышцы обеих рук, т.е. используется не более 1/3 мышечной массы тела человека.

Региональная работа – мышечная деятельность, выполняемая обеими руками с участием большинства мышц туловища, а также ходьбу без перемещения больших грузов. Используется от 1/3 до 2/3 мышечной массы тела человека.

Глобальная работа – при ее выполнении участвуют все конечности тела человека и мышцы туловища. Используется более 2/3 мышечной массы тела человека.

В зависимости от вида выполняемой работы напрягаются те или иные органы тела человека. Они устают. Это может приводить к ошибочным действиям, результатом которых могут быть аварии, травмы и человеческие жертвы.

При физическом труде происходит утомление мышц и снижение мышечной деятельности человека.

3.2.2 . Умственный труд (интеллектуальная деятельность) . Этот труд включает в себя все виды деятельности, требующие напряженной работы головного мозга, центральной нервной системы и зрительного напряжения. Он включает в себя способность мышления и понимания событий, протекающих в процессе труда.

В современных условиях человек должен иметь способность перерабатывать разнообразную информацию за короткий промежуток времени, правильно ее оценивать и принимать правильное решение.

Формы умственного труда подразделяются на пять видов. Операторский труд – отличается большой ответственностью и высоким нервно – эмоциональным напряжением. Управленческий труд – характеризуется большим объемом информации, повышенной личной ответственностью за принятие решений, периодическим возникновением конфликтных ситуаций. Творческий труд – требует большого объема памяти, внимания, нервно-эмоционального напряжения. Труд преподавателя – постоянный контакт с людьми, повышенная ответственность, высокая степень нервно-эмоционального напряжения. Труд учащегося – напряжение основных психических функций: памяти, внимания, восприятия. Умственный труд связан с психоэмоциональным напряжением. Формированию психоэмоционального напряжения способствуют конфликты личностного характера, эмоционально насыщенная речь, неуверенность в себе, хроническая тревожность, а также производственные конфликты, хроническое нарушение режима труда и отдыха, сменный характер работы, ночные смены и т.д. Это приводит к перенапряжению деятельности головного мозга, зрения, слуха, а также различным стрессовым ситуациям. При интенсивной интеллектуальной деятельности потребность мозга в энергии повышается, составляя 15–20% от общего объема в организме. Нервно-эмоциональное напряжение сопровождается повышением давления, потреблением кислорода и другими изменениями. По окончании умственной работы утомление остается дольше, чем при физической работе.

1 – работа легкая, ненапряженная . Это оптимальный показатель трудового процесса.

2 – работа средней тяжести, мало напряженная . Это допустимый показатель трудового процесса.

3 – работа тяжелая, напряженная (1 степень). Это вредный показатель трудового процесса.

4 – работа очень тяжелая, очень напряженная (2 степень). Это опасный показатель трудового процесса.

Оценка степени физической тяжести и степени нервно-эмо-циональной напряженности некоторых видов труда показана в табл. 2. Например, у рабочих буровых бригад тяжесть труда равна 1900 кДж, при этом частота пульса сердца превышает 100 ударов в мин.

Тяжесть и напряженность труда влияют на состояние здоровья и заболеваемость рабочих. Если на рабочем месте фактические значения уровней вредных факторов находятся в пределах оптимальных или допустимых величин, условия труда на этом рабочем месте отвечают гигиеническим требованиям и относятся соответственно к 1 или 2 классам. Если уровень хотя бы одного фактора превышает допустимую величину, то условия труда в соответствии с Гигиеническими критериями могут быть отнесены к 3 классу вредных или 4 классу опасных.

3.2.4. Основы профилактики труда. Эффективность трудовой деятельности человека зависит от следующих компонентов: предмета и орудия труда, организации рабочего места, гигиенических факторов среды, работоспособности организма человека.

За миллионы лет в ходе эволюционного и социального развития у человека выработалась естественная система защиты от опасностей.

БЖД по существу направлена на защиту человека от опасностей. В то же время человек сам является носителем потенциальных опасностей. Так в процессе жизнедеятельности он выделяет ядовитые вещества, излучает тепло, может быть причиной различного рода нежелательных событий вследствие ошибочных действий.

Для безопасного состояния системы "человек–среда" необходимо согласование характеристик человека и элементов, составляющих среду обитания. В тех случаях, когда такого согласования нет, возможны следующие последствия:

1. развитие общих и профессиональных заболеваний,

2. снижение работоспособности человека,

3. аварии, пожары, взрывы,

4. производственный травматизм и др..

Человек осуществляет связь с окружающей средой с помощью своих анализаторов. В зависимости от специфики принимаемых сигналов различают следующие анализаторы:

- зрительный (рецептор глаз),

- слуховой (рецептор ухо),

- тактильный – воспринимает ощущения, возникающие при действии на кожу различных механических стимулов (давление, прикосновение, рецепторы кожи),

- болевой (рецепторы кожи),

- температурный (отдельно на тепло и холод, рецепторы кожи),

- обонятельный (рецептор в носовой полости),

- вкусовой (рецепторы на поверхности языка, неба).

- анализатор давления (рецепторы в мышцах и сухожилиях),

- кинестетический (рецепторы в мышцах и сухожилиях),

- вестибулярный (рецептор в полости уха),

- специальные, расположенные во внутренних органах и полостях тела.

Анализаторы являются подсистемами центральной нервной системы, обеспечивающие прием и первичный анализ информационных сигналов. Анализатор состоит из рецепторов, связанных с помощью нервных связей с соответствующими зонами мозга. Общая функциональная схема анализатора представлена на рис.1.1.1.

Рис.1.1.1. Функциональная схема анализатора

Рецепторы, выполняющие функции датчиков, воспринимают поступающие к ним сигналы из окружающей среды, осуществляют их частичную переработку и преобразуют их в биоэлектрические сигналы, которые затем передаются по нервным путям в центральную нервную систему (ЦНС). В процессе анализа информации в ЦНС вырабатываются биоэлектрические команды, передающиеся обратно по нервным путям к рецепторам и обеспечивающие их оптимальную настройку в зависимости от характеристик воспринимаемых сигналов и других факторов. Наряду с центральным управлением существует автономные периферические системы подстройки рецепторов. Важной особенностью анализаторов является парность (дублирование) одноименных органов чувств (два глаза, два уха и т.д.), за счет чего обеспечивается высокая надежность их работы.

Рассмотрим основные параметры анализаторов:

Абсолютная чувствительность к интенсивности сигнала (абсолютный порог ощущения по интенсивности) характеризуется минимальным значением воздействующего раздражителя, при котором возникают ощущения. В зависимости от раздражителя абсолютный порог измеряется в единицах энергии, давления, температуры и т.д..

Предельно допустимая интенсивность сигнала (обычно близка к болевому порогу, нарушается адекватная деятельность анализатора). Измеряется в тех же единицах.

Диапазон чувствительности интенсивности включает все переходные значения раздражителя от абсолютного порога чувствительности до болевого порога. Абсолютные пороги чувствительности измеряются в абсолютных единицах раздражителя.

Дифференциальная чувствительность к изменению интенсивности сигнала – это минимальное изменение интенсивности D J сигнала, ощущаемое человеком. Этот параметр используется в том случае, когда помехой является внешние раздражители. Этот параметр еще называют порогом различия. Психофизическими опытами установлено, что величина ощущений E, меняется медленнее, чем сила раздражителя J и подчиняется основному психофизическому закону Вебера-Фехнера

где E – интенсивность ощущений,

J – интенсивность сигнала,

K,C – постоянные, зависящие от выбора системы единиц.

В дифференциальной форме закон Вебера-Фехнера имеет вид:

5. Минимальная длительность сигнала, необходимая для возникновения ощущения. Время от начала действия раздражителя до появления ощущения называется латентным (скрытым) периодом.

Специфической особенностью рецепторов человека является большой диапазон значений интенсивности сигнала, в пределах которого возможно эффективное функционирование анализаторов вместе с весьма высокой дифференциальной чувствительностью к интенсивности. Такое сочетание оказывается возможным благодаря системе адаптации анализаторов, т.е. чувствительность анализаторов к сигналам автоматически понижается или повышается в зависимости от средней интенсивности сигнала, воздействующего в течение некоторого времени.

Чувствительность анализаторов как к интенсивности, так и к другим параметрам сигналов зависит от множества факторов: методики измерений, взаимодействия анализаторов, индивидуальных особенностей и состояния человека и т.д..

Теоретические основы БЖД

1.1. Характеристика человека как элемента системы "человек – среда обитания"

1. развитие общих и профессиональных заболеваний,

2. снижение работоспособности человека,

3. аварии, пожары, взрывы,

4. производственный травматизм и др..

- зрительный (рецептор глаз),

- слуховой (рецептор ухо),

- болевой (рецепторы кожи),

- температурный (отдельно на тепло и холод, рецепторы кожи),

- обонятельный (рецептор в носовой полости),

- вкусовой (рецепторы на поверхности языка, неба).

- анализатор давления (рецепторы в мышцах и сухожилиях),

- кинестетический (рецепторы в мышцах и сухожилиях),

- вестибулярный (рецептор в полости уха),

- специальные, расположенные во внутренних органах и полостях тела.

Рис.1.1.1. Функциональная схема анализатора

Рассмотрим основные параметры анализаторов:

где E – интенсивность ощущений,

J – интенсивность сигнала,

K,C – постоянные, зависящие от выбора системы единиц.

В дифференциальной форме закон Вебера-Фехнера имеет вид:

Общие характеристики анализаторов. Целесообразная и безопасная деятельность человека основывается на постоянном приеме и анализе информации о характеристиках внешней среды и внутренних системах организма. Этот процесс осуществляется с помощью анализаторов — подсистем центральной нервной системы (ЦНС), обеспечивающих прием и первичный анализ информационных сигналов. Информация, поступающая через анализаторы, называется сенсорной (от лат. sensus — чувство, ощущение), а процесс ее приема и первичной переработки — сенсорным восприятием.

Рис. 2.11. Функциональная схема анализатора

Общая функциональная схема анализатора представлена на рис. 2.11.

Центральной частью анализатора является некоторая зона в коре головного мозга. Периферическая часть — рецепторы — находится на поверхности тела для приема внешней информации либо размещена во внутренних системах и органах для восприятия информации об их состоянии (внешние рецепторы в обычной речи называют органами чувств). Проводящие нервные пути соединяют рецепторы с соответствующими зонами мозга.

В зависимости от специфики принимаемых сигналов различают следующие анализаторы:

Внешние — зрительный (рецептор — глаз); слуховой (рецептор — ухо); тактильный, болевой, температурный (рецепторы кожи); обонятельный (рецептор в носовой полости); вкусовой (рецепторы на поверхности языка и неба).

Внутренние — анализатор давления; кинестетический (рецепторы в мышцах и сухожилиях); вестибулярный (рецептор в полости уха); специальные, расположенные во внутренних органах и полостях тела.

Рассмотрим основные параметры анализаторов.

1. Абсолютная чувствительность к интенсивности сигнала (абсолютный порог ощущения по интенсивности) — характеризуется минимальным значением воздействующего раздражителя, при котором возникает ощущение. В зависимости от вида раздражителя абсолютный порог измеряется в единицах энергии, давления, температуры, количества или концентрации вещества и т.п. Минимальную адекватно ощущаемую интенсивность сигнала принято называть нижним порогом чувствительности.

Психофизическими опытами установлено, что величина ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя. Интенсивность ощущений Е выражается логарифмической зависимостью (закон Вебера-Фехнера)

где J — интенсивность раздражителя; K и С — константы, определяемые данной сенсорной системой.

2. Предельно допустимая интенсивность сигнала (обычно близка к болевому порогу). Максимальную адекватно ощущаемую величину сигнала принято называть верхним порогом чувствительности.

3. Диапазон чувствительности к интенсивности — включает все переходные значения раздражителя от абсолютного порога чувствительности до болевого порога.

4. Дифференциальная (различительная) чувствительность к изменению интенсивности сигнала — это минимальное изменение интенсивности сигнала, ощущаемое человеком. Различают абсолютные дифференциальные пороги, характеризуемые значением , и относительные, выражаемые в процентах: , где J — исходная интенсивность.

5. Дифференциальная (различительная) чувствительность к изменению частоты сигнала — это минимальное изменение частоты F сигнала, ощущаемое человеком. Измеряется аналогично дифференциальному порогу по интенсивности, либо в абсолютных единицах , либо в относительных — .

6. Границы (диапазон) спектральной чувствительности (абсолютные пороги ощущений по частоте, длине волны) определяются для анализаторов, чувствительных к изменению частотных характеристик сигнала (зрительного, слухового, вибрационного), отдельно нижний и верхний пороги.

7. Пространственные характеристики чувствительности специфичны для каждого анализатора.

8. Для каждого анализатора характерна минимальная длительность сигнала, необходимая для возникновения ощущений. Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ответного действия на сигнал (сенсомоторная реакция), называют латентным периодом.

Анализаторы. Для поддержания системы "человек - производство" в безопасном состоянии необходим постоянный прием и анализ информации о характеристиках внешней среды и внутренних систем организма, согласованность действий человека с элементами среды. Человек осуществляет непосредственную связь с окружающей средой при помощи анализаторов - подсистем центральной нервной системы (ЦНС), обеспечивающих прием и анализ информационных сигналов. Информация, поступающая через анализаторы, называется сенсорной (от лат. sensus – чувство, ощущение), а процесс ее приема и первичной переработки - сенсорным восприятием.

Функциональная схема анализатора представлена на рис. 2.10.

Рис. 2.10. Функциональная схема анализатора

Сигналы воспринимаются рецепторами, находящимися в органах чувств, либо во внутренних системах и органах. Проводящие нервные пути соединяют рецепторы с соответствующими зонами головного мозга.

В зависимости от принимаемых сигналов анализаторы делятся на внешние и внутренние.

Внешние: зрительный (рецептор – глаз); слуховой (рецептор – ухо); тактильный, болевой, температурный (рецепторы кожи); обонятельный (рецептор в носовой полости); вкусовой (рецепторы на поверхности языка и неба).

Внутренние: анализатор давления; кинестатический (рецепторы в мышцах и сухожилиях; вестибулярный; специальные, расположенные во внутренних органах и полости тела.

Основной характеристикой анализатора является чувствительность- это способность живого организма воспринимать действие раздражителей, находящихся во внешней или внутренней среде. Она определяется величиной порога ощущения - чем ниже порог, тем выше чувствительность. Различают абсолютную и дифференциальную чувствительность и, соответственно, абсолютный и дифференциальный порог ощущения.

Абсолютный порог чувствительности - это минимальная сила раздражения, способная вызвать появление реакции.

Дифференциальный порог чувствительности - это минимальная величина, на которую нужно изменить раздражение, чтобы вызвать изменения ощущения. Психофизиологическими опытами установлено, что величина ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя. Интенсивность ощущений выражается психофизиологическим законом Вебера-Фехнера, приближенно выражающимся формулой:

E = k lg J + C, (2.1)

где Е - интенсивность ощущений;

J - интенсивность раздражителя;

k и С - константы.

Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений, называют латентным периодом.

Величина латентного периода (сек) для различных анализаторов следующая:

тактильный (прикосновение)………………………….0,09 –0,22

зрительный (свет)……………………………………… 0,15 – 0,22

обонятельный (запах)…………………………………..0,31 - 0,39

температурный (тепло, холод)……………………….…0,28 - 1,60

вестибулярный аппарат (при вращении) ……………..0,40

Каждому типу анализаторов, в зависимости от времени действия, присуща адаптация (привыкание) и сенсибилизация (повышение чувствительности).

Функционирование разных анализаторов существенно изменяется под влиянием неблагоприятных условий (температура, вибрации, перегрузки, невесомость, утомление и др.).

Чтобы обеспечить надежность деятельности человека при приеме и анализе сигналов в любых условиях, рекомендуется использовать не абсолютные и дифференциальные пороги чувствительности анализаторов, а оперативные, характеризующие оптимальную различимость сигналов (обычно в 10 – 15 раз выше абсолютных и дифференциальных).

Зрительный анализатор. 90% информации о внешнем мире человек получает через зрительный анализатор. Прием и анализ информации происходит в световом диапазоне электромагнитных волн – 380 – 760 нм. Цветовое ощущение вызывается действием световых волн различной длины. Система зрения человека состоит из двух глаз, зрительного - нервного пути (нейроны) и центра в зрительной зоне затылочной области коры больших полушарий мозга.

Глаз различает семь основных цветов и более сотни оттенков.

Поле зрения состоит из центральной области бинокулярного зрения, обеспечивающего стереоскопичность изображения. Его границы у отдельных индивидуумов зависят от анатомических факторов (расстояния между зрачками). Оно охватывает угол 120 – 180 о по горизонтали, по вертикали вверх 55 – 60 о и вниз 65 – 72 о . Опознание взаимного расположения и форм объектов возможно на границах: вверх – 25, вниз – 35, вправо и влево – по 32 о от оси зрения. В поле бинокулярного зрения предметы обнаруживаются, но не распознаются. Точное распознание предмета и восприятие сигнала возможно только в поле зрения размером 3 о от оси во все стороны.

Чувствительность к яркостному контрасту является основным показателем зрения. Его порог (наименьшая воспринимаемая яркость) зависит от среднего уровня яркости в поле зрения и ее равномерности. Оптимальный порог существует при естественном освещении.

Острота зрения или минимальная способность раздельного восприятия - это способность различать и воспринимать раздельно мелкие детали. Она характеризуется минимальным углом, под которым две точки видны как раздельные. Острота зрения зависит от освещенности, контрастности, формы объекта и других факторов. При оптимальной освещенности (100 - 700 люкс) порог разрешения составляет от 1 о до 5 мин. Зависит от тех же условий, что и контрастное восприятие, и от угла зрения.

Цветовосприятие или хроматическое зрительное восприятие является способностью различать цвета предметов. Цветовое зрение - это одновременно физическое, физиологическое и психологическое явление, которые заключаются в способности глаза реагировать на воздействие излучений различной длины волны в специфическом восприятии этих излучений. Различаются ахроматические цвета (белый, состоящий из всех видимых длин волн, а также серый и черный) и хроматические цвета (включает семь простых цветов спектра).

Различные заболевания зрения или центральной нервной системы могут приводить к цветовой слепоте. Цветовое зрение обладает способностью меняться под воздействием применяемых химических веществ. Так, например, употребление табака приводит к дефектам цветоощущения в красно-зеленой зоне, адреналин усиливает чувствительность к зеленому цвету, ослабляет чувствительность к красному и оранжевому, антибиотики приводят к дефектам цветоощущения в синей, а затем зеленой зоне; кофеин, кофе, кока-кола ослабляют чувствительность к синему, усиливают красный цвет; наркологические анальгетики: опиум, морфин - приводят к дефекту в красно-зеленой зоне, усилению видения синего цвета.

Слуховой анализатор. С помощью звукового сигнала человек получает 10 % информации.

Слуховой анализатор способен:

быть готовым к восприятию информации в любой момент времени;

воспринимать звуки в широком диапазоне частот и выделять необходимые;

устанавливать со значительной точностью место расположения звукового источника.

Наиболее часто звуковые сигналы применяются для сосредоточения внимания человека (предупреждение об опасности).

С физической точки зрения звук представляет собой механические колебания упругих тел и акустические колебания при движении частиц твердой, газообразной или жидкой среды относительно занимаемого ими положения равновесия, способные восприниматься органами слуха. Частоты слышимого звука, находящиеся в диапазоне от 16 до 20000 Гц, т.е. выше верхнего предела восприятия для человека с нормальным слухом, называются ультразвуком, а звук в диапазоне ниже 16 Гц - инфразвуком.

Основными параметрами звуковых сигналов (колебаний) являются:

– интенсивность (амплитуда) - громкость;

– частота и форма, выражаются как высота и тембр.

Интенсивность (сила) звука (Вт/м 2 ) определяется плотностью звуковой энергии и возникающим при этом давлением, Па.

Для характеристики величин, определяющих восприятие звука, как правило, используется не интенсивность звука (J) и звуковое давление Р, а их отношения к пороговым значениям (J_о = 10 -12 Вт / м 2 или Р_о = 2·10 -5 Па). В качестве таких относительных единиц используют децибелы (дБ).

L= 10 lg (J / J_o) = 20 Lg (P / P_o), (2.2)

где J и Р – соответственно интенсивность и уровень звукового давления.

Интенсивность звука уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния; при удвоении расстояния (J) снижается на 6 дБ. Пользоваться шкалой децибел удобно, так как весь звуковой диапазон укладывается в шкалу 140 дБ.

Шум может мешать восприятию речи (эффект "маскировки"), вызывать раздражение, ослаблять внимание, способствовать увеличению выделения гормонов, следствием чего является снижение производительности, утомление и другие нарушения здоровья, не относящиеся непосредственно к воздействию на органы слуха (например, физиологическое воздействие шума вызывает нарушение сна и стрессовые реакции). Поэтому по рекомендации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), для сохранения процесса восстановления слуха, уровень звука не должен превышать 35 дБ(А).

Для характеристик шума используют понятия: нижний предел чувствительности - порог слышимости на различных частотах - наименьший уровень звука, ощущаемый слуховым анализатором; верхний предел слышимости - порог болевого ощущения, при котором барабанные перепонки ощущают болевой эффект, составляющий 130 - 140 дБ.

Кожный анализатор. На коже расположены рецепторы для восприятия прикосновения, боли, тепла, холода, вибрации. Количество различных рецепторов на каждом участке кожи различно. Так, плотность размещения рецепторов на тыльной стороне кисти составляет: болевых – 188, осязательных – 144, холодовых – 7 и тепловых – 0,5 на см 2 поверхности; на грудной клетке соответственно – 196; 29,9 и 0,3.

Тактильный анализатор воспринимает ощущения, возникающие при действии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление). Абсолютный порог тактильной чувствительности определяется по тому минимальному давлению предмета на кожную поверхность, которое производит едва заметное ощущение прикосновения.

Примерные пороги ощущения: для кончиков пальцев руки - 3, на тыльной стороне пальца - 5, на тыльной стороне кисти - 12, на животе - 26 и на пятке - 250. Порог различения в среднем равен примерно 0,07 исходной величины давления. Наиболее высоко развита чувствительность на дистальных частях тела. Примерные пороги ощущений: для кончиков пальцев руки – 3 г/мм 2 ; на тыльной стороне пальца – 5 г/мм 2 ; на тыльной стороне кисти – 12 г/мм 2 ; на пятке – 250 г/мм 2 .

Тактильный анализатор обладает высокой способностью к пространственной локализации. Временной порог тактильной чувствительности - менее 0,1 с. Характерной особенностью тактильного анализатора является быстрое развитие адаптации, т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от силы раздражителя и для различных участков тела изменяется в пределах (2 ÷ 20) с. При ритмических прикосновениях к коже каждое из них воспринимается как раздельное, пока не достигает критической частоты в (5 ÷20) Гц.

Вибрационная чувствительность обусловлена теми же рецепторами, что и тактильная. Вибрация высокой интенсивности при продолжительном воздействии приводит к серьезным изменениям деятельности всех систем организма и при определенных условиях может вызывать тяжелые заболевания. При небольшой интенсивности и длительности воздействия вибрация может быть полезна: уменьшает утомляемость, повышает обмен веществ, увеличивает мышечную силу. Диапазон ощущений вибрации высок: от 1 до 12000 Гц. Наиболее высока чувствительность к частоте

(200-250) Гц. При ее увеличении и уменьшении вибрационная чувствительность снижается. Пороги вибрационной чувствительности различны для различных участков тела. Наибольшей чувствительностью обладают участки тела, которые более удалены от жизненно важных органов (например, кисти рук).

Болевая чувствительность. Этот вид чувствительности обусловлен воздействием на поверхность кожи механических, тепловых, электрических и других раздражителей. В эпителиальном слое кожи имеются свободные нервные окончания, которые являются специализированными болевыми рецепторами. Между тактильными и болевыми рецепторами существуют противоречивые отношения. Проявляются они в том, что наименьшая плотность болевых рецепторов приходится на те участки кожи, которые наиболее богаты тактильными рецепторами, и наоборот. Противоречие обусловлено различием функций рецепторов в жизни организма. Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в том числе, рефлекс удаления от раздражителя. Тактильная чувствительность интимно связана с ориентировочными рефлексами, в частности, это вызывает рефлекс сближения с раздражителем.

Биологический смысл боли в том, что она, являясь сигналом опасности, мобилизует организм на борьбу за самосохранение. Под влиянием болевого сигнала перестраивается работа всех систем организма и повышается его реактивность.

Порог болевой чувствительности кожи живота составляет 20, а кончиков пальцев - 300 г/мм 2 . Латентный период составляет около 370 мс, а критическая частота слияния дискретных болевых раздражителей ~3 Гц. В области боли основной психофизический закон не действует. Здесь наблюдается почти прямая зависимость между ощущением и раздражением в диапазоне до порога чувствительности.

Температурная чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, обеспечиваемой внутренней терморегуляцией. Температура кожи несколько ниже температуры тела и различна для отдельных участков (на лбу, например, 34-35; на лице 20-25; на животе – 34; на стопах ног – 25-27) о С. Средняя температура свободных от одежды участков кожи равна (30-32) о С.

В коже человека обнаружено два рода рецепторов. Одни реагируют только на холод, другие - только на тепло. Пространственные пороги зависят от стимулирующих факторов: при контактном воздействии, например, ощущение возникает уже на площади в 1 мм 2 , при лучевом - начиная с 700 мм 2 . Латентный период температурного ощущения равен примерно 250 мс. Абсолютный порог температурной области чувствительности определяется по минимальному ощущаемому изменению температуры участков кожи относительно физиологического нуля, т.е. собственной температуры данной области кожи. Для тепловых рецепторов он равен примерно 0,2 о С, для холодных - 0,4 о С. Порог различительной чувствительности - около 1 о С.

Кинестатический анализатор обеспечивает ощущение положений и движений тела и его частей. Имеется три вида рецепторов, воспринимающих:

1. Растяжение мышц и их расслабление – "мускульные веретена".

2. Сокращения мышц - сухожилия.

3. Положение суставов.

Возможности двигательного аппарата должны учитываться при конструировании защитных устройств и органов управления. Сила сокращения мышц колеблется от 450 до 650 Н, а при соответствующей тренировке может достигать 900 Н. Сила сжатия, в среднем равная 500 Н, а правой и левой руки 450 Н и может быть увеличена в 2 и более раз. Ниже приведены значения оптимальных усилий на органы управления.

Диапазон скоростей, развиваемых движущимися руками человека, находится в пределах (0,01 – 8000) см/с. Наиболее часто используют скорости порядка (5 – 800) см/с. Скорость зависит от направления движения: вертикальное движение рукой осуществляется быстрее, чем горизонтальное; движение к себе совершается быстрее, чем от себя. Скорость движения больше сверху вниз, чем снизу вверх; вперед-назад, чем вправо-влево; слева направо для правой руки и справа налево для левой. Вращательные движения в 1,5 раз быстрее поступательных.

Читайте также: