Зрительный анализатор
Строение зрительного анализатора человека приведено на рис.3.4.
1 - радужная оболочка; 2 - зрачок; 3 - роговица;
4 - хрусталик; 5 - сетчатка; 6 - зрительный нерв.
Свет, проходя через радужную оболочку 1, преломляется роговицей 3 и хрусталиком 4.
На сетчатке 5 формируется изображение объекта, которое с помощью фоторецепторов (палочек и колбочек) преобразуется в биоэлектрические сигналы. Палочки обеспечивают ахроматическое, а колбочки -хроматическое зрение.Сетчатка по своей структуре неоднородна. В центральной части сетчатки расположена область - "желтое пятно", которая обладает высокой остротой и цветом зрения. На периферической части сетчатки отсутствуют чувствительные элементы, обладающие цветовым зрением. Однако эта область сетчатки обладает большой точностью в оценке скорости движения измеряемых объектов по сравнению с центральной. В видимой части спектра излучения света различные длины волн вызывают у человека различные световые и цветовые ощущения: от фиолетового (400 нм) до красного (750 нм) цветов. При очень слабом свете предметы кажутся лишенными окраски, а при ярком свете человек видит цвет. Для этих целей природа приспособила два рода клеток: колбочки, которые при ярком свете различают цвета, и палочки, приспособленные видеть в темноте [40].
В сетчатке имеется участок - "слепое пятно" - 6, где зрительные нервы, несущие всю информацию в центральную нервную систему, собираются вместе, и поэтому здесь отсутствуют чувствительные элементы, и сетчатка на этом участке не обладает чувствительностью к свету.
Одним из важных свойств глаза является способность его к адаптации. Относительные изменения интенсивности, к которой глаз может приспосабливаться, превышают один миллион раз.
При значительных изменениях яркости воспринимаемых объектов меняется чувствительность фоторецепторов. Порог световой чувствительности изменяется в очень широких пределах в процессе адаптации зрительного анализатора к внешнему световому воздействию.На крайней периферии поля зрения имеется ахроматическая зона, которая при изменении величины объектов и их яркости для каждого цвета варьируется индивидуально. В этой зоне объект замечается, но цвет его неразличим, ближе к центру поля зрения эта зона постепенно переходит в зону неотчетливого различения цвета, а затем в зону четкого опознания.
Сложное строение сетчатки, напоминающее строение мозга человека, обеспечивает предварительную обработку информации на уровне зрительного анализатора. Для дальнейшей обработки сигналы по зрительному нерву передаются в зрительный корковый центр.
Психофизиологическое восприятие освещенности - Е зрительным анализатором человека подчиняется закону Вебера - Фехнера: //
_ , I '\U =lgЕ/Ео, (3.4)
где L - световые ощущения человека; Е,\Ео - освещенность объекта и порог восприятия освещенности зрительным анализатором человека соответственно.
Частотные границы ц в етовой чувствительности с оставляют 390— 800 нм. Соотношение субъективной оценки цвета с длиной волны составляют: фиолетовый 390—420 нм; синий 450— 480 нм; голубой 480—510 нм; зеленый 510—550 нм; желтый 575—585 нм; оранжевый 585— 620 нм; красный 620—800 нм.
Спектральная чувствительность глаза к частотному спектру сигнала неодинакова. Набольшая чувствительность зрения в дневное время суток, к излучению с длиной волны 555 нм (желто- зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра. В ночное время суток эта характеристика смещается в область фиолетового спектра. Чувствительность зрительного анализатора к спектральному составу света может быть описана параболическим законом (рис. 3.5):
Lf = к/, (3.5)
где к-коэффициент пропорциональности; f-частотная характеристика света, (Гц). ^ f\ ' N
\
\ I \/ V 1 \ 1 \ / \ \
\
\
\
1 1 \
1 ' 1 \
1
1 \ 700 600 500 400 длина волны,
„ _ „ ммк
Красный Зеленый Фиолетовый
Р и с. 3.5. Чувствительность зрительного анализатора человека к спектру света I - дневная, II - ночная
В дневное время суток максимальная чувствительность зрительного анализатора лежит в зеленом спектре частот - I, а в ночное время смещается в ультрафиолетовую область - II (Рис.3.5).