1. Існують кількісні відношення між інтенсивністю відчуття та інтенсивністю подразника;

2. Відчуття змінюються непропорційно інтенсивності подразника;

3. Інтенсивність відчуття росте набагато повільніше, ніж сила подразників.

Психофізіологічними експериментами встановлено, що величина чутливості змінюється повільніше, ніж сила подразника.

Це положення вперше було введено німецьким фізіологом А. Вебером і кількісно описано німецьким фізиком Г. Фехнером.

Основний психофізичний закон фізіології Вебера – Фехнера:

інтенсивність відчуттів пропорційна логарифму інтенсивності подразника.

У математичній формі закон Вебера – Фехнера виражається так:

Е = К*Lg І + С,

де Е – інтенсивність (або сила) відчуття;

I – інтенсивність (розмір) чинного подразника;

К та С — константи.

  Отже:

1. Існують кількісні відношення між інтенсивністю відчуття та інтенсивністю подразника;

2. Відчуття змінюються непропорційно інтенсивності подразника;

3. Інтенсивність відчуття росте набагато повільніше, ніж сила подразників.

3. спроможність аналізатору до адаптації - це можливість пристосовувати рівень своєї чутливості до подразників.

При високих інтенсивностях подразників чутливість знижується, і навпаки, при низьких - підвищується (коли заходим в темну кімнату після яскравого світла на вулиці - спочатку нічого не бачимо) .

4. спроможність аналізатору до тренування - виражається як у підвищенні чутливості, так і в прискоренні адаптації

(наприклад, часто говорять про музичний слух, чуттєвість нюху у дегустаторів і тощо).

5. Спроможність аналізатора певний час зберігати відчуття після припинення дії подразника

(відчуття, викликане дією подразника на аналізатор, зникає не відразу після припинення дії подразника)

(сприймаємо світло люмінесцентної лампи не як регулярні спалахи, а як неперервний світловий потік; 24 кадри в хвилину сприймаємо як неперервний фільм); тривалість послідовного образу сильно залежить від інтенсивності подразника і навіть у деяких випадках обмежує можливість аналізатора (після довготривалої дії яскравого сонячного світла, що відбивається від снігу, альпіністи на деякий час втрачають зір – перевантаження аналізатора).

6. Перебування аналізаторів у постійній взаємодій один за одним

(навколишній світ багатогранний і лише завдяки властивості аналізаторів взаємодіяти один з одним відбувається повне сприйняття людиною об’єктів і явищ зовнішнього середовища. Завдяки цьому, люди, що не мають якогось з аналізаторів, можуть сприймати інформацію завдяки іншим аналізаторам; у глухих людей тактильний рецептор допомагає сприйманню інформації тощо.

Характеристика основних аналізаторів безпеки діяльності

Зоровий аналізатор

У житті людини зір відіграє головну роль. 90% інформації про зовнішній світ людина одержує через зоровий аналізатор.

Відчуття світла виникає у результаті впливу електромагнітних хвиль довжиною 380-780 нм на рецепторні структури зорового аналізатора.

За сприйняття кольорів відповідають особливі рецептори – колбочки, за зір у сутінках – палички.

В аналізі кольорів приймають участь не лише рецептори ока, а й ЦНС.

Сприйняття світла.

Людське око здатне сприймати світло з довжиною хвилі від 390 до 760 нм .

Для виразного бачення предметів необхідно, щоб промені від усіх точок об'єктів, що розглядаються, потрапляли на поверхню сітківки, тобто були на ній сфокусовані.

Для забезпечення такого фокусування потрібна певна оптична система, яка в кожному оці представлена наступними елементами:

рогівка —► зіниця —► передня та задня камери ока (заповнені водянистою вологою) —► кришталик —► склисте тіло.

Проходячи через кришталик, промені заломлюються, формуючи на сітківці зменшене зворотнє (перевернене) зображення.

За теорією кольорового зору, яку вперше запропонував М.В.Ломоносов (1756), у сітківці ока міститься 3 види колбочок, у кожній з яких є особлива речовина, що чутлива до хвиль світлових променів певної довжини :

перші сприймають синій колір, другі – зелений, треті - червоний.

Усе різноманіття кольорів, які розрізняє людське око, формується внаслідок поєднання цих трьох основних. Людина розрізняє 7 основних кольорів та приблизно 150 відтінків.

Інколи у людини частково або повністю порушується сприйняття кольору, що обумовлює кольорову сліпоту.

При повній колірній сліпоті (відсутні всі типи колбочок) людина бачить всі предмети забарвленими у сірий колір – монохроматія (ахромазія).

Частіше відсутні колбочки 1- 2 типів, або їх недостатню кількість. Тому кольорова сліпота проявляється в різних формах – від неможливості бачити певний віддтінок певного кольору чи 1-2 кольори.

Часткове порушення колірного зору дістало назву дальтонізму за ім'ям англійського хіміка Джона Дальтона, який мав таке функціональне відхилення у стані свого зору (не знав про це до 26 років) і перший його описав.

Захворювання, при якому людина не вирізняє червоний колір, а інші бачить нормально – протанопія, зелений – дейтеранопія, синій колір – тританопія.

Дальтонізм є спадковою хворобою і частіше порушення кольорового зору спостерігається у чоловіків (6-8 %), тоді як серед жінок це буває всього у 0,4-0,5 % випадків.

Люди, що хворіють на дальтонізм не можуть бути водіями автотранспорту. Бо не розрізняють кольорових дорожніх сигналів.

У техніці, відповідно до Держстандарту 12.04.026-76, встановлено чотири сигнальних кольори: червоний, жовтий, зелений і синій.

• червоний колір сигналізує про безпосередню небезпеку (часто фарбують небезпечні елементи обладнання); для транспорту - червоне світло забороняє рух

• жовтий застосовується для попередження небезпеки; (фарбують деталі обладнання, що обертаються)

• зелений застосовується для знаків, що наказують робити саме так (часто в світлі відтінки цього кольору або сірого фарбують саме обладнання – компресори, холодильники тощо; термічне обладнання – в колір алюмінію); для транспорту - зелене світло дозволяє рух

• синій - для вказівних знаків.

• В приміщеннях, особливо робочих, стеля на вікна фарбуються в білий колір – при цьому 80% світла відбиваються, колір стін вибирають в залежності від призначення приміщення.

• Найпоширеніші – світлі відтінки блакитного, зеленого, рожевого, жовтого, кремового.

Для нормального ока дальня точка ясного бачення лежить у безкрайності. Далекі предмети здорове око розглядає без напруження акомодації, тобто без скорочення війчастого м'яза.

Найближча точка ясного бачення у дорослої людини знаходиться на відстані приблизно 10 см від ока. Це значить, що предмети, які розміщені ближче 10 см не можна чітко побачити навіть за максимального скорочення війчастого м'яза.

• Найближча точка ясного бачення значно змінюється з віком:

• у 10 років вона знаходиться на відстані менше 7 см від ока,

• в 20 років — 8,3 см,

• в 30 років — 11 см,

• в 40 років — 17 см,

• у 50-60 років — 50 см,

• в 60-70 років — 80 см.

Заломлювальна здатність ока при спокої акомодації, тобто коли кришталик максимально сплощений, називається рефракцією.

Розрізняють 3 види рефракції ока:

нормальна (пропорційна),

далекозора (80-90 % новонароджених дітей мають далекозору рефракцію)

короткозора

• Зоровий аналізатор має найбільшу адаптацію, вона триває 8-10 хвилин.

• При адаптації у темряві чутливість ока досягає оптимального рівня за 30 — 50 хв.

• Око має здатність змінювати кривизну кришталика за рахунок скорочення війкового м’яза (рос. ресничной мышцы), і як наслідок чітко бачити предмети, що знаходяться як на малій, так і на великій відстані.

• Ця здатність має назву акомодації.

• З віком ця здатність втрачається і люди після 40 років погано бачать на близькій відстані (далекозорість), тому для читання надівають окуляри з двояко випуклими лінзами.

Порушення зору.

• У разі короткозорості зображення фокусується перед сітківкою і людина виразно бачить тільки близько розташовані предмети.

• У цьому випадку для корекції використовуються окуляри з двоввігнутими лінзами.

• У разі далекозорості фокусування зображення відбувається за сітківкою, тож предмети, розташовані поблизу, стають розпливчастими.

• для корекції використовуються окуляри - з двоопуклими лінзами.

• Короткозорість і далекозорість можуть бути вродженими (аномальна довжина очного яблука) або набутими.

• В останньому випадку порушення зору зумовлене, як правило, неправильною функцією війкового м'яза.

• У людини бінокулярний зір, поле зору по горизонталі складає -120... 160°, по вертикалі вверх - 55...60°, вниз 65...72°. При сприйнятті кольору поле зору звужується. 

• Зона оптимальної видимості становить: вгору - 25°, вниз - 35,° вправо і вліво по 32°.

• Глибинний зір пов'язаний із сприйняттям простору. Помилка оцінки віддаленості об'єктів (на відстані до 30 м) становить приблизно 12% відстані.

• Щодо гостроти зору, то краще сприймаються предмети, що знаходяться в центрі поля зору.

• Якщо з центру ока умовно провести конус, то найкраща гострота зору буде в конусі з кутом 3⁰, гарна – в конусі 5-6⁰, задовільна – в 12-14⁰.

• Саме тому всі оперативні дорожні знаки повинні розміщуватися в межах зорового конусу з кутом не більше 12⁰.

• Іноді зорові відчуття не завжди відповідають реальності – це явище має назву ентоптичні явища (міражі, галюцинації).

• Наприклад, рух автомобілю темного кольору здається більш повільним, а відстань до нього більшою, чим в дійсності.

• Авто світлого кольору сприймаються як такі, що знаходяться ближче і рухаються швидше.

• В Швейцарії найнебезпечнішим вважають червоний колір авто, в США – помаранчево-червоний.

• Для попередження ілюзій пропонують заходи щодо зниження впливу монотонних подразників, особливо тих, які викликають сонливість.

Так, на прямих автострадах рекомендується через 3-5 км передбачати хвилясті ділянки (викривлення доріг) або фарбування придорожніх стовбців в різні кольори.

• Для гігієнічної оцінки умов праці використовуються світлотехнічні одиниці, що застосовуються у фізиці:

• світловий потік

• освітленість

• яскравість поверхні (яскравість об'єкта є відношенням сили світла до площі поверхні, що світиться).

Вимоги до освітленості робочої поверхні наступні:

• освітленість повинна бути рівномірною і достатньо сильною;

• не створювати на робочій поверхні різких тіней на місцях роботи та контрастів між освітленим робочим місцем і навколишньою обстановкою(стеля, підлога);

• не утворювати зайвої яскравості і відлиску в полі зору працюючих;

• давати правильний напрямок світлового потоку;

• освітленість на робочому місті повинна бути не менше 300 люкс

Слуховий аналізатор.

У людини органи слуху та рівноваги об'єднані в складну систему.

- периферійною частиною слухового аналізатора є вухо, яке поділяється на:

зовнішнє вухо

середнє вухо

внутрішнє вухо

• провідниковою частиною - слуховий нерв

• центральною

- слухова зона скроневої частки кори великих півкуль.

Внутрішнє вухо утворене:

півколовими каналами (належать до вестибулярного апарату)

завиткою (до органа слуху).

Завитка становить собою спіральний закручений канал, який розміщується в лабіринті скроневої кістки й повторює його форму.

Канал завитки розділений поздовжніми перегородками на три частини, заповнені рідиною, - ендолімфою.

У середній частині каналу є основна мембрана з розташованими на ній волосковими (рецепторними) клітинами.

Кожна волоскова клітина несе на своїй поверхні безліч волосків різної довжини. Волоски стикаються з покривною мембраною, яка нависає над ними.

Обидві мембрани й рецепторні клітини складають кортіїв орган.

До кожної волоскової клітини підходить нервове волокно слухового нерва.

Тут відбувається перетворення звукового сигналу на електричний імпульс.

Фізична одиниця, за допомогою якої оцінюється частота коливань повітря в секунду – герц (Гц), чисельно рівна 1 повному коливанню, що здійснюється за одну секунду.

Діапазон звукових коливань, які ми чуємо, перебуває в межах від 16 — 20 Гц до 20 — 25 кГц. Абсолютною межею мінімальної чутливості є тиск 2x10⁵ Пана частоті 1 кГц (сила звуку 10⁹ ерг/см²). Слуховий аналізатор неоднаково сприймає звуки різних частот. Звуки низької частоти людина сприймає, як не дуже гучні, порівняно зі звуками більш високої частоти такої самої інтенсивності..

Навіть люди з патологіями зовнішнього і середнього вуха здатні сприймати звуки.

Це відбувається завдяки кістковій провідності, коли звукові коливання досягають волоскових клітин через вібрацію кісток черепа.

З цієї ж причини власний голос, записаний на магнітофон, здається невпізнанним, оскільки під час живого мовлення частина енергії передається у вухо по кістках, змінюючи частотні характеристики голосу.

Тривалі коливання барабанної перетинки з великою амплітудою призводять до її розтягування і втрати пружності, а отже, й до погіршення слуху.

Встановлено, що дія звуку силою 80 децибел (ДБ) більше за 40 хвилин є небезпечною.

Шкідливо впливає щоденне слухання плеєра. Звуки в навушниках мають вищу частоту й генеруються в безпосередній близькості від барабанної перетинки. Це призводить до дуже швидкого послаблення слуху.

Ще одним чинником ризику є шум, який постійно оточує людей.

Мовне повідомлення сприймається при темпі мови до 160 слів/хв. Оптимальний темп —120 слів/хв.. при перевищенні інтенсивності слів над шумами на 6дБ.

Шкірний, або тактильний, аналізатор відіграє виняткову роль у житті людини, особливо при його взаємодії із зоровим і слуховим аналізаторами при формуванні в людини цілісного сприйняття навколишнього світу. Передусім це стосується трудової діяльності людини.

Механізм дії тактильного аналізатора:

Механічна дія на шкіру викликає деформацію нервового закінчення, у результаті якого виникає рецепторний потенціал і поява нервового імпульсу.

Цей імпульс (або порушення нервового імпульсу), що несе інформацію подразника, передається до центральної нервової системи у її вищий відділ – кору головного мозку, де і формуються відчуття.

Відмінна риса цього аналізатора полягає в тому, що рецепторна площа дотику більша, ніж в інших органів чуття. Це забезпечує шкіряному аналізатору високу чутливість.

У шкірі багато нервових волокон і нервових закінчень, які розподілені вкрай нерівномірно і забезпечують різним ділянкам тіла різну чутливість.

Наявність на шкірі волосяного покрову значно підвищує чутливість тактильного аналізатора.

Пороги відчуттів різних частин тіла:

— кінчики пальців руки — 3 г/мм²;

— зворотна сторона пальця — 5 г/мм²;

— живіт — 26 г/мм²;

— п'ятка — 250 г/мм².

Поріг розрізнення складає приблизно 0,07 початкової величини тиску.

Тактильний аналізатор має високу здатність до локалізації у просторі. Часова межа тактильного відчуття становить менше за 0,1 с. Особливістю тактильного аналізатора є швидке зменшення відчуття торкання чи тиску. Час адаптації перебуває у межах 2—20 с.

Больова чутливість.

Біологічний сенс болю полягає в тому, що він як сигнал небезпеки мобілізує організм на боротьбу за самозбереження. Під впливом больового сигналу перебудовується робота всіх систем організму і підвищується його реактивність.

Відчуття болю виникає внаслідок подразнення чутливих нервових закінчень, розташованих в органах та тканинах тіла.

Характер больових відчуттів залежить від особливостей органа, котрий зазнав больового впливу та сили цього впливу. Різні захворювання характеризуються болем, котрий вказує на наявність та локалізацію захворювання.

Між тактильними та больовими рецепторами існують складні співвідношення. Вони проявляються в тому, що найменша щільність больових рецепторів припадає на ті ділянки шкіри, котрі найбільш насичені тактильними рецепторами, і навпаки. Суперечність зумовлена різними функціями рецепторів в житті організму. Больові відчуття викликають оборонні рефлекси, зокрема, рефлекс віддалення від подразника. Тактильна чутливість пов'язана з орієнтувальними рефлексами, зокрема, зумовлює рефлекс зближення з подразником.

Поріг больової чутливості шкіри живота — 20 г/мм², кінців пальців — 300 г/мм². При відчутті болю спостерігається майже пряма залежність між відчуттям та інтенсивністю подразнення в діапазоні до порога чутливості.

• Температурно-сенсорну систему звичайно розглядають як частину шкірного аналізатора, завдяки збігу, розташуванню рецепторів і провідникових шляхів. Оскільки людина є теплокровною істотою, то всі біохімічні процеси в її організмі можуть протікати з необхідною швидкістю і напрямком при визначеному діапазоні температур.

• Температурна чутливість забезпечується двома типами рецепторів. Одні реагують тільки на холод, інші — лише на тепло. Абсолютна межа температурної чутливості для теплових рецепторів — 0,2°С, для холодних — 0,4°С. Диференціальна межа-близько 1 °С.

• На підтримку цього діапазону температур і спрямовані теплорегуляційні процеси (теплопродукція і тепловіддача).

• Нюх та смак можуть використовуватись людиною — оператором при знаходженні різних відхилень у технологічному процесі та при виникненні небезпеки. Абсолютна межа нюху у людини вимірюється частинками міліграма речовини на літр повітря. Диференціальна межа становить в середньому 38%. У фізіології та психології поширена чотирикомпонентна теорія смаку, згідно з якою існує чотири види смакових відчуттів: солодкого, гіркого, кислого та солоного. Всі інші смакові відчуття є їх комбінацією. Абсолютні межі смакового аналізатора, виражені у величинах концентрацій розчину, майже у 10000 разів вищі від нюхового.

• Смакові та нюхові відчуття відбивають не лише властивості речовин, а й стан самого організму. Розрізнювальна чутливість смакового аналізатора досить груба і становить в середньому 20%.

• Аналізатори людини функціонують в умовах складної взаємодії.

• На кожен аналізатор людини впливають одночасно декілька подразників, які відтак впливають на всю систему аналізаторів. Отже, необхідно враховувати не лише можливості аналізатора, а й ті умови, в котрих перебуває людина.

• Відомо, що сильний шум змінює чутливість зору.

• Чутливість зорового апарата знижується під дією деяких запахів, температури, вібрації. Визначаючи оптимальні умови функціонування, слід враховувати всю систему подразників, що діють на аналізатори людини, комплексно враховувати чинники навколишнього середовища.

• На роботу аналізаторів та на сприйняття сигналів у людини значно впливають психологічні характеристики особи: увага, пам'ять та ін.

Поняття про гомеостаз

• Організм людини існує в більш – менш змінних умовах навколишнього середовища, при цьому внутрішнє середовище (кров, лімфа, тканинна рідина, з якими контактує кожна клітина живого організму), не дивлячись на всі зміни зовнішнього середовища, зберігає відносну сталість – стан стійкої динамічної рівноваги: температури тіла (36,5 – 37оС), тиску приблизно (760 мм рт. ст.), утриманні води (приблизно 70 %), складі повітря, чергуванні біоритмів). Це явище отримало назву – гомеостаз

• Функція гомеостатичних механізмів полягає в тому, що вони підтримують стабільність (сталісь) клітинного оточення и тим самим забезпечують незалежність організму від зовнішнього середовища в тому ступеню, в якому ці механізми ефективні.

• Для забезпечення більшої чи меншої стабільної активності організму регуляція йде на всіх рівнях від молекулярного до популяційного.

• Будь який шкідливий вплив на одну з систем відображається на інших системах і на організмі в цілому.

• Зовнішнє і внутрішнє середовище діалектично єдині. Коли на організм діють надзвичайні подразники, він сам активно формує таке внутрішнє середовище, що дозволяє оптимізувати фізіологічні процеси в нових умовах існування.

Пристосувальні реакції організму до змінних факторів навколишнього середовища називають адаптацією.

• Загальні уявлення про обмін речовин та енергію

• Життєві процеси організму пов’язані з постійним поглинанням речовин з навколишнього середовища та виділенням кінцевих продуктів розпаду в це середовище.

• Сукупність цих двох процесів складає обмін речовин. Саме обмін речовин створює те єднання, яке існує між живими організмами та навколишнім середовищем.

Лекція