Вплив світла. Особливості сприйняття людини

У § 65 ми вказували вже, що різноманітні дії світла обумовлені насамперед наявністю певної енергії випромінювання (світлової енергії).

Безпосереднє сприйняття світла обумовлено дією світлової енергії, поглиненої чутливими елементами ока. Те саме має місце і в будь-якому приймачі, здатному реагувати на світло, наприклад, у фотоелементі, термоелементі та фотопластинці. Внаслідок цього виміри світла зводяться до виміру світлової енергії або до виміру величин, так чи інакше з нею пов'язаних. Відділ оптики, що вивчає методи та прийоми вимірювання світлової енергії, називається фотометрією.

Рис. 154. Потік світлової енергії, що випромінюється джерелом, проходить через майданчик

Виділимо подумки на шляху світла, що поширюється від будь-якого джерела (мал. 154), невеликий майданчик. Через цей майданчик за час пройде деяка енергія випромінювання. Для того щоб виміряти цю енергію, треба уявити собі цей майданчик у вигляді плівки, покритої речовиною, що повністю поглинає всю падаючу на нього енергію випромінювання, наприклад сажею, і виміряти поглинену енергію нагрівання цієї плівки. Ставлення

показує, яка енергія протікає через майданчик за одиницю часу і називається потоком випромінювання (потужністю випромінювання) через майданчик . Нагадаємо, що потужність, що переноситься світловою хвилею через одиничний майданчик, називають інтенсивністю хвилі (див. §39).

Потік випромінювання оцінюється у звичайних одиницях потужності, тобто у ВАТ, а інтенсивність випромінювання - у ВАТ на квадратний метр. Однак для сприйняття та використання світлової енергії виключно важливу роль відіграє око. Тому поряд з енергетичною оцінкою світла користуються оцінкою, що ґрунтується на безпосередньому світловому сприйнятті ока. Потік випромінювання, що оцінюється за зоровим відчуттям, називається світловим потоком.

Таким чином, у світлових вимірах використовуються дві системи позначень та дві системи одиниць; одна з них заснована на енергетичній оцінці світла, інша - на оцінці світла за зоровим відчуттям.

Так як чутливість ока до світла різної довжинихвилі (різного кольору) дуже різна, то енергетична оцінка світла і оцінка світлового потоку за зоровим відчуттям можуть суттєво відрізнятися. Так, при одній і тон потужності випромінювання зорове відчуття від променів зеленого кольору буде приблизно в 100 разів більше, ніж від променів червоного або синьо-фіолетового кольору. Тому для зорової оцінки світлових потоків необхідно знати чутливість ока до вітру різної довжини хвилі або так звану криву відносної спектральної чутливості ока, зображену на рис. 155. На цій кривій показано відносну чутливість людського ока в залежності від довжини хвилі. Якщо чутливість ока для довжини хвилі (зелене світло) прийняти за одиницю, то для більш довгих і більш коротких хвиль чутливість швидко зменшується, як і показано на кривій.

Оптичне випромінювання, світло в широкому значенніслова, електромагнітні хвилі, довжини яких укладені у діапазоні з умовними межами від 1 нм до 1 мм. До оптичного випромінювання, крім сприйманого людським окомвидимого випромінювання, відносяться інфрачервоне випромінювання та ультрафіолетове випромінювання. Швидкість поширення оптичного випромінювання у вакуумі (швидкість світла) – близько 3·108 м/сек. У будь-якому іншому середовищі ця швидкість менша

Різні види оптичного випромінюваннякласифікують за наступними ознаками: природа виникнення (теплове випромінювання, люмінесцентне випромінювання); ступінь однорідності спектрального складу (монохроматичне, немонохроматичне); ступінь упорядкованості орієнтації електричного та магнітного векторів (природне, поляризоване лінійно, по колу, еліптично); ступінь розсіювання потоку випромінювання (спрямоване, дифузне, змішане) і т.д. Потік оптичного випромінювання, що падає на поверхню будь-якого тіла, частково відбивається, частково проходить через тіло і частково поглинається в ньому. Поглинена частина енергії випромінювання перетворюється головним чином тепло, підвищуючи температуру тіла. Однак можливі й інші види перетворення енергії

Променистий потік, Променистий потік, або потік випромінювання, характеризує потужність випромінювання, що визначається ставленням променистої енергії, що переноситься випромінюванням в даному напрямку, на час перенесення. Променистий потік вимірюється в люменах(лм)

Променисті потоки, що виникають під дією сонячної радіації, приходять на поверхні будівель безпосередньо у вигляді прямих сонячних променів, у вигляді променів, розсіяних атмосферою та хмарами, а також у вигляді потоків, відбитих від поверхонь розташованих поруч будівель, землі та різних предметів.

Особливості сприйняття світла людиною.

Око здатне оцінювати загальну кількість світла, що до нього доходить, і розподіл його по різним напрямкам. Іншими словами, око є не тільки органом світловідчуття, але й оптичним аналізатором навколишнього світу.

Людському оку притаманні дефекти та обмеження, властиві будь-якій оптичній системі. Однак широкі межі чутливості ока, його здатність пристосовуватися до різних умов розподілу яскравості в полі зору, дозволяють оцінювати око як найбільш досконалий орган почуттів. Здатність ока реагувати як на дуже слабкі, так і на інтенсивні подразники пояснюється наявністю в сітківці ока двоякого роду елементів - колб і паличок, що сприймають світлові подразнення.

Яскравість-гол.фактор. колір-особливість зорового сприйняття дозволяє розпізнавати колірні випромінювання.

Колбочки-яскравість, кольоровість.

Палички-відчуття яскравості чи малої інтенсивності освячення.

Світловий потік. Сила світла. Освітленість.

Світловий потік - фізична величина, що характеризує «кількість» світлової енергії у відповідному потоку випромінювання. Іншими словами, це потужність такого випромінювання, яке доступне для сприйняття нормальним людським оком.

Сила світла, - кандела(кд) - з метою оцінки світлової дії джерела у якомусь напрямі користуються поняттям сили світла. Сила світла, що виходить від точкового джерела і поширюється всередині тілесного кута, що містить заданий напрямок, обчислюється за формулою

I = Φ/Ω. (Кд-кандели) Де Φ - світловий потік, лм; Ω – просторовий кут

Освітленість (Е) є щільністю світлового потоку, тобто відношення світлового потоку Φ, що падає на елемент поверхні, що містить дану точку, до площі цього елемента А(Е = Φ/А). Одиниця освітленості – люкс (лк); 1 лк дорівнює освітленості, створюваної світловим потоком 1 лм, рівномірно розподіленим на поверхні площею 1 м2. Про освітленість, що дорівнює 1 лк, можна судити за такими прикладами: освітленість горизонтальної поверхні при місячному освітленні становить 0,2 лк; у білі петербурзькі ночі – 2-3 лк. Освітленість, створювана точковим випромінювачем із заданим розподілом сили світла, визначається за формулою: ЕМ = I.cosα/d2

Відчуття кольору(колірна чутливість, сприйняття кольору) - здатність зору сприймати і перетворювати світлове випромінювання певного спектрального складу у відчуття різних колірних відтінків і тонів, формуючи цілісне суб'єктивне відчуття(«хроматичність», «кольоровість», колорит).

Колір характеризується трьома якостями:

• колірним тоном, який є основною ознакою кольору та залежить від довжини світлової хвилі;
• насиченістю, що визначається часткою основного тону серед домішок іншого кольору;
• яскравістю, або світлою, яка проявляється ступенем близькості до білого кольору (ступінь розведення білим кольором).

Людське око помічає зміни кольору лише у разі перевищення так званого колірного порога (мінімальної зміни кольору, помітного оком).

Фізична сутність світла та кольору

Світлом чи світловим випромінюванням називаються видимі електромагнітні коливання.

Світлові випромінювання поділяються на складніі прості.

Біле сонячне світло - складне випромінювання, яке складається з простих кольорових складових – монохроматичних (однокольорових) випромінювань. Кольори монохроматичних випромінювань називають спектральними.

Якщо промінь білого кольору розкласти за допомогою призми в спектр, то можна побачити ряд кольорів, що безперервно змінюються: темно-синій, синій, блакитний, синьо-зелений, жовто-зелений, жовтий, помаранчевий, червоний.

Колір випромінювання визначається довжиною хвилі. Весь видимий спектр випромінювань розташований у діапазоні довжин хвиль від 380 до 720 нм (1 нм = 10-9 м, тобто однієї мільярдної частки метра).

Всю видиму частину спектра можна поділити на три зони

• Випромінюванням довжиною хвилі від 380 до 490 нм називається синьою зоною спектру;
• від 490 до 570 нм – зеленої;
• від 580 до 720 нм – червоною.

Різні предмети людина бачить забарвленими різні кольори оскільки монохроматичні випромінювання відбиваються від них по-різному, у різних співвідношеннях.

Всі кольори поділяються на ахроматичні і хроматичні

• Ахроматичні (безбарвні) - це сірі кольори різного світла, білий і чорний кольори. Ахроматичні кольори характеризуються світлом.
• Решта всіх кольорів – хроматичні (кольорові): синій, зелений, червоний, жовтий тощо. Хроматичні кольори характеризуються колірним тоном, світлою і насиченістю.

Кольоровий тон- це суб'єктивна характеристика кольору, яка залежить не лише від спектрального складу випромінювань, що потрапили в око спостерігача, а й від психологічних особливостей індивідуального сприйняття.

Світлотасуб'єктивно характеризує яскравість кольору.

Яскравістьвизначає силу світла, що випромінюється або відбивається з одиниці поверхні в перпендикулярному до неї напрямку (одиниця яскравості - кандела на метр, кд/м).

Насиченістьсуб'єктивно характеризує інтенсивність відчуття колірного тону.
Оскільки у виникненні зорового відчуття кольору бере участь не тільки джерело випромінювання та пофарбований предмет, а й очей і мозок спостерігача, слід розглянути деякі основні відомості про фізичну сутність процесу колірного зору.

Сприйняття кольору оком

Відомо, що око по пристрої є подібністю фотоапарата, в якому сітківка відіграє роль світлочутливого шару. Випромінювання різного спектрального складу реєструються нервовими клітинами сітківки (рецепторами).

Рецептори, що забезпечують колірний зір, поділяються на три типи. Кожен тип рецепторів по-різному поглинає випромінювання трьох основних зон спектру - синій, зелений і червоний, тобто. має різну спектральну чутливість. Якщо на сітківку ока потрапляє випромінювання синьої зони, воно буде сприйнято тільки одним типом рецепторів, які передадуть інформацію про потужність цього випромінювання в мозок спостерігача. Внаслідок цього виникне відчуття синього кольору. Аналогічно протікатиме процес і у разі попадання на сітківку ока випромінювань зеленої та червоної зон спектру. При одночасному збудженні рецепторів двох або трьох типів виникатиме колірне відчуття, що залежить від співвідношення потужностей випромінювання. різних зонспектра.

При одночасному збудженні рецепторів, що реєструють випромінювання, наприклад, синій та зеленій зон спектру, може виникнути світлове відчуття, від темно-синього до жовто-зеленого. Відчуття в більшою міроюсиніх відтінків кольору виникатиме у разі більшої потужності випромінювань синьої зони, а зелених відтінків - у разі більшої потужності випромінювання зеленій зоні спектру. Рівні за потужністю випромінювання синьої та зеленої зон викликають відчуття блакитного кольору, зелений та червоний зон – відчуття жовтого кольору, червоної та синьої зон – відчуття пурпурового кольору. Блакитний, пурпуровий та жовтий кольори називаються у зв'язку з цим двозональними. Рівні за потужністю випромінювання всіх трьох зон спектру викликають відчуття сірого кольору різної світлоти, який перетворюється на білий колір за достатньої потужності випромінювань.

Адитивний синтез світла

Це процес отримання різних кольорів за рахунок змішування (складання) випромінювань трьох основних зон спектру – синього, зеленого та червоного.

Ці кольори називаються основними чи первинними випромінюваннями адаптивного синтезу.

Різні кольори можуть бути отримані цим способом, наприклад, на білому екрані за допомогою трьох проекторів із світлофільтрами синього (Blue), зеленого (Green) та червоного (Red) кольорів. На ділянках екрана, що освітлюються одночасно з різних проекторів, можуть бути отримані будь-які кольори. Зміна кольору досягається зміною співвідношення потужності основних випромінювань. Складання випромінювань відбувається поза очима спостерігача. Це один з різновидів адитивного синтезу.

Ще один різновид адитивного синтезу – просторове зміщення. Просторове усунення полягає в тому, що око не розрізняє окремо розташованих дрібних різнокольорових елементів зображення. Таких, наприклад, як растрові точки. Але разом з тим дрібні елементи зображення переміщуються по сітківці ока, тому на ті самі рецептори послідовно впливає різне випромінюваннясусідніх різнобарвних растрових точок. У зв'язку з тим, що око не розрізняє швидкої зміни випромінювань, він сприймає їх як колір суміші.

Субтрактивний синтез кольору

Це процес отримання кольорів за рахунок поглинання (віднімання) випромінювань із білого кольору.

У субтрактивному синтезі новий колір набувають за допомогою барвистих шарів: блакитного (Cyan), пурпурового (Magenta) та жовтого (Yellow). Це основні чи первинні кольори субтрактивного синтезу. Блакитна фарба поглинає (віднімає з білого) червоні випромінювання, пурпурова – зелені, а жовта – сині.

Для того, щоб субтрактивним способом отримати, наприклад, червоний колір потрібно на шляху білого випромінювання помістити жовтий і пурпурний світлофільтри. Вони будуть поглинати (віднімати) відповідно сині та зелені випромінювання. Такий же результат буде отримано, якщо на білий папір нанести жовтий та пурпурні фарби. Тоді до білого паперу дійде лише червоне випромінювання, яке відбивається від нього і попадає в око спостерігача.

• Основні кольори адитивного синтезу - синій, зелений та червоний
• Основні кольори субтрактивного синтезу – жовтий, пурпуровий та блакитний утворюють пари додаткових кольорів.

Додатковими називають кольори двох випромінювань або двох фарб, які в суміші роблять ахроматичний колір: Ж+С, П+З, Г+К.

При адитивному синтезі додаткові кольори дають сірий та білий кольори, так як у сумі являють собою випромінювання всієї видимої частини спектру, а при субтрактивному синтезі суміш зазначених фарб дає сірий і чорний кольори, у вигляді того, що шари цих фарб поглинають випромінювання всіх зон спектру.

Розглянуті принципи утворення кольору лежать і в основі одержання кольорових зображень у поліграфії. Для отримання кольорових поліграфічних зображень використовують так звані тріадні друковані фарби: блакитну, пурпурову і жовту. Ці фарби прозорі і кожна з них, як уже було зазначено, віднімає випромінювання однієї із зон спектру.

Однак через неідеальність компонентів субтактивного синтезу при виготовленні друкованої продукції використовують четверту додаткову чорну фарбу.

Зі схеми видно, що якщо наносити на білий папір тріадні фарби у різному поєднанні, то можна отримати всі основні (первинні) кольори як для адитивного синтезу, так і для субтрактивного. Ця обставина доводить можливість отримання кольорів необхідних характеристик для виготовлення кольорової поліграфічної продукції тріадними фарбами.

Зміна характеристик кольору, що відтворюється, відбувається по-різному, залежно від способу друку. У глибокій пресі перехід від світлих ділянок зображення до темних здійснюється завдяки зміні товщини барвистого шару, що дозволяє регулювати основні характеристики відтворюваного кольору. У глибокому друку утворення кольорів відбувається субтрактивно.

У високому та офсетному друку кольори різних ділянок зображення передаються растровими елементами різної площі. Тут характеристики відтворюваного кольору регулюються розмірами растрових елементів різного кольору. Раніше вже зазначалося, що кольори у цьому випадку утворюються адитивним синтезом – просторовим змішуванням кольорів дрібних елементів. Однак, там, де растрові точки різних кольорів збігаються одна з одною і фарби накладаються одна на одну, новий колір точок утворюється субтрактивним синтезом.

Оцінка кольору

Для вимірювання, передачі та зберігання інформації про колір необхідна стандартна система вимірювань. Людський зір може вважатися одним з найбільш точних вимірювальних приладів, але він не в змозі не присвоювати квітам певні числові значення, не точно їх запам'ятовувати. Більшість людей не усвідомлює, наскільки значно вплив кольору на них. повсякденне життя. Коли справа доходить до багаторазового відтворення, колір, який здається одній людині «червоною», іншою сприймається як «червоно-оранжевий».

Методи, якими здійснюється об'єктивна кількісна характеристика кольору та колірних відмінностей, називають колориметричними методами.

Триколірна теорія зору дозволяє пояснити виникнення відчуттів різного кольору, світлоти та насиченості.

Колірні простори

Координати кольору
L (Lightness) – яскравість кольору вимірюється від 0 до 100%,
a - діапазон кольору за кольором від зеленого -120 до червоного значення +120,
b – діапазон кольору від синього -120 до жовтого +120

У 1931 р. Міжнародна комісія з висвітлення – CIE (Commission Internationale de L`Eclairage) запропонувала математично розрахований колірний простір XYZ, у якому весь видимий людським оком спектр лежав усередині. В якості базових була обрана система реальних кольорів (червоного, зеленого та синього), а вільний перерахунок одних координат до інших дозволяв проводити різного роду вимірювання.

Недоліком нового простору була його нерівноконтрастність. Розуміючи це, вчені проводили подальші дослідження, і в 1960 р. Мак-Адам вніс деякі доповнення і зміни в колірний простір, що існував, назвавши його UVW (або CIE-60).

Потім у 1964 р. на пропозицію Г. Вишецького було введено простір U*V*W* (CIE-64).
Всупереч очікуванню фахівців запропонована система виявилася недостатньо досконалою. В одних випадках використовувані при розрахунку колірних координат формули давали задовільні результати (переважно при адитивному синтезі), в інших (при субтрактивному синтезі) похибки виявлялися надмірними.

Це змусило CIE прийняти нову рівноконтрастну систему. У 1976 р. було усунуто всі розбіжності і світ з'явилися простори Luv і Lab, що базуються тому ж XYZ.

Ці колірні простори беруть за основу самостійних колориметричних систем CIELuv та CIELab. Вважається, перша система більшою мірою відповідає умовам адитивного синтезу, а друга - субтрактивного.

В даний час колірний простір CIELab (CIE-76) є міжнародним стандартом роботи з кольором. Основна перевага простору – незалежність як від пристроїв відтворення кольорів на моніторах, так і від пристроїв введення та виведення інформації. За допомогою стандартів CIE можуть бути описані всі кольори, які сприймає людське око.

Кількість вимірюваного кольору характеризується трьома числами, що показують відносні кількості випромінювань, що змішуються. Ці числа називають колірними координатами. Усі колориметричні способи засновані на тривимірності тобто. на свого роду об'ємність кольору.

Ці методи дають таку ж надійну кількісну характеристику кольору, як вимір температури або вологості. Відмінність полягає лише у кількості характеризуючих значень та його взаємозв'язку. Цей взаємозв'язок трьох основних кольорових координат виявляється у узгодженій зміні при зміні кольору освітлення. Тому "триколірні" вимірювання проводяться в строго певних умовах за стандартизованого білого освітлення.

Таким чином, колір у колориметричному розумінні однозначно визначається спектральним складом вимірюваного випромінювання, колірне відчуття не однозначно визначається спектральним складом випромінювання, а залежить від умов спостереження і зокрема від кольору освітлення.

Фізіологія рецепторів сітківки

Сприйняття кольору пов'язане з функцією колбочкових клітин сітківки ока. Пігменти, що містяться в колбочках поглинають частину падаючого на них світла і відбиває іншу. Якщо якісь спектральні компоненти видимого світлапоглинаються краще за інших, то цей предмет ми сприймаємо як забарвлений.

Первинне розрізнення кольорів відбувається у сітківці- в паличках і колбочках світло викликає первинне роздратування, яке перетворюється на електричні імпульси для остаточного формування відтінку, що сприймається в корі головного мозку.

На відміну від паличок, що містять родопсин, колби містять білок йодопсин. Йодопсин - загальна назвазорових пігментів колб. Існує три типи йодопсину:

• хлоролаб («зелений», GCP),
• еритролаб («червоний», RCP) та
• ціанолаб ("синій", BCP).

В даний час відомо, що світлочутливий пігмент йодопсин, що знаходиться у всіх колбочках ока, включає такі пігменти, як хлоролаб і еритролаб. Обидва ці пігменти чутливі до всієї області видимого спектру, однак перший з них має максимум поглинання, що відповідає жовто-зеленої (максимум поглинання близько 540 нм.), а другий жовто-червоної (помаранчевої) (максимум поглинання близько 570 нм) частинам спектру. Привертає увагу той факт, що їх максимуми поглинання розташовані поруч. Це не відповідає прийнятим «основним» кольорам і не узгоджується з основними принципами трикомпонентної моделі.

Третій, гіпотетичний пігмент, чутливий до фіолетово-синьої області спектру, який заздалегідь отримав назву ціанолаб, на сьогоднішній день так і не знайдено.

Крім того, знайти якусь різницю між колбочками в сітківці ока не вдалося, не вдалося і довести наявність у кожній колбці лише одного типу пігменту. Більш того, було визнано, що в колбі одночасно знаходяться пігменти хлоролаб і еритролаб.

Неалельні гени хлоролабу (кодується генами OPN1MW та OPN1MW2) та еритролабу (кодується геном OPN1LW) знаходяться у Х-хромосомах. Ці гени давно добре виділені та вивчені. Тому найчастіше зустрічаються такі форми дальтонізму, як дейтеронопія (порушення утворення хлоролабу) (6% чоловіків страждають на це захворювання) і протанопія (порушення утворення еритолабу) (2% чоловіків). При цьому деякі люди, які мають порушення сприйняття відтінків червоного та зеленого, краще за людейз нормальним сприйняттям кольорів сприймають відтінки інших кольорів, наприклад кольору хакі.

Ген ціанолабу OPN1SW розташований у сьомій хромосомі, тому тританопія (аутосомна форма дальтонізму, при якій порушено утворення ціанолабу) – рідкісне захворювання. Людина, хвора на тританопію, все бачить у зелених і червоних кольорах і не розрізняє предмети в сутінках.

Нелінійна двокомпонентна теорія зору

За іншою моделлю (нелінійна двокомпонентна теорія зору С. Ременко), третій «гіпотетичний» пігмент ціанолаб не потрібен, приймачем синьої частини спектра служить паличка. Це пояснюється тим, що при яскравості освітлення достатньої для розрізнення кольорів, максимум спектральної чутливості палички (завдяки вицвітанню родопсину, що міститься в ній) зміщується від зеленої області спектру до синьої. За цією теорією колбочка повинна містити в собі всього два пігменти з рядом розташованими максимами чутливості: хлоролаб (чутливий до жовто-зеленої області спектру) та еритролаб (чутливий до жовто-червоної частини спектру). Ці два пігменти давно знайдені та ретельно вивчені. При цьому колбочка є нелінійним датчиком відносин, що видає не тільки інформацію про співвідношення червоного та зеленого кольору, але і виділяє рівень жовтого кольору в цій суміші.

Доказом того, що приймачем синьої частини спектра в оці є паличка, може бути і той факт, що при кольороаномалії третього типу (тританопія), око людини не тільки не сприймає синю частину спектра, але й не розрізняє предмети в сутінках (куряча сліпота), а це вказує саме на відсутність нормальної роботи паличок. Прихильники трьохкомпонентних теорій пояснити, чому завжди, одночасно із припиненням роботи синього приймача, перестають працювати і палички досі не можуть.

Крім того, підтвердженням цього механізму є і давно відомий ефект Пуркінье, суть якого полягає в тому, що при настанні сутінків, коли освітленість падає, червоні кольори чорніють, а білі здаються блакитними. Річард Філліпс Фейнман зазначає, що: «це пояснюється тим, що палички бачать синій крайспектра краще, ніж колбочки, зате колбочки бачать, наприклад, темно-червоний колір, тоді як палички його зовсім не можуть побачити».

У нічний час, коли потік фотонів недостатній для нормальної роботи ока, зір забезпечують переважно палички, тому вночі людина не може розрізняти кольори.

На сьогоднішній день дійти єдиної думки про принцип сприйняття оком поки не вдалося.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки Російської Федерації

Федеральна державна бюджетна освітня установа

вищої професійної освіти

«Національний дослідницький ядерний університет «МІФІ»

Димитровградський інженерно-технологічний

інститут – філія НДЯУ «МІФІ»

Кафедра дизайну

Реферат з обладнання та благоустрою на тему:

« Особливостісприйняттясвітлалюдиною»

Виконав: студент 5 курсу

Алмакаєв А.А.

Науковий керівник:

Вєдєнєва Є.М.

Місто Димитровград 2012 р.

УУЄДЕННЯ

Перший шок, що відчувається людиною в момент народження, шок, за твердженнями психологів, впливає на підсвідомість протягом усього життя. І разом зі світлом у світ почуттів уривається колір – і теж не відпускає до самої смерті. Колір оточує людину з усіх боків, визначає настрій та самопочуття, впливає на працездатність та психологічний стан, навіть на саму тривалість життя.

Колірний зір відрізняє людину від більшості тварин. Зір - основний канал сприйняття навколишнього світу, і саме колір відіграє найважливішу роль інтерпретації інформації, отриманої через очі.

Маленька людина вчиться орієнтуватися у світі за яскравими кольорами, вчиться впізнавати та відрізняти предмети, речі та явища. Саме в дитинстві в підсвідомості вишиковуються асоціативні ряди, що пов'язують колір та відчуття, колір та емоцію. Виростаючи, людина починає підходити до кольору з прикладної точки зору, вчиться використовувати його у своїх потребах, вивчати, створювати та відтворювати колір.

Не існує, мабуть, жодної сфери діяльності людини, жодної професії, де б їй не довелося вирішувати питання, пов'язані з кольором, починаючи з побутових ("... мені піти сьогодні в червоній чи зеленій сукні?") і закінчуючи виробничими ( "Михаличе, скільки разів тобі говорити, що в ковбасу ми додаємо червону фарбу, а не зелену"). Практично в будь-якому виробництві використовуються барвники та пігменти. Колір - найсильніший головний біль дизайнерів та художників, видавців та поліграфістів, автослюсарів та текстильників, кінооператорів та телережисерів... Список професій, у яких колір грає визначальну, а то й вирішальну роль, можна продовжувати до нескінченності.

Щоб бачити, нам потрібне світло. Це становище може здатися надто очевидним, щоб заслуговувати на згадки, проте воно не завжди було настільки банальним. Платон думав, що зорове сприйняття існує не тому, що світло проникає в око, а тому, що частинки, що виходять з очей, обволікають навколишні предмети. Важко уявити собі тепер, чому Платон спробував вирішити проблему з допомогою простих експериментів. Хоча для філософів питання про те, яким чином ми бачимо, завжди було улюбленою темою роздумів та теоретичних побудов, лише за останнє століття ця проблема стала предметом систематичних досліджень; це досить дивно, оскільки все наукові спостереженнязалежить від показань людських органів чуття і головним чином зору.

Протягом останніх 300 років існували дві теорії, що суперничали щодо природи світла. Ісаак Ньютон (1642-1727) вважав, що світло - це потік частинок, у той час як Християн Гюйгенс (1629-1695) стверджував, що світло являє собою,

мабуть, коливання невеликих еластичних сферичних утворень, що стикаються один з одним і переміщуються у всепроникаючому середовищі - ефірі. Будь-яке обурення цього середовища, як він вважав, поширюватиметься у всіх напрямках у вигляді хвилі, а ця хвиля і є світлом.

Полеміка щодо природи світла - одна з найбільш вражаючих та цікавих в історії науки. Основним питанням на ранніх стадіях дискусії було питання про те, чи поширюється світло з певною швидкістю, чи воно досягає мети миттєво. Відповідь це питання було отримано зовсім несподівано датським астрономом Ремером (1644-1710). Він вивчав затемнення чотирьох яскравих супутників, що обертаються навколо Юпітера, і виявив, що періоди між затемненнями нерегулярні та залежать від відстані між Юпітером та Землею.

У 1675 р. він прийшов до висновку, що цей факт визначається часом, який потрібно, щоб світло, що походить від супутників Юпітера, досягло ока експериментатора; час зростає із збільшенням відстані внаслідок обмеженої швидкості світла. Дійсно, відстань від Землі до Юпітера дорівнює приблизно 299 274 000 км - це вдвічі більше, ніж відстань від Землі до Сонця; найбільша тимчасова різниця, яку він спостерігав, дорівнювала 16 хв. 36 сек. --на цей час раніше чи пізніше, ніж належало з розрахунку, починалося затемнення супутників. З кілька помилкової оцінки відстані до Сонця він підрахував, що швидкість світла дорівнює 308 928 км/сек. Сучасні знання про діаметр земної орбіти дозволяють нам уточнити цю величину і вважати її рівною 299274 км/сек, або Зх10 10 см/сек. Швидкість світла таким чином на невеликих відстанях від Землі вимірюється дуже точно, і тепер ми розглядаємо її як одну з основних констант Всесвіту.

Внаслідок обмеженої швидкості світла і певної затримки нервових імпульсів, що надходять до мозку, ми завжди бачимо минуле. Наше сприйняття Сонця запізнюється на 8 хв.; всім відомо, що найбільш віддалений з видимих ​​неозброєним оком об'єктів - туманність Андромеди вже немає і те, що бачимо, відбувалося мільйон років до появи людини Землі.

Швидкість світла, що дорівнює Зх10 10 см/сек, суворо зберігається лише у повному вакуумі. Коли світло проходить через скло або воду або яке-небудь інше середовище, що пропускає, його швидкість зменшується відповідно до показника заломлення світла (приблизно відповідно до щільності цього середовища). Це уповільнення швидкості світла дуже важливо, оскільки саме завдяки цій властивості світла призма заломлює світло, а лінзи створюють зображення. Закон заломлення (відхилення променя світла залежно від зміни показника заломлення) було вперше встановлено Снелліусом, професором математики, у Лейдені 1621 року. Снелліус помер у віці 35 років, залишивши свої роботи неопублікованими. Декарт сформулював Закон заломлення одинадцять років по тому. Закон заломлення говорить:

«При переході світла з середовища А в середу У відношенні синуса кута падіння до синуса кута заломлення світла є константою».

Ми можемо бачити, як це відбувається, з простої діаграми (рис. 2, 3): якщо АВ - промінь, що проходить через щільне середовище у вакуум (або повітря), він з'явиться в повітрі під кутом i по лінії BD.

Закон свідчить, що sin i/sin r є незмінною величиною. Ця константа і є індексом рефракції, або показник заломлення, позначений v.

Ньютон думав, що частинки світла (корпускули) притягуються до поверхні щільного середовища, Гюйгенс вважав, що заломлення виникає внаслідок того, що швидкість світла зменшується в щільному середовищі. Ці припущення були висловлені задовго до того, як французький фізик Фуко довів прямими вимірами, що швидкість світла у щільному середовищі справді зменшується. Деякий час вважали, що корпускулярна теорія світла Ньютона абсолютно хибна і що світло - це лише ряди хвиль, що проходять через середовище, ефір; проте початок нинішнього століття ознаменувалося важливим доказом те, що хвильова теорія світла не пояснює всіх світлових явищ.

Тепер вважається, що світло - це частки і хвилі. Світло складається з одиниць енергії - квантів. Вони поєднують у собі властивості і частинок і хвиль. Короткохвильове світло містить більше хвиль у кожному пучку, ніж довгохвильове. Цей факт знаходить своє відображення у правилі, згідно з яким енергія одного кванта є функцією частоти, інакше кажучи, E = hv, де Е - це енергія в ерг/сек; h - невелика постійна величина(Константа Планка), а х частота випромінювання.

Коли світло заломлюється призмою, кожна частота відхиляється під дещо іншим кутом, так що з призми пучок світла виходить у вигляді віяла променів, пофарбованих у всі кольори діапазону. Ньютон відкрив, що біле світло складається з усіх кольорів спектру, розклавши сонячний промінь на спектр і потім виявивши, що він може знову змішати кольори та отримати біле світло, якщо пропускати спектр через другу схожу призму, встановлену у зворотному положенні.

Ньютон позначив сім кольорів свого спектру в такий спосіб: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий. Ніхто насправді не бачить синій колір у чистому вигляді, ще сумнівніший помаранчевий. Подібне розподіл спектру на кольори пояснюється тим, що Ньютон любив число 7, і він додав помаранчевий та синій, щоб отримати магічну цифру! Тепер ми знаємо те, чого Ньютон не знав, а саме, що кожен спектральний колір, або відтінок, є світлом певної частоти. Ми знаємо також, що так зване електромагнітне випромінювання по суті нічим не відрізняється від світлового. Фізична відмінність між радіохвилями, інфрачервоним світлом, видимим світлом, ультрафіолетовими та рентгенівськими променями полягає в їхній частоті. Тільки дуже вузький діапазон цих частот збуджує око та дає зображення та відчуття кольору. Діаграма (рис. 2, 5) показує, наскільки вузька ця смуга у фізичній картині хвиль. Погляньте на цей малюнок, адже ми майже сліпі!

Якщо нам відома швидкість світла та його частота, то легко підрахувати довжину хвилі, проте насправді частоту світла важко виміряти безпосередньо. Легше виміряти довжину світлових хвиль, ніж їх частоту, хоча це не стосується низькочастотних радіохвиль.

Довжина світлової хвилі вимірюється шляхом розщеплення світла не за допомогою призми, а за допомогою спеціальної решітки з тонких ретельно накреслених за певними правилами ліній, у результаті також виникають кольори спектру. (Це можна бачити, якщо тримати диск світлового поляризатора похило, під тупим кутомдо джерела світла: тоді відображення складатиметься з яскравих кольорів). Якщо дані відстані між лініями, нанесеними за певним зразком і складовими грати, і кут, завдяки якому виникає пучок світла даного кольору, то довжина хвилі може бути дуже точно визначена. Подібним шляхом можна встановити, що блакитне світло має довжину хвилі приблизно 1/100 000 см, тоді як довжина хвилі червоного світла дорівнює 1/175 000 см. Довжина світлової хвилі важлива для встановлення меж роздільної здатності оптичних інструментів.

Ми не можемо неозброєним оком бачити один квант світла, проте рецептори сітківки настільки чутливі, що вони можуть стимулюватися одним квантом світла. Однак, щоб отримати відчуття спалаху світла, потрібно кілька (від п'яти до восьми) квантів світла. Окремі рецептори сітківки настільки чутливі, наскільки це взагалі можливо для будь-якого детектора світла, оскільки квант - це найменша кількість променистої енергії, яка взагалі може існувати. На жаль, прозорі провідні середовища очі далекі від досконалості та приховують можливості сітківки сприймати світло. Тільки близько 10% світла, що надходить в око, досягають рецепторів, решта губиться внаслідок поглинання та розщеплення всередині очі, перш ніж світло досягне сітківки. Незважаючи на ці втрати, виявляється можливим за ідеальних умов бачити одну свічку на відстані 27 353 м.

Ідея квантової природи світла має важливе значеннядля розуміння зорового сприйняття; ця ідея надихнула на ряд витончених експериментів, спрямованих на з'ясування фізичних властивостей світла та його сприйняття оком та мозком. Перший експеримент, присвячений вивченню квантової природи світла, було проведено трьома фізіологами - Гехтом, Шлером і Пиренном 1942 р. Їхня робота є класичної. Припускаючи, що око повинно мати майже або цілком таку ж чутливість, як це теоретично можливо, вони задумали дуже дотепний експеримент, щоб з'ясувати, скільки квантів світла має бути сприйнято рецепторами, щоб ми побачили спалах світла. Доказ ґрунтувався на використанні розподілу Пуассона. Воно описує очікуваний розподіл попадань у ціль. Ідея полягає в тому, що принаймні частково зміни чутливості ока у часі пов'язані не зі станом самого ока чи нервової системи, а з коливаннями енергії слабкого світлового джерела. Уявіть безладний потік куль, вони не будуть потрапляти в ціль з постійною швидкістю, Швидкість буде варіювати, подібним чином спостерігаються коливання і в кількості квантів світла, які досягають ока. Цей спалах може містити мале або велике числоквантів світла, і ймовірність виявити її буде тим вищою, чим більше вона перевищує середню кількість квантів у спалаху. Для яскравого світла цей ефект несуттєвий, однак, оскільки око чутливе і до кількох квантів, коливання енергії світла важливо враховувати при мінімальних величинах цієї енергії, необхідні виникнення відчуття.

Уявлення про квантову природу світла важливо також і для розуміння здатності ока виділяти тонкі деталі. Одна з причин, чому ми можемо читати при світлі місяця тільки великий газетний шрифт, полягає в тому, що кількість квантів, що потрапляють на сітківку, недостатньо, щоб створити повний образ за той короткий проміжок часу, який потрібно оку, щоб інтегрувати енергію, - це число близько однієї десятої секунди. Насправді, це ще не все, що може бути сказано з цього приводу; чисто фізичний фактор, обумовлений квантовою природою світла, сприяє появі добре відомого зорового феномена - погіршення гостроти зору при тьмяному світлі. Досі це явище трактувалося виключно як властивість ока. Насправді часто досить важко встановити, чи слід відносити той чи інший зоровий феномен до галузі психології, фізіології чи фізики.

Як з'являються зображення? Найпростіше зображення може бути отримане за допомогою шпилькового отвору. Малюнок показує, як це робиться. Промінь від частини предмета х може досягти лише однієї частини екрана у - тієї частини, яка розташована на прямій лінії, що проходить через шпильковий отвір. Кожна частина предмета висвітлює відповідну частину екрана, тому на екрані створюється перевернене зображення предмета. Отримане за допомогою шпилькового отвору зображення буде досить тьмяним, тому що для чіткого зображення потрібний ще менший отвір (хоча, якщо отвір замало, зображення буде розпливчастим, оскільки порушується хвильова структура світла).

Лінза фактично є пару призм. Вони направляють потік світла від кожної точки об'єкта до відповідної точки екрану, даючи таким чином яскраве зображення. На відміну від шпилькового отвору, лінзи добре працюють лише тоді, коли відповідним чином підібрані та правильно встановлені. Кришталик може бути неправильно налаштований та не відповідати оку, в якому він знаходиться. Кришталик може фокусувати зображення спереду або позаду сітківки, замість фокусувати його на самій сітківці, що призводить до появи короткозорості або далекозорості. Поверхня кришталика може бути недостатньо сферичною і викликати спотворення чи порушення чіткості зображення. Рогівка може бути неправильної формиабо мати вади (можливо, внаслідок пошкодження металевою стружкою на виробництві або піщинкою при керуванні машиною без запобіжних окулярів). Ці оптичні дефекти можуть бути компенсовані за допомогою штучних лінз - окулярів. Окуляри виправляють дефекти акомодації, змінюючи силу кришталика; вони коригують астигматизм, додаючи несферичний компонент. Звичайні окуляри не можуть виправити дефекти поверхні рогівки, однак нові рогівкові лінзи, встановлені на самому оці, утворюють нову поверхню рогівки.

Окуляри подовжують наше активне життя. З їх допомогою ми можемо читати та виконувати складну роботув старості. До їх винаходу працівники розумового та фізичної праціставали безпорадними через недоліки зору, хоча вони були ще сильні розумом.

Світло як елемент життєвого середовищалюдини є одним з основних факторів найважливішої медико-біологічної проблеми сучасності - організм і середовище.

Визначний дослідник природи, творець вчення про біосферу В.І. Вернадський писав, що "навколо нас, у нас самих, всюди і скрізь, без перерви, завжди змінюючись, збігаючись і зіштовхуючись, йдуть випромінювання різної довжини хвиль - від хвиль, довжина яких обчислюється десятимільйонними частками міліметра, до довгих, вимірюваних кілометрами". 1)

У цьому діапазоні лежать і випромінювання оптичної області спектру променистої енергії - світло сонця, піднебіння та штучних джерел світла.

Зараз у вік науково-технічного прогресуУ найрізноманітніших областях широко застосовуються джерела променистої енергії. У зв'язку з цим людина піддається впливу природних і штучних джерел променистої енергії з різною спектральною характеристикоюі надзвичайно широким діапазоном інтенсивності: від 100000 лк і більше вдень при прямому сонячному світлі до 0.2 лк вночі при місячному світлі.

Водночас про роль променистої енергії, зокрема світла, у біології людського організму ми, на жаль, знаємо ще поки що дуже мало.

Усі види випромінювання оптичної області спектра мають однакову фізичну природу. Але кожна окрема ділянка спектру (видимі, ультрафіолетові та інфрачервоні промені) має певні довжини хвиль та частоту електромагнітних коливань, що у свою чергу якісно характеризує ці ділянки спектра, їх біологічну дію та гігієнічне значення.

Світло – видиме випромінювання – є єдиним подразником ока, що викликає зорові відчуття, що забезпечують зорове сприйняттясвіту. Однак дія світла на око не обмежена лише аспектом бачення – виникненням на сітківці ока зображень та формуванням зорових образів. Крім основного процесу бачення, світло викликає інші важливі реакції рефлекторного і гуморального характеру. Впливаючи через адекватний рецептор - орган зору, він викликає імпульси, що поширюються по зоровому нерву до оптичної області великих півкульголовного мозку (залежно від інтенсивності) збуджує або гнітить центральну нервову систему, перебудовуючи фізіологічні та психічні реакції, змінюючи загальний тонус організму, підтримуючи діяльний стан.

Видимий світло надає ще вплив на імунні та алергічні реакції, а також на різні показники обміну, змінює рівень аскорбінової кислоти в крові, надниркових залозах і мозку. Він діє і на серцево-судинну систему. Останнім часом встановлено також і гуморальний вплив нервового збудження, що виникає при світловому подразненні ока.

Хоча найбільша кількість реакцій викликаних світлом в організмі людини, мають позитивний ефект, все ж таки має місце і шкідливі аспекти дії видимого світла. І в цьому рефераті, будуть викладені найпоширеніші види шкідливого впливуоптичного випромінювання видимого спектра на організм людини А саме буде розглянуто різні механізми світлових ушкоджень очей. p align="justify"> Особливу увагу в цьому рефераті вирішено приділити механізму заснованому на фотохімічних процесах що відбуваються на сітківці під впливом світлового випромінювання.

Для найповнішого розуміння матеріалу доцільно спочатку ознайомиться з анатомією органу зору.

БУДОВАЕОЧІ

Око складається з двох частин: власне очі – очного яблука та допоміжних частин – окорухових м'язів, повік, слізного апарату. Очне яблуко можна поділити екваторіальним розрізом на дві частини: передню та задню. Задня частина очного яблука, яку з деякою натяжкою можна назвати дном очного яблука, представлятиме той чутливий екран, на який відкидаються зображення діоптричним апаратом, закладеним у передній частині ока і що складається з кришталика, райдужини, циліарного тіла та рогівки; сюди ж можна віднести рідину передньої камери та склоподібне тіло.

Задня стінка очного яблука складається з трьох оболонок: світлочутливої ​​нервової оболонки, або сітківки (retina), пігментованої судинної оболонки (chorioidea) та зовнішньої білкової оболонки, або склери (sclera).

Сітківка представляє саму внутрішню оболонку очного яблука і межує безпосередньо зі склоподібним тілом.

Сітківка продовжується і на циліарне тіло і на райдужину, однак у цих місцях вона вже втрачає свою світлочутливість. Тому в сітківці розрізняють оптичну (pars optica), райдужну (pars iridica) та циліарну (pars ciliaris) частини.

В оптичній частині сітківки (pars optica) є два місця, важливі у функціональному відношенні. Одне з них є місцем входу зорового нерва і давно вже відомого під ім'ям сліпої плями. Інше ж, що представляє точку найкращого бачення і відоме під ім'ям жовтої плями, є плоским заглибленням, розташованим прямо проти зіниці і особливим розташуванням нервових елементів.

У сітківці вдається розрізнити ряд шарів. Найзовнішнім з них буде шар пігментного епітелію сітківки, що розвивається із зовнішньої стінки очного келиха (Pl).

Пігментний епітелій складається з низьких призматичних клітин правильної п'яти-шестигранної форми та на площинному препараті має вигляд мостоподібного епітелію. Серед звичайних одноядерних клітин трапляються великі гігантські багатоядерні клітини. Від поверхні клітин, зверненої у бік сітківки, відходять довгі плазматичні відростки, що утворюють бороду пігментного епітелію. У ці відростки проникають пігментні зернятка з протоплазми епітеліальних клітин. У бороду пігментного епітелію всунуто фоторецепторні кінці (SZ) чутливих клітин сітківки, так звані палички та колбочки, кожна з яких є апаратом, що сприймає світлове подразнення. Борода пігментного епітелію, оточуючи своїми пігментованими нитками кожну паличку та колбочку, оптично ізолює їх один від одного.

У власне сітківці самий зовнішній шар утворений щойно згаданими паличками і колбочками (SZ). Колбочки і палички лежать своїми основами у зовнішній прикордонній перетинці (mle), яку слідує зовнішній ядерний шар (AK), що містить у собі численні ядра. Наступний шар - зовнішній ретикулярний шар (Fs, ArS) - представлений нервовим сплетенням, за яким слідує внутрішній ядерний шар (iK) менш потужний ніж зовнішній. Далі йде знову нервове сплетення, відоме під ім'ям внутрішнього ретикулярного шару (IrS), до якого примикають гангліозний шар (Gs) та нервовий шар волокон (Fsn). Зрештою від склоподібного тіла сітківку відмежовує внутрішня прикордонна оболонка (mli).

Фотосенсибілізовані пошкодження мембран можна послабити або посилити поряд речовин. Хорошими гасниками синглетного кисню є b-каротин, a-токоферол, азид натрію та ін. Відомі також сполуки, які збільшують фотосенсибілізовані ушкодження. Це прооксиданти - речовини, що посилюють розгалуження ланцюга окислення, вступаючи в окислювально-відновлювальні реакції з ліпідними перекисами (3).

ВПЛИВСВІТЛА

світло колір фізіологія сприйняття

Для створення безпечних умов праці потрібна не тільки достатня освітленість робочих поверхонь, а й раціональний напрямок світла, відсутність різких тіней і відблисків, що викликають сліпучу дію.

Правильне освітлення та фарбування обладнання, небезпечних місць дає можливість стежити за ними уважніше (верстат, забарвлений в однотонний колір), а попереджувальне забарвлення небезпечних місць дозволить зменшити травматизм. Крім того підбір правильного поєднаннякольорів та його інтенсивності зведе до мінімуму час адаптації очей під час перекладу погляду з деталі робочу поверхню. Правильно підібране фарбування може впливати на настрій робітників, а отже, і на продуктивність праці. Таким чином, недооцінка впливу освітлення, вибору кольору та світла призводять до передчасної втоми організму, накопичення помилок, зниження продуктивності праці, збільшення шлюбу та, як наслідок, до травматизму. Деяка зневага до питань освітленості викликана тим, що око людини має дуже широкий діапазон пристосування: від 20 лк (повний місяць) до 100000 лк.

Природне освітлення – це видимий спектр випромінювання електромагнітних хвильсонячної енергії довжиною 380 – 780 нм (1 нм = 10 -9 м). Видимий світло (білий) складається з спектру кольорів: фіолетовий (390 - 450 нм), синій (450 - 510 нм), зелений (510 - 575 нм), жовтий (575 - 620 нм), червоний (620 - 750 нм). Випромінювання з довжиною хвилі більше 780 нм називається інфрачервоним, а з довжиною хвилі менше 390 нм – ультрафіолетовим.

Колір та світло взаємопов'язані між собою. Кольори, що спостерігаються людиною, поділяються на хроматичні та ахроматичні. Ахроматичні кольори (білий, сірий, чорний) мають різні коефіцієнти відображення і тому основною їх характеристикою є яскравість. Хроматичні кольори (червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій та фіолетовий) характеризуються, в основному, тоном, що визначається довжиною хвилі та чистотою чи насиченістю (ступінь "розбавленості" основного кольору білим). Забарвлення обладнання, матеріалів та ін. у чорний колір пригнічує людину. При перенесенні стандартних ящиків білого та чорного кольору всі робітники заявили, що чорні ящики важчі. Чорну нитку на білому тлі видно у 2100 разів краще, ніж на чорному, але при цьому спостерігається різкий контраст (відношення яскравостей). Зі збільшенням яскравості та освітлення до певних меж посилюється гострота зору і яскравість, з якою око розрізняє окремі предмети, тобто. швидкість розрізнення. Занадто велика яскравість світла негативно впливає на органи зору, викликаючи засліплення та різь в очах. Пристосування очей до зміни яскравості називається темною та світлою адаптацією. Працюючи на верстаті темно-сірого кольору (відбиває 5% світла) і з блискучою деталлю (відбиває 95% кольору) робочий переводить погляд зі верстата деталь 1 разів у хвилину, у своїй адаптацію очі витрачається приблизно 5 секунд. За семигодинний робочий день буде втрачено 35 хвилин. Якщо за тих же умов роботи змінити час адаптації до 1 секунди за рахунок правильного підбору контрасту, втрата робочого часу дорівнюватиме 7 хвилин.

Неправильний підбір освітлення впливає не лише на втрату робочого часу та втому робітників, але й збільшує травматизм у період адаптації, коли робітник не бачить або погано бачить деталь, та виконує робочі операції автоматично. Подібні умови спостерігаються і при монтажні роботи, робота крана та інші види робіт у вечірній час при штучному освітленні. Тому ставлення яскравостей (сутність розмаїття) повинно бути великим.

У сприйнятті квітів людиною значної ролі грає колірний контраст, тобто. перебільшення дійсної різниці між одночасними сприйняттями. Одна французька торгова фірма замовила партію червоної, фіолетової та блакитної тканини із чорним візерунком. Коли замовлення було виконано, фірма відмовилася прийняти, т.к. на червоній тканині замість чорного візерунка був зеленуватий; на блакитний - помаранчевий, на фіолетовому - жовто-зелений. Суд звернувся до спеціалістів, і коли ті закрили тканину, то у прорізах на папері малюнок був чорний.

В даний час встановлено, що червоний колір збуджує, але й швидко втомлює людину; зелений корисний для людини; жовтий викликає нудоту та запаморочення. Природне освітлення вважається найкращим здоров'ю людини.

Сонячне світло надає біологічну дію на організм, тому природне освітлення є гігієнічним. Заміна природного освітлення штучним допускається лише тоді, коли з якихось причин не можна використовувати (або неможливо використовувати) природне освітлення робочих місць.

Тому нормування освітлення виробничих приміщень та робочих місць здійснюється на науковій основі з урахуванням наступних основних вимог:

1.Достатня та рівномірна освітленість робочих місць та оброблюваних деталей;

2.Відсутність яскравості, бляклості та сліпучої дії в полі зору робітників;

3.Відсутність різких тіней та контрастів;

4.Оптимальна економічність та безпека освітлювальних систем.

Отже, правильного світлового режиму необхідно враховувати весь комплекс гігієнічних умов, тобто. кількісну та якісну сторони освітлення.

Для вимірювання освітлених робочих місць та загальної освітленості приміщень використовують люксметр типу Ю-116, Ю-117, універсальний люксметр – яркометр ТЕС 0693, фотометр типу 1105 фірми "Брюль та Кер". Принцип роботи приладів ґрунтується на використанні фотоелектричного ефекту- емісії електронів під впливом світла (рис 2.4.1).

При виконанні різних видів робіт застосовують природне, штучне та змішане освітлення, параметри яких регламентуються ГОСТ 12.1.013-78, СНиП ІІ-4-79 "Природне та штучне освітлення", інструкцією з проектування електричного освітлення будівельних майданчиків (СН 81-80). Усі приміщення з постійним перебуванням людей повинні мати природне освітлення.

Там, де неможливо здійснити природне освітлення або якщо воно не регламентується СНіП П-4-79, застосовується штучне або змішане освітлення.

Оптична частина спектру, що складається з ультрафіолетових, видимих ​​і інфрачервоних випромінюваньмає діапазон хвиль від 0,01 до 340 мкм. Видиме випромінювання, яке сприймається оком, називається світловим і має довжину хвиль від 0,38 до 0,77 мкм, а потужність такого випромінювання - світловим потоком (F). Одиницею світлового потоку прийнято люмен. Це величина, що дорівнює 1/621 світлового вата. Люмен [лм] визначається як світловий потік, який випускається повним випромінювачем (абсолютно чорним тілом) при температурі затвердіння платини з площею 530,5×10 -10 м 2 (світловий потік від еталонного точкового джерела в 1 канделу, розташованого у вершині тілесного кута 1 стерадіан). Стерадіан - це одиничний тілесний кут щ, який є частиною середовища радіусом 1 м і площею сферичної поверхні, основа якої дорівнює 1 м 2 .

де щ – одиничний тілесний кут, 1 стер;

S - площа сферичної поверхні, 1 м 2;

R – радіус сферичної поверхні, 1 м.

Просторова щільність світлового потоку у цьому напрямі називається силою світла (I). За одиницю сили світла прийнято кандел [кд].

де Й – сила світла, кд;

F – світловий потік, лм.

Величина світлового потоку, який припадає на одиницю поверхні, що освітлюється, називається освітленістю (Е). Вимірюється освітленість у люксах. Люкс - освітленість поверхні площею 1м 2 рівномірно розподіленим світловим потоком 1 лм.

Видимість предметів залежить від частини світла, відбитого предметом, і характеризується яскравістю (В). Вимірюється яскравість [кд/м 2 ].

де б - кут між нормаллю до елемента поверхні S та напрямком, для якого визначається яскравість.

Яскравість - світлотехнічна величина, яку безпосередньо реагує око. Гігієнічно прийнятним є яскравість до 5000 кд. Яскравість 30000 кд і вище є засліплюючою. До якісних показників освітленості відносяться фон та контрастність, видимість, показник засліпленості тощо.

Фон - це поверхня, що примикає до об'єкта (відмінність). Фон вважається світлим при коефіцієнті відображення > 0,4; середнім при с = 0,2-0,4; і темним при з< 0,2.

Контрастність характеризується відношенням яскравостей предмета і фону, що розглядається:

Контрастність освітлення вважається великою за > 0,5; середньої при = 0,2-0,5; і малої при< 0,2.

Рівномірність освітлення характеризується ставленням мінімальної освітленості до її максимальному значеннюу межах приміщення.

Природнеосвітлення

Природне освітлення є найбільш прийнятною людині, тому приміщення з постійним перебуванням людей повинні мати переважно природне освітлення. Природне освітлення здійснюється через віконні, дверні отвори, через ліхтарі, прозорі покрівлі. Тому воно поділяється на (рис.2.4.2):

а) верхнє освітлення – через світлові ліхтарі, прозорі покрівлі;

б) бічне освітлення – через вікна;

в) комбіноване освітлення – через вікна та ліхтарі, і т.д.

Критерієм природної освітленості є коефіцієнт природної освітленості (КЕО або Е Н), який представляє відношення природної освітленості світлом неба в деякій точці заданої площини всередині приміщення Є вн до одночасного значення зовнішньої горизонтальної освітленості, створюваної світлом повністю відкритого небосхилу Е нар, і виражається у відсотках:

Нормування КЕО проводиться відповідно до вимог СНіП ЙЙ-4-79 "Природне та штучне освітлення. Норми проектування".

Відповідно до СНиП ЙЙ-4-79 при односторонньому бічному освітленні критерієм оцінки є мінімальне значення КЕО в точці, розташованої в 1 м від стіни, найбільш віддаленої від світлових прорізів, на перетині вертикальної площини характерного розрізу приміщення та умовної робочої поверхні або підлоги. Під характерним розрізом приміщення розуміється поперечний розріз приміщення, площина якого перпендикулярна площині скління світлових прорізів. У характерний розріз приміщення мають потрапляти ділянки із найбільшою кількістю робочих місць. За умовну робочу поверхню приймається горизонтальна поверхня, що розташована на висоті 0,8 м від підлоги. При двосторонньому бічному освітленні критерієм оцінки є мінімальне значення KЕO в середині приміщення, у точці на перетині вертикальної площини характерного розрізу приміщення та умовної робочої поверхні (підлоги).

При верхньому, бічному та комбінованому освітленні нормується середнє значення КЕО (табл. 2.4.1.).

Усі параметри освітлення визначаються розрядом зорової роботи. Розряд зорової роботи на відстані від об'єкта відмінності до очей працюючого більше 0,5 м визначається ставленням мінімального розміру об'єкта відмінності (d) до відстані від цього об'єкта до очей працюючого (l). Під об'єктом відмінності розуміється аналізований предмет, окрема його частина чи дефект, які потрібно розрізняти у процесі робіт. Усього встановлено вісім розрядів зорової роботи (табл. 2.4.1).

Нормоване значення KЕO (Е н) приймається залежно від розряду зорової роботи, особливостей світлового клімату та сонячного клімату.

Для будівель розташованих в Й, II, ЙV і V поясах світлового клімату країн СНД, залежно від виду освітлення, бічне або верхнє нормоване значення КЕО (Енб, Енв) визначається за формулою:

де m-коефіцієнт світлового клімату; с-коефіцієнт сонячності клімату.

Значення Ен III знаходиться за таблицею 2.4.1; коефіцієнт світлового клімату (m) – за таблицею 2.4.2; коефіцієнт сонячності клімату (С) – за таблицею 2.4.3. Нерівномірність природного освітлення виробничих та громадських будівельз верхнім або з верхнім та бічним освітленням основних приміщень для дітей та підлітків при бічному освітленні не повинна перевищувати 3:l.

Нерівномірність природного освітлення не нормується для приміщень з бічним освітленням при виконанні робіт VЙЙ, VIII розрядів при верхньому та комбінованому освітленні, для допоміжних та громадських будівель ЙЙЙ та IV груп (п.1.2 СНіП ЙЙ-4-79). При проектуванні будівель у ЙЙЙ та V кліматичних районах, де виконуються роботи I - IV розрядів, необхідно передбачати сонцезахисні пристрої. При природній освітленості приміщень велике значення має догляд за вікнами та ліхтарями. Брудне скло затримує до 50% всього світла. Тому повинно проводитися регулярне чищення скла та побілка приміщень. З незначним виділенням пилу чищення скла проводиться через шість місяців, побілка - один раз на три роки; у запорошених - чотири рази на рік чистка і один раз на рік побілка.

При проектуванні будівель однієї з важливих завданьє правильний розрахунок площі світлових прорізів при природному висвітленні.

Якщо площа світлових отворів буде меншою за необхідну, це призведе до зниження освітленості і, як наслідок, до зниження продуктивності праці, підвищеної стомлюваності працюючих, захворювань і появи травматизму.

Таблиця 2.4.1. Нормування коефіцієнта природного освітлення

Таблиця 2.4.2. Значення коефіцієнта світлового клімату, m

Таблиця 2.4.3. Значення коефіцієнта сонячності клімату, з

Рис. 2.4.3 Схема розрахунку світлових прорізів при природному освітленні

Для виправлення помилки необхідно додатково вводити штучне освітлення, що викличе постійні додаткові витрати. Якщо площа світлових отворів буде більшою, то будуть потрібні постійні додаткові витрати на опалення будівель. Тому СНиП II-4-79 забороняє для опалюваних будівель передбачати площу світлових прорізів більше, ніж потрібно за цими нормами (рис. 2.4.5). Встановлені розмірисвітлових прорізів допускається змінювати на +5, -10%.

Площа світлових прорізів у світлі розраховують

При бічному освітленні, м 2:

При верхньому освітленні, м2:

де – нормоване значення КЕО;

S 0 і S ф - площа вікон та ліхтарів;

S п - площа підлоги;

з 0 і з ф - світлові характеристики вікна та ліхтаря (орієнтовно прийняті для вікон 8,0 – 15,0, для ліхтарів 3,0 – 5,0).

Світлова характеристика вікон (з о) оцінюється за таблицею 26 з урахуванням характеристики приміщення, а світлова характеристика ліхтаря або світлового отвору (з ф) - за таблицями 31 та 32 додатка 5 СНиП ЙЙ-4-79 з урахуванням характеристик приміщення та ліхтарів.

Коефіцієнти, що враховують затінення вікон протистоящими будинками (К зд), тип ліхтаря (К ф) визначаються за таблицею 3 СНиП II-4-79; К з - Коефіцієнт запасу приймається за таблицею 5.

При бічному освітленні до проведення робіт необхідно оцінити відношення ширини (глибини) приміщень (В) до відстані від рівня умовної робочої поверхні до верхнього краювікна (h1).

Загальний коефіцієнт (рис.2.4.3.) світлопропускання (ф 0) залежить від коефіцієнтів світлопропускання матеріалу (ф 1), коефіцієнтів, що враховують втрати світла в палітурках світлопройому (ф 2), втрати світла в несучих конструкціях (ф 3), втрати світла у сонцезахисних пристроях (ф 4), втрати світла у захисній сітці, що встановлюється під ліхтарями (ф 5 =0,9). Значення коефіцієнтів наведено у СНиП II-4-79 додатка 5 таблиці 28, 29.

Коефіцієнти, які враховують підвищення КЕО від відбиття світла (r 1 і r 2) знаходять за таблицями 30 і 33 додатка 5 СНиП ЙЙ-4-79 з урахуванням коефіцієнта відбиття (з порівн.) та характеристик приміщення.

Щоб правильно розрахувати площу світлових отворів (у світлі) при бічному (S 0) або верхньому (S ф) освітленні, необхідно знати не лише параметри приміщення, що проектується, але й види робіт, для яких проектується будівля, в якому світловому кліматі України чи СНД будується об'єкт, взаємне розташування об'єктів.

ФізіологіясприйняттяКОЛЬОРУЛЮДИНОЮ

Для адекватного сприйняття світу людині природою було надано п'ять органів чуття. Як відомо з фізіології, кожне з цих почуттів є неоціненним щодо застосування, але, напевно, кожен погодиться, що зір є найголовнішим із них.

Основою орієнтування людини у навколишньому світі є колір, який люди підсвідомо вже давно зарахували до матеріальних об'єктів. Але якщо глибоко замислитись і закликати на допомогу наукові дані, то виявиться, що доведеться відмовлятися від звичних уявлень про колір.

Якщо вивчати колір із позиції класичної фізики, то можна дізнатися, що колір - це не тільки властивість поверхні, але й електромагнітне випромінювання з спектральним складом. Однак такі відомості явно залишаться недостатніми, тому що центром визначення кольору все-таки має бути людина. Саме психофізичний фактор відіграє основну роль у сприйнятті кольору людиною.

Колірне відчуття може викликатися не тільки будь-яким електромагнітним випромінюваннямвід будь-якого джерела і поверхнею, але також сном, галюцинаціями та спогадами.

Колір - відчуття, що виникає в головному мозку після того, як він обробив сигнал, надісланий сітківкою ока, збудженої так званим стимулом. Мозок може обробити сигнал, що надходить не тільки від органу зору, але з власних ділянок, таких, як зони пам'яті. Взагалі, колір - ефемерне поняття, оскільки пов'язане виключно з «споживачем» (людиною, іншою живою істотою), подібно до того, як світло може існувати тільки при його русі. Поняття світло та колір дуже тісно пов'язані один з одним. Тільки світло (частина випромінювання в діапазоні 370-770 нм, яку ефективно сприймає око людини) може дозволити нам взагалі щось побачити. У даному випадкуВажливу роль у сприйнятті кольору відіграє джерело освітлення, як буде описано нижче.

Варто відзначити, і це на перший погляд здасться звичайній людині дивним, що всі предмети, що нас оточують, безбарвні. Це стає зрозумілим при розгляді механізму виникнення відчуття кольору (рис. 3.1).

Рис.3.1. Схема виникнення відчуття кольору

Існують також інші фактори сприйняття кольору людиною, які зазвичай даремно не беруться до уваги, а саме: вік, соціальне положення, настрій, стан здоров'я, пора року та багато інших. Всі ці фактори, в комплексі з умовами спостереження, повинні враховуватися для коректного відображення та, відповідно, сприйняття кольору.

Основним приймачем видимого випромінювання, як відомо, є око. Розглянемо механізм його роботи. Основою сприйняття видимого випромінювання є світлочутливі клітини (фоторецептори). Одні з них уможливлюють колірний зір (колбочки), інші - нейтрально-сіре (палички). В основі сприйняття лежать біохімічні реакції світлочутливих пігментів колб і паличок, які під дією випромінювання піддаються оборотним хімічним змінамщо формує електричні сигнали, що надходять у мозок по черепномозковим нервам (nervi optici)

У колбочках є 3 рецептори, що реагують відповідно на червону, синю та зелену області спектру. А палички відповідають ще й за так званий сутінковий зір (сприйняття зображення у неповній темряві). У цей час колірний зір частково вимикається.

На сприйняття кольору однаково впливає як властивість поверхні поглинати частина спектру, а частину відбивати, а й те, яке джерело світла використовується. Від його спектрального складу (колірної температури) залежить колір видимої поверхні.

ХАРАКТЕРИСТИКИКОЛЬОРУ

Проблемами кольору з давнинуі до наших днів займаються цілий ряд наукових дисциплін, кожна з яких вивчає колір з її боку. Фізику, перш за все, цікавить енергетична природа кольору, фізіологію – процес сприйняття кольору людиною та перетворення її на колір, психологію – проблема сприйняття кольору та впливу його на психіку, здатність викликати різні емоції, біологію - значення та роль кольору у життєдіяльності живих організмів та рослин.

У сучасній науціпро колір важлива рольналежить і математики, за допомогою якої розробляються методи опису та вимірювання відтінків кольору. Є ще ряд наукових дисциплін, що вивчають роль кольору у більш вузьких сферах людської діяльності, наприклад, такі як поліграфія, хімія лаків і фарб, криміналістика та ін.

Дія на органи зору випромінювань, довжини хвиль яких перебувають у діапазоні 400-700 нм, призводить до виникнення зорових відчуттів. Ці відчуття розрізняються, кількісно та якісно. Фізичні властивостівипромінювання - потужність і довжина хвилі - тісно пов'язані з властивостями відчуття, що збуджується ним. Однак, хоча випромінювання та відчуття взаємопов'язані, цей зв'язок складний і підкоряється законам суб'єктивного візуального сприйняття світлового випромінювання. Звідси і розподіл параметрів, що характеризують колір, на об'єктивні та суб'єктивні.

Об'єктивніХарактеристикикольору

Кольори всіх спектральних випромінювань спектра видимого світла розташовуються у досить короткому інтервалі довжин хвиль випромінювання: від синьо-фіолетового випромінювання з довжиною хвилі 400 нм (нанометрів) до точки червоного випромінювання з довжиною хвилі 700 нм.

Якщо розглядати світло за хвильовою теорією, то хвиля крім довжини має і другу характеристику – потужність (амплітуда). Отже, з об'єктивних характеристик кольору можна виділити його довжини хвилі випромінювання та потужності випромінювання. Випромінювання, що мають лише одну довжину хвилі, називають монохроматичними випромінюваннями. В інтервалі довжин хвиль видимого спектра монохроматичні випромінювання визначають спектральні кольори. Кольори двох монохроматичних випромінювань видимого спектра, що утворюють біле світло, називають додатковими кольорами.

Потужність випромінювання для кольору визначається поняттям "яскравість". Потужність випромінювання можна розглядати у двох площинах: 1) потужність випромінювання безпосередньо від джерела випромінювання і, 2) потужність випромінювання від об'єкта відбиває або пропускає випромінювання іншого джерела. Поверхня та речовина об'єкта, як правило, змінює потужність та довжину хвилі випромінювання. Отже, яскравість - поняття об'єктивне (фізичне) і воно характеризується кількістю світла, що потрапляє в око спостерігача від об'єкта, що випромінює, що пропускає крізь себе або відбиває світло.

Серед випромінювань складного спектрального складу видимого світла велике значення мають ті, що утворюють біле світло денного освітлення. Біле світло - сумарне випромінювання з однаковим за потужністю всіх монохроматичних випромінювань видимого спектра.

Між білими і чорними поверхнями лежить безліч поверхонь, що відбивають біле світло неповно від 99% до 1% падаючого. Ця множина утворює ряд сірих (ахроматичних) кольорів. Ряд ахроматичних кольорів є сіра ступінчаста шкала, яку використовують у поліграфії для контролю репродукційних процесів. Поля такої шкали, отриманої на чорно-білому фотопапері, розрізняються лише за світлом. Світло - одна з суб'єктивних характеристик видимого світла.

Суб'єктивніХарактеристикикольору

Характер відчуття кольору залежить як від сумарної реакції чутливих до кольору рецепторів ока (людини), і від співвідношення реакцій кожного з трьох типів рецепторів. Сумарна реакція чутливих до кольору рецепторів ока визначає світлоту кольору, а співвідношення її часток – колірний тон. Зі зміною потужності змінюється світло, а зі зміною довжини хвилі - візуально сприймається колірний тон і насиченість кольору. Початкове уявлення про світло і колірний тон можна проілюструвати, помістивши забарвлену поверхню частково на пряме сонячне світло, а частково - в тінь. Обидві частини її мають однаковий колірний тон, але різну світлоту. Сукупність цих показників позначається одним терміном " колір " . З наведеного прикладу можна дійти невтішного висновку, що якісні суб'єктивні характеристики кольору це колірний тон і насиченість, а суб'єктивна кількісна характеристика - светлота.

Колірний тон, насиченість і світло - це три суб'єктивно сприймаються очі ознаки хроматичних кольорів.

Колірний тон - це суб'єктивна ознака кольору, який пізнається через відчуття і визначається словами - синій, зелений, червоний, жовтий і т. д. , що розглядаються у відбитому світлі. Колірний тон джерела випромінювання в видимої областіСпектра визначається складом видимого спектра випромінювання. У нашій свідомості колірний тон асоціюється із забарвленням добре знайомих предметів. Багато найменувань кольорів походять від об'єктів з характерним пам'ятним кольором. Наприклад, такі як малиновий, помаранчевий (апельсиновий), вишневий, болотний, бузковий, рожевий, криваво - червоний і т. д. стану, професіоналізму, тренованості, національності та багатьох інших факторів.

Насиченість кольору - це друга суб'єктивна ознака кольору, що характеризує силу, інтенсивність відчуття колірного тону. Серед ряду кольорів одного тону, наприклад, серед синіх кольорів, можна виділити ті, у яких сильніше виражений синій тон; і які сприймаються як яскраво синіми. Насиченість кольору асоціюється у нашій свідомості з кількістю барвника, наприклад, з його концентрацією у фарбі, а також з його чистотою. Наприклад, збільшуючи концентрацію барвника або, інакше кажучи, насичуючи їм розчин, тим самим збільшуємо насиченість кольору цього розчину. Збільшуючи вміст пігменту у фарбі, ми також збільшуємо її насиченість.

Подібні документи

Створення безпечних умов праці. Комплекс гігієнічних умов правильного світлового режиму. Загальні питанняштучного? природного освітлення. Розподіл освітленості у приміщенні при природному висвітленні. Розрахунок площі світлових отворів.

реферат, доданий 23.03.2009


Обчислення значення для знаходження природного освітлення для кімнати у житловій квартирі за заданими значеннями. Визначення параметрів штучного висвітлення. Методика розрахунку необхідного додаткового джереласвітла, його потужності та віддачі.

практична робота , доданий 27.06.2014


Поняття та сутність висвітлення, його роль та значення. Природне освітлення, його характеристика та особливості, а також нормування та розрахунок. Нормування та розрахунок штучного освітлення, його характеристика та особливості. Джерела штучного світла.

контрольна робота , доданий 22.02.2009


Дослідження основних світлотехнічних характеристик. Вивчення видів виробничого освітлення: природного, штучного та поєднаного. Нормування освітленості. Вимоги до систем виробничого висвітлення. Джерела світла та світильники.

презентація , доданий 25.06.2014


Характеристики освітлювальних умов, види джерел штучного освітлення. Криві розподілу сили світла у просторі. Системи та способи виробничого освітлення. Нормування, розрахунок та основні вимоги. Вплив висвітлення на зір.

контрольна робота , доданий 12.11.2009


Джерела світла, що застосовуються для штучного освітлення, їх поділ на групи: газорозрядні лампи та лампи розжарювання. Переваги та недоліки джерел освітлення. Конструктивне виконання світильників. Вибір ламп для безпечного освітлення.

презентація , доданий 25.09.2015


Основні світлотехнічні поняття та величини. Особливості суб'єктивного сприйняття світла. Характеристика видів та джерел штучного освітлення, основні гігієнічні вимоги до них. Нормування освітленості робочих поверхонь.

контрольна робота , доданий 30.10.2011


Зв'язок організму з зовнішнім середовищемза допомогою світла. Функції висвітлення: утилітарні, біологічні, естетичні та економічні. Системи висвітлення виробничих приміщень. Нормування природного та штучного освітлення. Метод питомих потужностей.

контрольна робота , доданий 08.11.2009


Вимоги до світлового середовища виставкових приміщень. Системи штучного освітлення та використання природного світла. Характеристика видів освітлювальної арматури та світильників, що застосовуються для висвітлення виставкових експозицій.

реферат, доданий 02.03.2011


реконструкція штучного освітлення виробничого приміщення; якісні характеристики. Вибір системи освітлення, типу джерела світла, розташування світильників, виконання світлотехнічного розрахунку, визначення потужності освітлювальної установки.

Світлова чутливість є основою всіх форм зорового відчуття та сприйняття. Ця функція є надзвичайно мінливою (лабільною) та її зміни визначаються багатьма причинами. p align="justify"> Основним фактором, від якого залежить рівень абсолютної світлової чутливості, є світлові умови, в яких знаходиться людина, або, точніше, величина яскравості фону.

На світлову чутливість ока також впливають такі фактори, як:

• розподіл паличок та колбочок. Через їх нерівномірний розподіл периферія світловідчуття периферичних відділівсітківки значно вищі, ніж центральних.
• концентрація світлочутливих зорових речовин (зорового пурпуру) у паличках.
• стан нервових елементів зорового апарату, тобто. периферичних та центральних нервових клітин та нервових волокон.
• площа зіниці, - при однакових яскравості і кутових розмірахвипробувальних полів світловий потік, що потрапляє на сітківку, буде меншим при меншій площі і більшим при більшої площізіниці.
  

Для визначення рівня світлової чутливості та її змін у процесі адаптації можуть бути використані багато прийомів, починаючи від простого спостереження за поведінкою хворого, до дослідження за допомогою спеціальних приладів – адаптометрів та адаптопериметрів.

При дослідженні світловідчуття визначають здатність сітківки сприймати мінімальне світлове подразнення - поріг світловідчуття і здатність вловлювати найменшу різницю інтенсивності освітлення, що називається порогом розрізнення.

Поріг роздратування залежить від попереднього освітлення ока. Так, якщо пробути деякий час у темному приміщенні і потім вийти на яскраве світло, то настане ніби засліплення. Через деякий час перебування на світлі очі вже спокійно його переносить. І навпаки, якщо пробути деякий час на світлі, а потім увійти в сильно затемнене приміщення, то спочатку предмети абсолютно невиразні і лише поступово око звикає до зниженого освітлення.

При вплив на око сильного світла швидше руйнуються зорові речовини і, незважаючи на їхнє перманентне відновлення, чутливість ока до світла знижується. У темряві розпад зорових речовин немає так швидко, як у світла, і, отже, у темряві підвищується чутливість очі до світла. Крім того, при дії на сітківку яскравого світла з пігментного епітелію пігмент переміщається до нейроепітелію і прикриває його, що в свою чергу знижує його чутливість до світла. Процес пристосування ока до різних умов освітлення називається адаптацією.

При адаптації до світла чутливість ока до світлового подразника знижується.

Зниження темнової адаптації є симптомом деяких очних (глаукома, сидероз, пігментна дистрофія сітківки) та загальних (хвороби печінки, авітаміноз А) захворювань. Для вивчення світлової чутливості та всього ходу адаптації служать адаптометри.

Діагностика

Під час дослідження світлової чутливості виробляється визначення світлових порогів. Світлові пороги можуть визначатися або у відносних світлових одиницях (наприклад, поділах фотокліну, площі діафрагми, через яку проходить світло), або в абсолютних світлових одиницях, які знаходяться у пропорційному відношенні до енергетичних одиниць.

При визначенні світлових порогів в абсолютних світлових одиницях, що найчастіше здійснюється в сучасних адаптометрах, користуються одиницями, кратними стильбу: нитками (нт), апостильбами (асб), пікостильбами та ін. подразника, які сприймаються). Тому світлова чутливість є величиною, зворотною абсолютному світловому порогу.

Дослідження змін світлової чутливості в ході світлової адаптації в клінічній практиціне застосовується через велику швидкість цього процесу. Зазвичай досліджують перебіг темнової адаптації.

Для того, щоб дослідити чутливість певного місцясітківки, необхідно по можливості виключити мимовільні та довільні рухиочей, що особливо легко виникають при зануренні в темряву. Для цього у більшості досліджень застосовують так звану фіксаційну точку. Як фіксаційну точку найчастіше використовують світиться об'єкт мінімальних розмірів (1-2′), з червоним фільтром. Точкове джерело червоного світла малої яскравості при фіксації його не викликає розкладання зорового пурпуру.

В умовах темнової адаптації найвища світлова чутливість відзначається при подразненні сітківки, розташованих між 12 і 18 ° від центральної ямки. Тому дослідження світлової чутливості роблять найчастіше при проектуванні випробувального поля саме в цю область сітківки. Дослідження чутливості тільки в одній області не дає повного уявлення про світлову чутливість, особливо при деяких захворюваннях очей (пігментна дегенерація сітківки, глаукома). Тому зараз у клініці досить часто застосовують периметричну адаптометрію, за якої світлова чутливість досліджується у різних відділах поля зору ("квантитативна периметрія", за Гармсом, 1957).

Для лікарської експертизи широко застосовують адаптометр, створений проф. C.B. Кравковим та проф. H.A. Вишневським. Він дозволяє орієнтовно визначити стан сутінкового (нічного) зору під час масових обстежень за 3-5 хв.Дія приладу заснована на переміщенні відносної яскравості кольорів в умовах денного та зниженого освітлення (феномен Пуркіньє).

При сутінковому зір відбувається переміщення максимуму яскравості в спектрі від червоної частини спектру до синьо-фіолетової.В основі феномену Пуркіньє лежить та обставина, що колбочки сітчастої оболонки, що функціонують при денному зорі, перестають функціонувати при послабленні освітлення, поступаючись провідним місцем апарату паличок сітчастої оболонки, більш чутливому до зелено-синіх променів, які і здаються в цьому випадку відносно більш яскравими. ніж жовто-жовтогарячі.

Адаптометр Кравкова-Вишневського являє собою темну камеру, всередині якої розташована таблиця із зеленого, блакитного, жовтого і червоного квадратів, що освітлюється світлом різної яскравості, що поступово посилюється. Основний об'єкт спостереження – блакитний квадрат; жовтий квадрат служить контролю.

Про світловідчуття можна судити за часом, який потрібно обстежуваному у тому, щоб він почав розрізняти кольорові квадрати таблиці. На початку дослідження при адаптації до світла обстежуваний не розрізняє кольори і квадрати здаються йому сірими різної світлості. Принаймні наступу темнової адаптації першим відрізняється жовтий квадрат, потім - блакитний. Червоний і зелений квадрати за цих умов зовсім невиразні.

Час, що минув від моменту включення ламп до моменту, коли обстежуваний побачив світліший квадрат на місці зеленого, відзначається секундоміром. При нормальному колірному зорі та нормальній темновій адаптації - цей час коливається між 15-ою та 60-ою секундами.

Темнову адаптацію можна перевірити і без адаптометра, використовуючи таблицю Кравкова-Пуркіньє . Шматок картону розміром 20×20 см обклеюють чорним папером. По кутах, відступивши на 3-4 см від краю, наклеюють 4 квадратики розміром 3x3 см з блакитного, жовтого, червоного та зеленого паперу.

Кольорові квадрати показують пацієнтові в затемненій кімнаті з відривом 40-50 див від ока. У нормі спочатку квадрати невиразні. Через 30-40 с стає помітним контур жовтого квадрата, а потім – блакитного. Зниження темнової адаптації називається гемералопією. При гемералопії вбачають лише один жовтий квадрат.

Світлові пороги
А – світлові пороги – арифметичний ряд,
В – світлові пороги – геометричний ряд (логарифми),
Б - світлова чув-ть - арифметичний ряд,
Г - світлова чув-ть - геометричний ряд (логарифми),
Скрізь по осі ординат відкладено величини порогів або чутливості, а по осі абсцис - час у хвилинах.

Якщо встановлено зниження сутінкового зору, темнову адаптацію необхідно перевірити більш точних адаптометрах, наприклад на адаптометр Білостоцького .

Прилад визначає криву наростання світлової чутливості ока під час тривалого (60 хв) перебування у темряві та досліджує окремо світлову чутливість центру та периферії сітчастої оболонки у короткий (3-4 хв) час, а також визначає чутливість адаптованого до темряви ока до яскравого світла.

Перед початком дослідження темнової адаптації необхідно отримати максимальну світлову адаптацію. Для цього обстежуваний протягом 20 хв. дивиться на рівномірно і яскраво освітлений екран. Потім пацієнта поміщають у повну темряву (під ширму адаптометра) та визначають світлову чутливість очей.

Через інтервали 5 хв хворому пропонують дивитися на слабко освітлений екран. У міру того, як світлова чутливість наростає, сприйняття яскравості поступово знижується. За допомогою діафрагми можна досягти поступового та рівномірного зменшення освітлення приблизно в 80 млн разів у порівнянні з освітленням при відкритій діафрагмі. Дослідження проводять протягом 1 год.

Світлова чутливість ока швидко зростає у темряві і через 40-45 хв досягає максимуму, зростаючи у 50 000-100 000 разів, а іноді й більше порівняно з чутливістю ока на світлі. Особливо швидко темнова адаптація наростає у перші 20 хв.

Зміни світлової чутливості у вигляді кривих стали застосовувати після робіт Нагеля (Nagel, 1907) та Піпера (Piper, 1903), тобто вже майже 60 років. Спочатку при цьому застосовували арифметичний ряд. Але такий спосіб зображення виявився незручним тому, що коливання чутливості при темновій та світловій адаптації можуть досягати кількох десятків і навіть сотень тисяч разів, що технічно незручно показати на графіку.

Оскільки наростання порогів світлової чутливості має величезний розмах, також зручніше представляти наростання світлової чутливості в логарифмах чисел, що позначають світлову чутливість. По осі абсцис відкладають час перебування в темряві за хвилини, а по осі ординат - пороги світлової чутливості, виражені в логарифмах.

Світлова чутливість та перебіг адаптації - виключно тонкі функції, вони залежать від віку, живлення, настрою, різних побічних подразників.

Розлади темнової адаптації

Для того щоб судити про патологічні зміни світлової чутливості, потрібно уявляти, які її величини для здорового, нормального ока. У очній клініці найбільшого поширення набуло дослідження світлової чутливості під час темнової адаптації. Тому необхідно знати, який рівень світлової чутливості на початку темнової адаптації та на різних її етапах, а також її максимальний рівень після закінчення темнової адаптації.

Це питання, на перший погляд, досить просте, при найближчому знайомстві з ним виявляється не таким очевидним. Абсолютна світлова чутливість залежить від надзвичайно великої кількостірізноманітних умов і тому є дуже лабільною функцією. Наприклад, Н. П. Ріпак (1953) досліджував 110 здорових осіб приладом АДМ і виявив, що максимальний рівень абсолютної світлової чутливості через 60 хвилин темнової адаптації варіює в межах від 130,000 відносних одиниць до 1,400,000 одиниць світлової чутливості. На цій підставі, статистично опрацювавши матеріал, Н. П. Ріпак встановив поняття зони норми абсолютної світлової чутливості. Ці показники слід вважати дійсними лише апарату даної системи та даних умов дослідження. Працюючи з апаратами інших конструкцій потрібно завжди заздалегідь встановити свої власні нормативи світлової чутливості, це і є легким завданням.

У тому випадку, якщо захворювання ока одностороннє, то друге клінічно здорове око є хорошим контролем для хворого ока. Тому завжди рекомендується проводити дослідження кожного ока окремо. Потрібно також пам'ятати, що пороги щодо абсолютної світлової чутливості дещо нижчі, якщо дослідження проводитиметься бінокулярно, а чи не монокулярно. Це відбувається внаслідок бінокулярної сумації подразників.

Розлади темнової адаптації можуть виявлятися як підвищення порога роздратування, тобто. світлочутливість навіть за тривалого перебування у темряві залишається зниженою і досягає нормальної величини, чи вигляді уповільнення адаптаціїколи світлочутливість наростає пізніше, ніж у нормі, але поступово доходить до нормальної або майже нормальної величини.

Найчастіше зустрічається комбінація зазначених видів розладів. І той і інший вид порушення свідчить про зниження світлової чутливості.

Розлад темнової адаптації різко знижує здатність орієнтуватися у просторі при зниженому висвітленні.

Гемералопія можлива при деяких захворюваннях сітківки (пігментна дистрофія, ретиніти, хоріоретиніти, відшарування сітківки) та зорового нерва (атрофія, застійний диск), при високих ступенях короткозорості.

У цих випадках гемералопія викликана незворотними анатомічними дефектами в зорово-нервовому апараті – руйнуванням закінчень паличок та колб. Зниження темнової адаптації - одне з ранніх ознак глаукоми. Це спостерігається при захворюваннях печінки, частіше при цирозі. У печінці міститься багато вітаміну А, її захворювання викликає авітаміноз А, в результаті знижується нова адаптація.

Крім того, при цирозі печінки в пігментному епітелії відкладається холестерин, що перешкоджає нормальному виробленню пігментів зорових.

Гемералопія як функціональне порушеннясітківки може виникнути при порушеннях харчування, загальному гіповітамінозі з переважним дефіцитом вітаміну А. Вітамін А, як відомо, необхідний для вироблення зорового пурпуру. Досить часто гемералопія поєднується з появою на кон'юнктиві очного яблука ксеротичних бляшок поруч із рогівкою лише на рівні її горизонтального меридіана як сухуватих ділянок епітелію.

Така гемералопія оборотна і проходить досить швидко, якщо в їжу вводити продукти, що містять вітамін А, свіжі овочі, фрукти, печінку і т.д.