Опыт № 4. Определение нижнего абсолютного порога слуховой чувствительности

Цель работы – определение абсолютных порогов слуховой чувствительности чистых тонов в зависимости от частоты звукового сигнала.

Аппаратура – аудиометр поликлинического типа модели АП-02, представляющий собой настольный переносный прибор.

Методика.До проведения измерений необходимо подготовить бланк протокола (табл. 1.8) и получить у преподавателя или учебного мастера стандартный бланк аудиограммы для нанесения результатов исследования (рис. 1.4).

Аудиограммой называется график зависимости нижнего абсолютного порога слышимости (звукового давления) от частоты звукового сигнала, который строится на логарифмической шкале.

Опыт выполняют с использованием аудиометра. Испытуемый садится так, чтобы не видеть органов управления аудиометра, и надевает наушники таким образом, чтобы телефон с красной отметкой был на левом ухе.

Таблица 1.8

Протокол опыта № 4

Частота звука f, Гц	Порог слышимости (звуковое давление) L, дБ
Правое ухо	Левое ухо
появление LП1	исчезновение LП2	среднее значение	появление LЛ1	исчезновение LЛ1	среднее значение

Рис. 1.4. Стандартный бланк для построения аудиограммы

Инструкция испытуемому: "Вам будут предъявлять чистые тона разной высоты. Внимательно слушайте, не отвлекайтесь. Как только Вы впервые услышите звук в правом (или в левом) наушнике, то необходимо сообщить об этом экспериментатору".

Измерения проводят сначала для правого, затем для левого уха. Приступая к измерению, экспериментатор устанавливает регулятор уровня звукового давления "LEVEL dB" в положение "0", а регулятор частоты "FREQUENCY Hz" в положение "250", соответствующее минимальному значению частоты звука. Подача сигнала осуществляется путем нажатия кнопки аудиометра "left start" или "raght start" в зависимости от того, для какого (левого или правого) уха проводится измерение. Испытуемый реагирует словами: "Слышу" или "Не слышу". Если испытуемый не слышит звуковой сигнал, то экспериментатор передвигает регулятор уровня звукового давления "LEVEL dB" по часовой стрелке до следующей отметки "5" и т.д., т.е. в сторону увеличения интенсивности звукового давления. И подает сигнал, нажимая кнопку аудиометра "left start" или "raght start".

Экспериментатор увеличивает интенсивность звукового давления до значения, при котором испытуемый услышит звуковой сигнал. Это значение (порог появления слышимости) для соответствующей частоты экспериментатор заносит в протокол (см. табл. 1.8).

После этого экспериментатор проводит измерение слышимости на той же частоте сигнала, снижая звуковое давление путем поворота регулятором громкости "LEVEL dB" против часовой стрелки с максимального уровня "80" до тех пор, пока испытуемый не перестает слышать звук. Соответствующее значение звукового давления, при котором испытуемый ещё слышит звук (порог исчезновения слышимости), экспериментатор заносит в протокол (см. табл. 1.8).

Измерения проводят для ряда частот (250; 500; 1000; 2000; 4000; 6000; 8000), указанных в протоколе (см. табл. 1.8). Для изменения частоты звука экспериментатор передвигает по часовой стрелке регулятор частоты "FREQUENCY Hz".

Обработка результатов опыта.Производят расчет и заносят в протокол (см. табл. 1.8) среднее значение порога слышимости для правого и левого уха:

; , (1.13)

где L_П1, L_Л1 – порог появления слышимости соответственно для правого и левого уха для измеряемой частоты;

L_П2, L_Л2 – порог исчезновения слышимости для правого и левого уха для измеряемой частоты.

На бланк аудиограммы (см. рис. 1.4) наносят среднее значение порога слышимости и от руки проводят аудиометрические кривые для правого и левого уха, соединяя экспериментальные точки плавной линией (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Индивидуальный порог слышимости

В выводе необходимо указать, в каком частотном диапазоне порог слышимости у данного испытуемого повышен, а в каком – понижен; для каких частот слуховая чувствительность у испытуемого максимальна.

Контрольные вопросы

1. Определение ощущений.

2. Анализатор, основные типы анализаторов.

3. Абсолютные пороги анализатора.

4. Разностный порог.

5. Оперативный порог.

6. Различия между разностным и оперативным порогами.

7. Диапазон чувствительности анализатора.

8. Дробь Вебера и ее свойства.

Лабораторная работа № 2

ИЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК
ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА

Теоретические сведения

Из всех анализаторов человека наибольшее значение в его деятельности, в том числе и при управлении транспортным средством, имеет зрение, так как 80-90% всей информации поступает к нам через зрительный анализатор, который включает в себя глаз, зрительный нерв и зрительные центры, расположенные в коре головного мозга.

Глаз (лат. oculus) – орган зрения, воспринимающий световые раздражения (рис. 2.1). Световые лучи от рассматриваемых предметов проникают через отверстие в радужной оболочке – часть оболочки глазного яблока, расположенная впереди хрусталика. Это отверстие называется зрачком и имеет диаметр 2-8 мм, зрачок регулирует количество света, поступающего в глаз. Радужная оболочка содержит мышечные клетки, сокращение которых изменяет величину зрачка. Свет преломляется роговой оболочкой и хрусталиком. Роговая оболочка – передняя прозрачная часть оболочки глаза, обеспечивающая его форму и предохраняющая его внутренние части от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Хрусталик – прозрачное преломляющее свет эластичное образование, имеющее форму двояковыпуклой линзы. В результате преломления на сетчатке (внутренней поверхности глазного яблока, воспринимающей световые раздражения), образуется изображение внешних объектов. В сетчатке с помощью фоторецепторов (палочек и колбочек) изображение преобразуется в биоэлектрические сигналы.

Палочки дают количественную оценку интенсивности света или степени яркости предмета. Колбочки дают качественную оценку, от них зависит восприятие формы предмета, его цвета. Палочки имеют диаметр около 2 мкм и длину около 60 мкм, их общее количество 120-125 млн. Диаметр колбочек 6-7 мкм, длина 35 мкм и общее количество 3-6 млн. Распределение фоторецепторов по площади сетчатки неравномерно. В центральной области сетчатки располагаются в основном колбочки, а на её периферии – палочки. Фовеа ("центральная ямка") содержит только колбочки.

Рис. 2.1. Строение глаза

В месте выхода из глаза зрительного нерва, называемого слепым пятном, фоторецепторы отсутствуют и ощущение света не возникает (рис. 2.1).

Сложное строение сетчатки, содержащей несколько слоев клеток, обеспечивает лишь предварительную обработку информации. Для дальнейшей обработки биоэлектрические сигналы по зрительному нерву передаются в кору головного мозга, где возникает зрительное ощущение.

Глазные мышцы фиксируют глаз на рассматриваемом объекте и двигают глазное яблоко вверх или вниз, вправо или влево.

Зрение имеет несколько характеристик, которые различны у разных людей и не постоянны у одного и того же человека. Эти характеристики могут меняться в зависимости от опыта, возраста, условий труда, отдыха, питания, состояния здоровья.

Основные характеристики зрительного анализатора:

1) поле зрение;

2) острота зрения;

3) глубинное зрение (глазомер);

4) цветоощущения;

5) адаптация.

Поле зрения – пространство, одновременно воспринимаемое глазом при неподвижном взоре и фиксированном положении головы. Его величина зависит от ряда факторов, включая анатомические особенности лица человека. В зависимости от того, участвуют в зрении оба глаза или только один, различают монокулярное (рис. 2.2) и бинокулярное поля зрения (рис. 2.3).

Поле зрение для каждого глаза в отдельности составляет (рис. 2.2):

- по горизонтали наружу..... 80°;

- по горизонтали внутрь....... 60°;

- вверх.................................... 55°;

- вниз...................................... 70°.

Положение границ поля зрения зависит от цвета предмета. Цвета в порядке уменьшения поля зрения с шагом 10-15 %: белый, голубой, красный, зеленый.

Рис. 2.2. Монокулярное поле правого глаза

Рис. 2.3. Упрощенная схема границ поля зрения

Если человек смотрит двумя глазами, монокулярные поля зрения каждого глаза частично перекрываются (рис. 2.3). Поле бинокулярного зрения составляет примерно 120–130°. Это достаточно для восприятия дорожно-транспортной ситуации перед транспортным средством. Однако для безопасности движения водитель должен охватывать поле зрения 150°.

Для того чтобы рассмотреть предмет, появившийся на границе поля зрения, человек переводит взгляд и даже поворачивает голову так, чтобы видеть предмет обоими глазами. Эти движения совершаются автоматически, непроизвольно и связаны с тем, что периферические отделы сетчатки человеческого глаза чувствительны только к движению. Поле зрения при перемещении взора может быть увеличено до 180°.

С увеличением скорости движения поле зрения водителя сужается. Так, при скорости 50 км/ч поле зрения в горизонтальном направлении составляет 105°, при скорости 100 км/ч – 50°, а при скорости в 160 км/ч – 5° (рис. 2.4).

Поэтому при движении транспортного средства с высокой скоростью водителю в несколько раз чаще приходится переводить взгляд, для чего нужно определенное время. В зависимости от дорожной ситуации оно составляет от 0,5 до 1,16 с. За это время автомобиль может пройти от 10 до 25 м, что нередко может привести к ДТП.

При значительном сужении поля зрения водители могут допускать ошибку в управлении автомобилем, например, не заметить пешехода на обочине дороги, неправильно оценить расстояние до стоящего или обгоняемого транспортного средства, упустить важные детали дорожной обстановки на перекрестке и пр.

Рис. 2.4. Изменение угла зрения в зависимости от скорости движения автомобиля

Кроме того, границы поля зрения сужаются:

1) при уменьшении размеров объекта;

2) при уменьшении яркости объекта;

3) при утомлении и воздействии неблагоприятных факторов.

Острота зрения – минимальный угол, при котором две равноудаленные точки видны как раздельные. Для оценки остроты зрения используют угловые меры, так как отчетливость изображения на сетчатке зависит не только от расстояния между двумя точками, но и от удаления глаза от этих точек (рис.2.5).

Для определения остроты зрения пользуются специальными таблицами с буквенными или цифровыми знаками, таблицы С.С.Головина и Д.Л.Сивцова.

Нормальной остротой зрения (равной одной диоптрии) считается способность глаза увидеть 2 точки, разделенные промежутком в одну угловую минуту.

Острота зрения зависит от положения объекта в поле зрения. Если из центра глаза условно провести конус (рис. 2.6), то:

- отличная острота зрения буде в конусе с углом 3-4°;

- хорошая – 7-8°;

- удовлетворительная – 13-14°[1].

Рис. 2.5. Связь между угловыми и линейными размерами

Рис. 2.6. Конус зрения

Предметы, расположенные за пределами угла 20°, видны без явных деталей и цвета.

Различают остроту зрения полную и неполную. При пользовании таблицами С.С.Головина и Д.Л.Сивцова под полной остротой зрения понимают такую, при которой все знаки в соответствующей строке названы правильно.

Неполная острота зрения определяется при неузнавании в строках, соответствующих остроте зрения 0,3; 0,4; 0,5; 0,6, одного знака, а в строках 0,7; 0,8; 0,9; 1,0 – двух знаков. При неузнавании в строках, соответствующих остроте зрения 0,7; 0,8; 0,9; 1,0, одного знака остроту зрения считают полной.

Большое влияние на остроту зрения оказывает интенсивность освещения. С ростом интенсивности острота зрения сначала увеличивается, достигает максимума, а затем снижается.

Острота зрения с возрастом изменяется. Развивается возрастная дальнозоркость – снижение остроты зрения на близком расстоянии (рис. 2.7).

Это связано с тем, что хрусталик глаза, фокусирующий отраженные от предмета лучи так, чтобы они сходились на дне глазного яблока, склерозирует, т.е. уплотняется, становится менее гибким и не может, как раньше, изменять свою кривизну. Чтобы добиться схождения лучей на дне глазного яблока, например при чтении, человек отодвигает книгу дальше от глаз, чем это обычно нужно.

Чем старше человек, тем ему труднее работать на близком расстоянии. После возраста 40 лет каждые 10 лет зрение ухудшается на одну положительную диоптрию. После 60 лет процесс склерозирования хрусталика заканчивается. Для коррекции остроты зрения используются очки или контактные линзы, которые должны подбираться с учетом анатомических особенностей человека.

Одновременно с дальнозоркостью может развиваться и близорукость. При этом требуются очки и для работы на близком расстоянии, и для того, чтобы видеть вдаль. В этом случае применяют бифокальные очки, у которых стекла комбинированные: верхняя половина – для дали, нижняя – для близкого расстояния.

Рис. 2.7. Фокусировка изображения при нормальном зрении, близорукости и дальнозоркости

Глубинное зрение (глазомер) – способность без использования средств измерений определять и сравнивать размеры, воспринимать форму, удаленность и направление движения предметов.

При малых расстояниях до объектов (до 10 м) их пространственное положение оценивается главным образом за счет конвергенции (сведения оптических осей) глаз, при расстояниях до 700-800 м – за счет диспаратности изображений (угла, образованного прямыми, соединяющими объект и оба глаза) на сетчатке глаза, а при больших расстояниях – через оценку угловых размеров объекта.

Наиболее правильное восприятие расстояния достигается знанием размеров предметов, часто встречающихся в пути. Систематическая тренировка в определении расстояния развивает глазомер, что имеет важное значение для профессионального мастерства водителя.

Особенно затруднительны восприятие и оценка расстояний от водителя до движущихся объектов. Это восприятие осуществляется с помощью динамического глазомера.

Динамический глазомер –способность оценивать без применения измерительного инструмента изменения расстояний до движущихся предметов или между движущимися предметами во времени. Хорошо развитый динамический глазомер необходим водителю при выборе дистанции и интервалов, при объезде и обгоне, при въезде в ворота, смене полосы движения, разъезде на нерегулируемом перекрестке.

Цвет –это психологическая характеристика, представляющая собой ощущение человека, вызванное воздействием световой энергией. Глаз человека чувствителен к относительно узкому участку электромагнитного излучения с длиной волны приблизительно от 400 до 720 мкм. Этот диапазон мы называем светом.

Свет, проходя через хрусталик глаза, фокусируется на сетчатке, где происходит восприятие спектра предмета путем распределения световой энергии на различные классы, в зависимости от длины волны, вызывая возбуждения зрительного нерва. В коре головного мозга это возбуждение синтезируется в ощущение определенного цвета. Глаз не разлагает свет на компоненты различной длины волны, как это делает призма. Нервная система просто классифицирует импульсы, исходящие от групп волн различной длины волны, и на основании опыта обозначает их как тот или иной цвет.

Клеточными элементами сетчатки, воспринимающими цвет, являются колбочки – хроматическая система. Палочки принадлежат к другой (ахроматической) системе, воспринимающей только черный, белый и оттенки серого цвета. Колбочки могут функционировать только при достаточной интенсивности освещения. Поэтому в темноте (ночью) колбочки не работают, тогда человек видит за счет палочкового зрения, и все предметы кажутся серыми.

В сетчатке имеются 3 вида колбочек, воспринимающих 3 основных цвета – красный, зеленый, фиолетовый. Так как любой из различаемых цветовых тонов можно получить в виде смеси трех первичных цветов. Смешение цветов осуществляется по основным оптическим законам, путем сложения компонентов.

Нарушение восприятия цвета называется дальтонизмом. Обычно дальтоники не различают красный и зеленый цвета и воспринимают их как оттенки серого. Дальтоники в основном мужчины – 4-5% населения, женщины – не более 0,5%. Дальтоникам права на управление транспортным средством не выдают. Для выявления дальтонизма применяют специальные медицинские таблицы. Принцип исследования по таблицам основан на различении среди фоновых кружочков одного цвета цифр или фигур, составленных из кружков той же яркости, но другого цвета. Лица с расстройством цветного зрения, различающие объекты только по яркости, не могут определить предъявляемые им фигурные или цифровые изображения. Из цветных таблиц наибольшее распространение получили полихроматические таблицы Рабкина.

Адаптация – процесс, при котором глаз приспосабливается к изменениям уровня освещенности. Глаз человека способен работать в очень широком диапазоне освещенности – от сумерек до яркого солнечного света. При этом глаз изменяет свою чувствительность более чем в 100 000 раз.

Изменение чувствительности глаза происходит не мгновенно, а требует некоторого времени. Например, при резком снижении освещенности от яркой дневной до ночной начинается процесс темновой адаптации. В течение 10 с у человека наступает временное ослепление. Лишь спустя 5-7 мин палочки достигают максимального уровня светочувствительности. Это связано с восстановлением в рецепторе вещества, получившего названия "зрительного пурпура".

При переходе от полной темноты к яркому свету происходит световая адаптация. Она проходит на 20-30% быстрее, чем темновая. Скорость адаптации зависит от интенсивности действовавшего до этого света.

При переутомлении от чрезмерной яркости, шума, при недостатке витамина А и злоупотреблении алкоголем может наступить болезненное расстройство темновой адаптации, именуемое в простонаречьи "куриной слепотой". При этом в сумерках понижается острота зрения, человек теряет способность различать предметы. Днем понижается свето- и цветоощущение, особенно желтого и синего.

Чтобы ускорить темновую адаптацию, например, при выезде из освещенного гаража, полезно съесть кусочек сахара или принять две таблетки витамина С.