Зрительный анализатор

Материальным носителем зрительных ощущений является световая энергия. Зрительный анализатор принимает и анализирует информацию в световом диапазоне (400 – 760 нм).

Строение зрительного анализатора человека приведено на рис.4.

Р и с. 4. Строение зрительного анализатора человека

1 – радужная оболочка; 2 – зрачок; 3 – роговица;

4 – хрусталик; 5 – сетчатка; 6 – зрительный нерв.

Свет, проходя через радужную оболочку 1, преломляется роговицей 3 и хрусталиком 4. На сетчатке 5 формируется изображение объекта, которое с помощью фоторецепторов (палочек и колбочек) преобразуется в биоэлектрические сигналы. Палочки обеспечивают ахроматическое, а колбочки – хроматическое зрение.

Сетчатка по своей структуре неоднородна. В центральной части сетчатки расположена область - “желтое пятно”, которая обладает высокой остротой и цветом зрения. На периферической части сетчатки отсутствуют чувствительные элементы, обладающие цветовым зрением. Однако эта область сетчатки обладает большой точностью в оценке скорости движения измеряемых объектов по сравнению с центральной. В видимой части спектра излучения света различные длины волн вызывают у человека различные световые и цветовые ощущения: от фиолетового (400 нм) до красного (750 нм) цветов. При очень слабом свете предметы кажутся лишенными окраски, а при ярком свете человек видит цвет. Для этих целей природа приспособила два рода клеток: колбочки, которые при ярком свете различают цвета, и палочки, приспособленные видеть в темноте.

В сетчатке имеется участок – “слепое пятно” - 6, где зрительные нервы, несущие всю информацию в центральную нервную систему, собираются вместе, и поэтому здесь отсутствуют чувствительные элементы, и сетчатка на этом участке не обладает чувствительностью к свету.

Одним из важных свойств глаза является способность его к адаптации. Относительные изменения интенсивности, к которой глаз может приспосабливаться, превышают один миллион раз. При значительных изменениях яркости воспринимаемых объектов меняется чувствительность фоторецепторов. Порог световой чувствительности изменяется в очень широких пределах в процессе адаптации зрительного анализатора к внешнему световому воздействию.

На крайней периферии поля зрения имеется ахроматическая зона, которая при изменении величины объектов и их яркости для каждого цвета варьируется индивидуально. В этой зоне объект замечается, но цвет его неразличим, ближе к центру поля зрения эта зона постепенно переходит в зону неотчетливого различения цвета, а затем в зону четкого опознания.

Сложное строениесетчатки, напоминающее строение мозга человека, обеспечивает предварительную обработку информации на уровне зрительного анализатора. Для дальнейшей обработки сигналы по зрительному нерву передаются в зрительный корковый центр.

Психофизиологическое восприятие освещенности - Е зрительным анализатором человека подчиняется закону Вебера – Фехнера:

L =lg Е/Е_о, (4)

где L – световые ощущения человека; Е, Е_о - освещенность объекта и порог восприятия освещенности зрительным анализатором человека соответственно.

Частотные границы цветовой чувствительности составляют 390— 800 нм. Соотношение субъективной оценки цвета с длиной волны составляют: фиолетовый 390—420 нм; синий 450—480 нм; голубой 480—510 нм; зеленый 510—550 нм; желтый 575—585 нм; оранжевый 585—620 нм; красный 620—800 нм.

Спектральная чувствительность глаза к частотному спектру сигнала неодинакова. Набольшая чувствительность зрения в дневное время суток, к излучению с длиной волны 555 нм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра. В ночное время суток эта характеристика смещается в область фиолетового спектра. Чувствительность зрительного анализатора к спектральному составу света может быть описана параболическим законом (рис. 5):

L_f = k f², (5)

где k -коэффициент пропорциональности; f-частотная характеристика света, (Гц).

Р и с. 5. Чувствительность зрительного анализатора

человека к спектру света

I – дневная, II - ночная

В дневное время суток максимальная чувствительность зрительного анализатора лежит в зеленом спектре частот - I, а в ночное время смещается в ультрафиолетовую область – II (Рис. 5).