Зрительный анализатор обеспечивает человеку до 90 % информации о состоянии окружающего мира, поэтому он является одним из важнейших инструментов в обнаружении надвигающейся опасности.
Рецептором зрительного анализатора является глаз, имеющий почти шарообразную форму. Диаметр глаза составляет 2,4 см. Плотная наружная оболочка белого цвета, защищающая глаз и придающая ему постоянную форму, называется белковой оболочкой или склерой. Передняя часть склеры переходит в прозрачную слегка выпуклую роговую оболочку, которая действует как собирающая линза и обеспечивает 75 % фокусирующей способности глаза. За склерой располагается сосудистая оболочка, переходящая в передней части глаза в радужную оболочку с отверстием – зрачком, играющим роль диафрагмы. Радужная оболочка бывает коричневой, голубой, серой и других цветов; она скреплена с мышцами, которые рефлекторно сужают зрачок при усилении света и расширяют его при ослаблении, регулируя количество света, поступающего в глаз. Обычно диаметр зрачка меняется от 2 до 8 мм. Непосредственно за зрачком расположен хрусталик – прозрачное тело, похожее на линзу. Хрусталик посредством сочленённых с ним мышц рефлекторно изменяет свою кривизну. В результате этого при приближении или удалении от глаза объекта наблюдения его изображение на дне глаза (сетчатке) остается чётким. Пространство между хрусталиком и роговой оболочкой (передняя камера) заполнено прозрачной водянистой жидкостью. За хрусталиком до задней стенки (глазного дна) находится студенистая масса, называемая стекловидным телом. Глазное дно покрыто сетчатой оболочкой, или ретиной, которая непосредственно связана с мозгом. Сетчатка представляет собой разветвление зрительного нерва с нервными окончаниями в виде палочек и колбочек. Из них колбочки (их примерно 10 млн. клеток) служат для различения мелких деталей предмета и восприятия цветов. Палочки же (120 млн. клеток) не дают возможности различать цвета и мелкие детали, но они высокочувствительны к слабому свету. С помощью палочек человек различает предметы в сумерки и ночью.
Основные свойства глаза человека:
– острота зрения– минимальный угол между двумя лучами зрения, исходящими из одного глаза и направленными на 2 точечных объекта, при котором эти объекты видны как самостоятельные. Для нормального зрения этот угол составляет 1 угловую минуту (1′);
– аккомодация–способность глаза чётко видеть объекты как на близком, так и на далёком расстоянии за счёт изменения кривизны хрусталика. Предел аккомодации – 10 см от глаза. Расстояние наилучшего видения (без напряжения) для нормального глаза – 25 см;
– адаптация–способность глаза сохранять нормальное видение объекта при изменении его яркости. Различают темновую и световую адаптации. При темновой адаптации (при уменьшении яркости) чувствительность достигает некоторого оптимального уровня через 40 – 50 мин, при световой адаптации (при увеличении яркости) – через 8 – 10 мин.
– инерционность– способность глаза сохранять видение объекта в течение некоторого времени после прекращения его наблюдения (~ 0,5 – 0,1 с). Инерционность обусловливает явление стробоскопического эффекта (иллюзорного дробления объекта наблюдения на несколько копий) при наблюдении объекта в мелькающем свете;
– цветоощущение –способность глаза различать цвет света. Цветоощущение реализуется в пределах длин электромагнитных волн от 360 нм (фиолетовый цвет) до 760 нм (красный цвет). Глаз наиболее чувствителен к электромагнитному излучению с длиной волны 555 нм (зелёный цвет).
– бинокулярность –способность зрения человека формировать трёхмерное изображение объекта за счёт наличия двух глаз. Бинокулярность позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (стереоскопичное, объёмное зрение);
– поле зрения – угол (как правило, в горизонтальной плоскости), в пределах которого видны объекты при направлении взгляда по биссектрисе этого угла. Поле зрения в вертикальной и горизонтальной плоскостях различно и составляет соответственно ~ 130º и 160º.
Раздражителем для зрительного рецептора является яркость света (B,кд/м2), которая определяется по формуле
B = I/(S·cosa) (1.4)
где: I –сила света, кд;
S –площадь, с которой излучается (отражается) свет в направлении взгляда, м2;
a – угол между лучом зрения, направленным на плоскость излучения (отражения) света и нормалью к этой плоскости, град.
Поскольку яркость зависит от величины угла a, изменяющегося при разных направлениях взгляда на объект, на практике трудно однозначно оценить этот параметр (B,кд/м2). С практических позиций целесообразнее применять параметр, называемый освещённостью объекта (E, лк), которая определяется по формуле
E = F/S(1.5)
где: F –световой поток, излучаемый источником света, лм.
