Оглавление
Типы восприятия [ править ]
Вебер и Фехнер провели исследование различий в интенсивности света и воспринимаемой разнице в весе. Другие смысловые модальности обеспечивают лишь смешанную поддержку либо закона Вебера, либо закона Фехнера.
Восприятие веса править
Вебер обнаружил, что просто заметная разница(JND) между двумя весами был приблизительно пропорционален весам. Таким образом, если вес 105 г можно (только) отличить от веса 100 г, JND (или дифференциальный порог) составляет 5 г. Если масса увеличивается вдвое, дифференциальный порог также удваивается до 10 г, так что 210 г можно отличить от 200 г. В этом примере вес (любой вес), по-видимому, должен увеличиться на 5%, чтобы кто-то мог надежно обнаружить увеличение, и это минимально необходимое частичное увеличение (5/100 от первоначального веса) упоминается как «Фракция Вебера» для определения изменения веса. Другие задачи распознавания, такие как обнаружение изменений яркости или высоты тона (частота чистого тона) или длины линии, отображаемой на экране, могут иметь разные доли Вебера, но все они подчиняются Веберу.Согласно закону, наблюдаемые значения должны изменяться, по крайней мере, на некоторую небольшую, но постоянную долю от текущего значения, чтобы наблюдатели могли надежно обнаружить это изменение.
Фехнер не проводил никаких экспериментов по выяснению того, как ощущаемая тяжесть увеличивается с массой стимула. Вместо этого он предположил, что все JND субъективно равны, и математически утверждал, что это приведет к логарифмической связи между интенсивностью стимула и ощущением. Оба эти предположения подверглись сомнению.
После работы С.С. Стивенса многие исследователи в 1960-х годах пришли к выводу, что степенной закон является более общим психофизическим принципом, чем логарифмический закон Фехнера. Но в 1963 году Дональд Маккей показал, а в 1978 году Джон Стаддон продемонстрировал с собственными данными Стивенса, что степенной закон является результатом логарифмических процессов ввода и вывода.
Звук править
Закон Вебера не совсем подходит для громкости . Это хорошее приближение для более высоких интенсивностей, но не для более низких амплитуд.
Ограничение закона Вебера в слуховой системе править
Закон Вебера не действует при восприятии более высоких интенсивностей. Дискриминация по интенсивности улучшается при повышении интенсивности. Первая демонстрация этого явления была представлена Риссом в 1928 году в Physical Review. Это отклонение от закона Вебера известно как «близкое к отказу» закона Вебера. Этот термин был введен Макгиллом и Голдбергом в их статье 1968 года в журнале Perception & Psychophysics. Их исследование заключалось в различении интенсивности чистых тонов. Дальнейшие исследования показали, что ближний промах наблюдается и в шумовых стимулах. Jesteadt et al. (1977) продемонстрировали, что близкий промах сохраняется на всех частотах, и что различение интенсивности не является функцией частоты,
и что изменение дискриминации с уровнем может быть представлено одной функцией на всех частотах.
Видение править
Глаз воспринимает яркость приблизительно логарифмически в умеренном диапазоне, а звездная величина измеряется в логарифмической шкале.
Эта шкала величин была изобретена древнегреческим астрономом Гиппархом примерно в 150 г. до н.э. Он оценил звезды, которые он мог видеть, по их яркости, с 1, представляющей самую яркую, до 6, представляющей самые слабые, хотя теперь шкала была расширена. за этими пределами; увеличение на 5 звездных величин соответствует уменьшению яркости в 100 раз.
Современные исследователи попытались включить такие эффекты восприятия в математические модели зрения.
Ограничения закона Вебера в восприятии визуальной закономерности править
Восприятие паттернов Гласса и зеркальной симметрии в присутствии шума следует закону Вебера в среднем диапазоне отношений регулярности к шуму ( S ), но в обоих внешних диапазонах чувствительность к вариациям непропорционально ниже. Как показали Мэлони, Митчисон и Барлоу (1987) для паттернов Гласса, и как показал ван дер Хельм (2010) для зеркальных симметрий, восприятие этих визуальных закономерностей во всем диапазоне отношений регулярности к шуму следует закону p = g / (2 + 1 / S ) с параметром g, который должен быть оценен с использованием экспериментальных данных.
Основные характеристики слухового анализатора. Механизмы слуховой рецепции.
Характеристики
анализатора:
абсолютный
порог слышимости (зависит от тона, метода
предъявления, субъективных особенностей)
16Гц – 20кГц.
Наилучшая
слышимость при интенсивности от
0,02—0,065 Па
Частота
(500-5000 Гц). Наилучшая слышимость при
частоте 3000 Гц.
Механизмы
слуховой рецепции.
При действии звука основная мембрана
начинает колебаться, наиболее длинные
волоски рецепторных клеток (стереоцилии)
касаются покровной мембраны и несколько
наклоняются. Отклонение волоска на
несколько градусов приводит к натяжению
тончайших вертикальных нитей
(микрофиламентов), связывающих между
собой верхушки соседних волосков данной
клетки. Это натяжение чисто механически
открывает от 1 до 5 ионных каналов в
мембране стереоцилии. Через открытый
канал в волосок начинает течь калиевый
ионный ток. Сила натяжения нити,
необходимая для открывания одного
канала, ничтожна, около 2 • 10-13 ньютонов.
Наиболее слабые из ощущаемых человеком
звуков растягивают вертикальные нити,
связывающие верхушки соседних стереоцилии,
на расстояние, вдвое меньшее, чем диаметр
атома водорода.
Тот
факт, что электрический ответ слухового
рецептора достигает максимума уже через
100—500 мкс (микросекунд), означает, что
ионные каналы мембраны открываются
непосредственно механическим стимулом
без участия вторичных внутриклеточных
посредников. Это отличает механорецепторы
от значительно медленнее работающих
фоторецепторов.
Деполяризация
пресинаптического окончания волосковой
клетки приводит к выходу в синаптическую
щель нейромедиатора (глутамата или
аспартата). Воздействуя на постсинаптическую
мембрану афферентного волокна, медиатор
вызывает генерацию в нем возбуждающего
постсинаптического потенциала и далее
генерацию распространяющихся в нервные
центры импульсов.
Открывания
всего нескольких ионных каналов в
мембране одной стереоцилии явно мало
для возникновения рецепторного потенциала
достаточной величины. Важным механизмом
усиления сенсорного сигнала на рецепторном
уровне слуховой системы является
механическое взаимодействие всех
стереоцилии (около 100) каждой волосковой
клетки. Оказалось, что все стереоцилии
одного рецептора связаны между собой
в пучок тонкими поперечными нитями.
Поэтому, когда сгибаются один или
несколько более длинных волосков, они
тянут за собой все остальные волоски.
В результате этого открываются ионные
каналы всех волосков, обеспечивая
достаточную величину рецепторного
потенциала.
Густав Теодор Фехнер
Фото автора Djordje Cvetkovic: Pexels
Ученый родился в Польше, в 1901 году в семье пастора, однако во взрослом возрасте считал себя атеистом. Поступив в университет в Лейпциге, прослушал курс лекций Э.Г. Вебера, одного из первых практиков психофизиологической науки.
Вдохновленный новым направлением естествознания, Фехнер остался заниматься наукой, а к 1834 году стал профессором физики. Его стремление изучать восприятие человеком мира основывалось на философии Шиллинга, которая утверждала, что есть «светлая» реальность, и она имеет приоритет над материальной истинной.
Для Фехнера даже небесные тела были одушевленными, а, значит, обладающими своим восприятием действительности. Основываясь на трудах своего учителя, Фехнер исследует вопрос: почему изменения реальных физических величин человек воспринимает неверно. В ходе этого исследования и родился известнейший постулат Фехнера.
Закон специфической энергии
То обстоятельство, что органы чувств при всяком возбуждении отвечают одним и тем же ощущениям , объясняется их специфической энергией, т.е. согласно этому термину , органы чувств на всякие возбуждения отвечают тем или другим ощущением , благодаря тому, что им присуща та или другая специфическая энергия.
Но как объяснить эти особенности каждого органа чувств?
Здесь возможны три объяснения. Или можно думать, во-первых, что это зависит от особенностей самих нервов, т.е. можно думать, например, что зрительный нерв по своей природе совершенно отличается от слухового нерва, и вследствие этого, ощущения, получающиеся благодаря его возбуждению, совершенно отличается от ощущений, порождаемых возбуждением слухового нерва.
Можно предполагать, во-вторых, что различия между органами чувств происходит вследствие различия концевых образований тех или других нервов. Например концевые образования слухового нерва (волокна основной перегородки) совершенно отличаются от палочек и колбочек, составляющих окончание зрительного нерва. Вседствии этого и функции их совершенно различны. По этой теории, если бы мы, например, палочки и колбочки зрительного нерва перенесли на место основной перегородки слухового нерва, то в таком случае мы при помощи слухового нерва могли бы ощущать цвета.
Можно сделать предположение, что различие между органами чувств находится в зависимости от тех нервных центров, с которыми те или другие нервы связаны в головном мозгу.
Но нужно думать, что ни одно из этих предположений не дает удовлетворительного ответа на поставленный вопрос. Различие между органами чувств не может быть объяснено различием только нервов , потому что исследования показывают, что нервы сами по себе ни в своем строении, ни в физических и химических свойствах не обнаруживают никакого различия. Различия между органами чувств не может быть объяснено также различием только концевых органов, потому что, например, лица, потерявшие зрение , сохраняются долгое время представление о цветах. У них ощущение цвета есть, а концевых аппаратов сетчатки нет. Следовательно, ощущение цвета у них находится в зависимости от каких-то центральных аппаратов. Из этого можно сделать вывод, что различие между функциями органов чувств обуславливается как различиями концевых аппаратов, так и центральных.
Закон Фехнера
Если мы возьмем таблицу логарифмов, то увидим, что в ней имеется два столбца чисел: в одном обыкновенные, а в другом-логарифмы
Кроме того, если мы обратим внимание на то, как растут логарифмы, то увидим, что логарифмы возрастают медленнее, чем числа. Если, например, в одном столбце стоит 1, то в другом -0; для числа 10 логарифм равняется единице,для 100 равняется 2 и т
д. Следовательно, здесь мы видим, что в то время, как числа растут определенным образом , логарифмы, соответствующие им, также растут, но совершенно своеобразно. Если мы рассмотрим ближе рост логарифмов, то увидим, что между их ростом и ростом раздражений есть известная аналогия. Логарифмами 0, 1,2,3, и пр. соответствуют числа 1, 10, 100, 1000 и т. д. рассмотрим, в каком отношении здесь находится приращение к первоначальной величине. Разность между 1 и 10 равна 9, между 100 и 10=90, между 1000 и 100=900. Следовательно, отношения прироста к первоначальной величине равны 9/1, 90/10, 900/100=9. Эти отношения тождественны, все равны 9. Следовательно, отношение между предыдущим и последующим числом постоянно равно числу 9.
То же самое отношение, какое мы здесь имеем между ростом чисел и соответствующими им логарифмами, мы имели и в отношении между ростом ощущений и раздражений. Мы видели, что, когда ощущения возрастают на одинаковую величину, то раздражения возрастают таким образом, что приращение их сохраняет всегда одинаковое отношение к данной величине раздражения. Точно таким же образом логарифмы увеличиваются на равные величины, когда числа возрастают таким образом, что приращение их сохраняет всегда одинаковое отношение к данной величине. Итак, можно сказать, что ощущения возрастают, как логарифмы, в то время как раздражения увеличиваются , как числа; или, еще короче, так как каждая величина раздражения может быть выражена определенным числом-ощущение равняется логарифму раздражения ( закон Фехнера ).
Можно также сказать, что ощущения растут в арифметической прогрессии в то время, как раздражения растут в геометрической. Мы видели, что, если к одному грамму прибавить треть грамма, то получится едва заметное ощущение тяжести. Чтобы получить такое же едва заметное ощущение при двух граммах, нужно прибавить две трети грамма. Это едва заметное приращение ощущения в обоих случаях считается тождественным.
Начнем наши опыты с двух граммов. Будем писать с одной стороны раздражения, а с другой-едва заметные ощущения. Если первое раздражение равняется 1, то второе раздражение должно равняться 1+1/3, то есть 4/3 первого раздражения. Следовательно, каждое предыдущее раздражение должно равняться 4/3 предыдущего, чтобы вызвать едва заметное ощущение.
Следовательно, у нас получается ряд ощущений, растущий в геометрической прогрессии в то время, как раздражение растет в геометрической.
Статьи по психологии:
Законные приложения
Зрение
Видимая величина небесного тела, блок , относящийся к восприятию светимости человеческого глаза, следует логарифмическому закон: разница 5 звездных величины соответствуют соотношению 100 в световой интенсивности (мощностях на единицу площади).
Слух
Децибел , единица , относящаяся к восприятию акустической мощности человеческим ухом, следует логарифмическому закону: разница в 10 дБ соответствует в соотношении 10 в акустической интенсивности (мощности на единицу площади).
Критика Анри Бергсона
Анри Бергсон , придерживаясь философской точки зрения, подверг сомнению этот способ понимания психологии, который, по его мнению, является проекцией времени на пространство и игнорирует длительность , концепцию, которую он выдвигает против этого закона в « Очерке о непосредственных данных сознания». .
Закон Вебера
Немецкий анатом и физиолог Эрнст Генрих Вебер (1795–1878) исследовал, среди прочего, взаимосвязь между сенсорными восприятиями и стимулами различного физического качества и количества, которые вызывают их, в различных экспериментах (таких как эксперимент Вебера ). Он также изучил вопрос о том, насколько стимул должен быть усилен, чтобы восприниматься как более сильный. Вебер обнаружил, что минимальная необходимая для этого разница — также известная как предел разницы ( DL ) — значительно ниже для низких интенсивностей стимула, чем для высоких интенсивностей. В 1834 году он заметил, что для стимулов одного и того же типа эти разностные пороги почти одинаковы, если они даны как пропорция по отношению к соответствующей интенсивности стимулов. Фехнер назвал это соотношение тем, что просто ощутимая разница ΔR со стимулом сравнения R имеет определенное постоянное отношение k , сформулированное математически:
- (1a) Закон Вебера.kзнак равноΔР.Р.{\ Displaystyle к = {\ гидроразрыва {\ Delta R} {R}}}
Переработанный, это означает , что разница порог .DELTA.R в пропорционально связан с интенсивностью стимула: .DELTA.R = K · R . При средней силе стимула этот закон приблизительно справедлив для различных сенсорных модальностей и — качеств .
Вебер фактор & Dgr ; r / R представляет собой коэффициент пропорциональности K в качестве спецификации отношения безразмерного ; это не то же самое с разными раздражителями или разными органами чувств .
Примеры:
- Распознается относительная разница в весе примерно 2% объекта, удерживаемого в покоящейся руке . Увеличение веса объекта на 50 г отмечается только тогда, когда вес увеличился на 1 грамм до 51 г. Соответственно, вес 500 г должен увеличиться на 10 г, чтобы казаться тяжелее. Здесь порог различия в интенсивности стимула ведет себя как ΔR / R = 1/50 = 10/500 = 0,02 = 2%.
- Что касается осязания , требуемый порог разницы ΔR, согласно экспериментам Вебера, составляет около 3% от стимула R, оказываемого на кожу как давлениеΔR / R ≈ 0,03.
- При просмотре яркости отношение ΔR / R является самым низким и составляет около 0,01–0,02 при средней яркости окружающей среды, тогда порог разницы составляет от 1 до 2% от интенсивности света ; с уменьшением яркости коэффициент увеличивается до значения более 0,1 в сумерках; при очень слабых стимулах вблизи абсолютного порога он даже выше.
- В случае вкуса , концентрация должна увеличиться на 10-20%, чтобы он воспринимался как более сильный.
Эксперименты
Исследования Фехнера очень легко проверить даже в домашних условиях, для этого нужен набор гирек. Человеку на вытянутую руку кладутся гирьки, глаза человека завязаны, так что понять, что вес изменился, он может только основываясь на ощущениях.
Сначала можно положить на руку гирьку 50г и затем добавлять постепенно вес, пока испытуемые не скажет, что вес изменился. Разницу между первым и вторым весом записать.
Вторая часть эксперимента: положить человек на руку сначала гирьку в 300г и постепенно добавлять еще вес. Во втором случае необходимый для появления ощущения изменения вес будет в несколько раз больше. Согласно закону Фехнера, разница будет в 6 раз.
Тот же фокус повторяется при восприятии яркости цвета на карточке. Увеличение яркости слабого цвета человек заметит быстрее, чем яркого. Для этого эксперимента существуют и компьютерные программы, где в момент изменения цвета человек должен нажать на кнопку, а время считает система.
Giphy
Эксперименты со вкусом вообще просты: сделать более соленым пересоленое блюдо сложнее и потребуется больше соли, чем при досоле несоленого блюда.
Схемы логарифмического кодирования нейронов [ править ]
Логнормальные распределения править
Активация нейронов сенсорными стимулами во многих частях мозга происходит по пропорциональному закону: нейроны изменяют свою частоту всплесков примерно на 10–30%, когда применяется стимул (например, естественная сцена для зрения ). Однако, как показал Scheler (2017) , популяционное распределение собственной возбудимости или усиления нейрона представляет собой распределение с тяжелым хвостом , точнее, логнормальную форму, которая эквивалентна схеме логарифмического кодирования. Таким образом, нейроны могут давать всплески с разной средней скоростью в 5–10 раз. Очевидно, это увеличивает динамический диапазон нейрональной популяции, в то время как изменения, производимые стимулом, остаются небольшими и линейно пропорциональными.
Степенная функция Стивенса
→ Основная статья : степенная функция Стивенса
Экспериментальный психолог Стэнли Смит Стивенс (1906-1974) обнаружили в 1957 году , что расширение закона Вебера (1) к отношениям (2) был слишком общий характер . Если учесть зависимость силы реакции E от размера стимула, то из (1) следует:
- (3) ΔЭ.Э.знак равноk⋅ΔР.Р.{\ displaystyle {\ frac {\ Delta E} {E}} = k \ cdot {\ frac {\ Delta R} {R}}}
Интеграция этого отношения приводит к степенной функции Стивенса:
- (4) Э.знак равноc⋅Р.k{\ Displaystyle Е = с \ cdot R ^ {к}}
Константа c возникает из двух постоянных интегрирования. При k <1 он напоминает логарифмический закон Вебера-Фехнера. Для восприятия яркости k ≈ 0,33.
Воспринимаемая громкость, громкость , не подчиняется закону Вебера-Фехнера для среднего и высокого звукового давления , а скорее соответствует степенному закону Стивенса с k ≈ 0,6: увеличение звукового давления в раз (10 дБ ) приводит к удвоению громкости.
10{\ displaystyle \ textstyle {\ sqrt {10}}}
Суть закона Фехнера
Суть «основного психофизиологического закона восприятия» — интенсивность ощущения чего-либо прямо пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя. И эта зависимость характерна для любого раздражителя: свет, вес, звук, температура и т.п.
Основной психофизический закон Фехнера-Вебера
Куда проще понять суть закона на практических примерах.
Если люстра состоит из 2 лампочек и к ним добавить еще одну, человеку будет казаться, что стало значительно ярче. А если ту же лампочку добавить к люстре из 15 лампочек, для человека субъективное восприятие света вообще может не измениться. Или если добавить в сум немного перца, ты это сразу почувствуешь. А вот посыпь перец чили черным перцем – хуже уже не сделать.
Возвращаясь к вопросу о лампочках: как несколько раз усилить освещение помещения, чтобы человек субъективно ощущал, что свет изменяется одинаково?
Ответ прост: увеличивать число лампочек не арифметически, добавляя по одной, а геометрически. Для человека разница в освещении между двумя и четырьмя лампочками такая же, как между четырьмя и восемью.
Применение закона
Древнегреческий ученый Гиппархом, не имея специального оборудования, оценивал яркость звезд «на глаз» от 1 до 6.
Фото автора Pavel Danilyuk: Pexels
Конечно, сегодня его оценки полностью пересмотрены, но ученые заметили: если даже в Древней Греции ученый использовал поправку на ошибку субъективного восприятия, так что даже тогда люди использовали знания о явлении, описанном Фехнером.
Знание закона пригодилось и маркетологам. Считается, что люди склонны искать, где сэкономить большой процент на покупках, даже если они совсем небольшие и в рублях сумма будет незначительной. При этом намного реже людей стремятся найти небольшую скидку на дорогие товары, хотя разница в рублях будет намного выше.
Главное, что помогает понять закон Фехнера: твое восприятие на абсолютно. Если слабые изменения в самом начале ты замечаешь, то затем восприятие притупляется. Чем больше у тебя денег, тем меньше ты замечаешь траты и удивляешься, куда делись средства. И объективно различать вкусовые особенности дорогих блюд в ресторанах ты вряд ли сможешь, не имея специальной подготовки и навыков.
Закон – вебера-фехнер
Следует особо отметить, что известные психофизические законы, как закон Вебера-Фехнера, так и чакон Стивенса относятся к предельным случаям. Закон Be6qa e Hq) a и Tenqjb лежит в основе современной психологии. Заслугой предшествующих работ является установление понятия едва заметное различие ( ЕЗР), что позволяет описать относительную чувствительность.
Однако, несмотря на то, что закон Стивенсона принят в качестве улучшенной модификации закона Вебера-Фехнера, справедливы все сделанные выше замечания о его применимости. Если на ранних этапах изучения процесса восприятия и переработки информации доминирующими были психофизиологические методы, то в последующем стали широко использоваться электрофизиологические, морфологические, биохимические и другие методы. Важную роль играет использование вычислительной техники как при осуществлении модельных экспериментов ( создание системных моделей различных сторон процессов рецепции), так и при анализе полученных результатов.
Он ссылается на этот закон, однако, только для аналогии и полностью признает, что принятие закона Вебера-Фехнера необязательно влечет за собой принятие закона убывающей полезности.
Следует заметить, что в условиях очень яркого или, наоборот, чрезмерно слабого освещения наблюдаются отклонения от закона Вебера-Фехнера. При очень большой яркости освещения, например под прямыми лучами солнца, большинство предметов ( особенно светлых) кажутся почти одинаково светлыми. Эти предметы кажутся плоскими, так как тени, которыми передается рельеф, в условиях яркого освещения мало заметны. При очень слабом освещении все предметы ( особенно наиболее темные из них) кажутся почти одинаковыми по цвету и лишенными деталей, ввиду чего объемные формы становятся плохо различимыми.
Из этого выражения при разных соотношениях К, m, d, x0, to следуют многие известные в медицине и биологии закономерности, такие как закон Вебера-Фехнера, формула Габера-Лазарева, функция Стивенса, зависимость Петерсона и Стюарта, пробит-функция зависимости доза – время и другие, т.е. эти законы являются следствиями или частными случаями предлагаемого нами общего закона реагирования биосистем.
Человеческое ухо приспособлено к таким крайним значениям величины силы звука. По закону Вебера-Фехнера нервное слуховое восприятие пропорционально не силе звука, а ее логарифму. Поэтому в акустике для измерения силы звука пользуются логарифмическим масштабом.
Сформулированный ими Закон Вебера-Фехнера утверждал, что осязаемые различия в восприятии явлений прямо пропорциональны ( соразмерны) интенсивности стимулов.
Дикинсона к закону Вебера-Фехнера, как если бы это был типичный пример.
Предельная полезность качества продукции с его возрастанием снижается. Это следует из закона Вебера-Фехнера.
Физиологическое субъективное восприятие ( ощущение) интенсивности звука человеком, так называемая громкость звука, не поддается точному количественному измерению. Оно оценивается по закону Вебера-Фехнера.
Таким образом, предельная полезность качества продукции с его возрастанием снижается. Математически это следует из закона Вебера-Фехнера.
|
Часто применяемые величины In А и In В. |
В измерительной технике имеют значение ряды следующих величин: размеры длин, величины площадей, поверхностей, погрешностей, допусков, усилий и др. На основе многочисленных наблюдений установлено, что ряды соответствующих числовых величин в большинстве случаев являются геометрическими рядами. Это основано до некоторой степени на законе Вебера-Фехнера, который по отношению к физиологическим ощущениям гласит: если интенсивность ощущения изменяется по закону арифметической прогрессии, то сила раздражения изменяется по геометрической.
Едва различимая глазом величина относительного приращения яркости ( АВП / В) называется относительным порогом яркости. Установлено, что относительный порог яркости имеет постоянное значение только в диапазоне яркостей 30 – 1000 кд / м2 ( рис. 30), т.е. закон Вебера-Фехнера соблюдается только при этих яркостях.
В настоящее время существуют две группы теорий потребностей: психологические теории, основанные преимущественно на концепции А. Названные две группы теорий до последнего времени развивались независимо, без каких-либо точек соприкосновения. Исключением можно считать лишь то, что в теории предельной полезности ссылаются на психофизиологический закон Вебера-Фехнера о нелинейности реакций организма на раздражения равной интенсивности.
Зрительный анализатор
Примерно
от 70 до 90% информации о внешнем мире
человек получает через зрение. Орган
зрения – глаз – обладает высокой
чувствительностью. Изменение размера
зрачка от 1,5 до 8 мм позволяет глазу
менять чувствительность в сотни тысяч
раз. Сетчатка глаза воспринимает
излучения с длиной волн от 380 (фиолетовый
цвет) до 760 (красный цвет) нанометров
(миллиардных частей метра).
При
обеспечении безопасности необходимо
учитывать время, требуемое для адаптации
глаза. Приспособление зрительного
анализатора к большей освещённости
называется световой адаптацией. Она
требует от 1-2 до 8-10 минут. Приспособление
глаза к плохой освещённости (расширение
зрачка и повышение чувствительности)
называется темповой адаптацией и требует
от 40 до 80 минут.
В
период адаптации глаз деятельность
человека связана с определённой
опасностью. Чтобы исключить необходимость
адаптации или уменьшить её влияние, в
производственных условиях не разрешается
использовать только одно местное
освещение. Необходимо применять меры
для защиты человека от слепящего действия
источников света и различных блестящих
поверхностей, устраивать тамбуры при
переходе из тёмного помещения (например,
в фотолабораториях) в нормально освещённое
и др.
Зрение
характеризуется остротой, то есть
минимальным углом, под которым две точки
ещё видны как раздельные). Острота зрения
зависит от освещённости, контрастности
и других факторов. В основе расчёта
графической точности лежит физиологическая
острота зрения.
Бинокулярное
поле зрения охватывает в горизонтальном
направлении 120-160 градусов, по вертикали:
вверх – 55-60 градусов, вниз – 65-72 градуса.
Зона оптимальной видимости (учитывается
при организации рабочего места) ограничена
полем: вверх – 25 градусов, вниз – 35 градусов,
вправо и влево – по 32 градуса.
Ошибка
оценки расстояния до 30 метров в среднем
составляет 12%.
Ощущение,
вызванное световым сигналом, сохраняется
в глазу за счёт инерции зрения до 0,3
секунды. Инерция зрения порождает
стробоскопический эффект – ощущение
непрерывности движения при частоте
смены изображения примерно 10 раз в
секунду (кинематография), зрительное
восприятие вращения колес автомобиля
в обратном направлении и другие оптические
иллюзии.
Стробоскопический
эффект может быть опасным. Например,
вследствие своей безынерционности,
опасную ситуацию могут создать
газоразрядные лампы освещения. Колебания
электрического напряжения создают
колебания светового потока. Кажущаяся
остановка вращающегося предмета
наблюдается при равенстве частот
вращения объекта и колебаний света.
Когда частота вспышек света больше
числа оборотов вращающегося предмета,
создаётся иллюзия вращения в противоположную
от реальности сторону.
Светочувствительные
клетки (анализаторы) глаза по форме
напоминают маленькие палочки и колбочки.
В сетчатке человека имеется около 130
миллионов палочек и 6-7 миллионов колбочек.
Благодаря палочкам человек видит ночью,
но зрение бесцветное (ахроматическое),
почему и возникло выражение: “Ночью
все кошки серые”. И наоборот – днём
главная роль принадлежит колбочкам,
соответственно, днём зрение цветное
(хроматическое).
С
позиции безопасности должны учитываться
все отклонения от нормы в восприятии
цвета. К этим отклонениям относятся:
цветовая слепота, дальтонизм и гемералопия
(“куриная слепота”). Человек,
страдающий цветовой слепотой, воспринимает
все цвета как серые. Дальтонизм – частный
случай цветовой слепоты. Дальтоники
обычно не различают красный и зелёный
цвета, а иногда жёлтый и фиолетовый. Им
эти цвета кажутся серыми.
Статистически
примерно 5% мужчин и 0,5% женщин являются
дальтониками. Люди, страдающие
дальтонизмом, не могут работать там,
где в целях безопасности используются
сигнальные цвета (например, водителями).
Человек, страдающий гемералопией, теряет
способность видеть при ослабленном
(сумеречном, ночном) освещении.
Цвета
оказывают на человека различное
психофизиологическое воздействие, что
необходимо учитывать при обеспечении
безопасности и в технической эстетике.
Критика наивного реализма
Покажем прежде всего, что цвет не существует в объективной реальности, а существует только в нашем сознании. Мы уже видели, что в спектре те или другие цвета создаются волнами большей или меньшей длины. Мы видели также , что, например, волны, порождающие ощущение красного цвета, почти в два раза длиннее волн порождающих фиолетовый цвет. Из физики известно , что в спектре за фиолетовыми волнами, порождающими ощущение фиолетового цвета, есть ещё волны меньшей длины, которые не оказывают никакого действия на наш глаз. Точно также за теми лучами, которые порождают ощущение красного цвета, есть ещё более длинные волны, которые точно также не оказывают никакого влияния на глаза. Очевидно , что наш глаз чувствует волны только средней величины. Но если предположить, что существует такой глаз, который был бы чувствителен к слишком длинным или очень коротким волнам, для такого глаза количество цветов в спектре было бы значительно больше. Из этого можно сделать вывод, что существование тех или других цветовых ощущений находится в зависимости от устройства нашего глаза. Если бы наш глаз был бы устроен по другому, то мы увидели бы другие цвета.
Ясно также, что в природе существуют не цвета, а волнообразные колебания, которые, оказывают воздействие на наш глаз, производят ощущение цвета. Между ощущением цвета и волнообразными колебаниями не никакой разницы. В это смысле ощущение цвета не копия объективно, вне нас существующего цвета, как это думает наивный реалист.
Что существование цветов обуславливается особым устройством нашего зрительного органа, можно пояснить так-же следующими фактами. Ощущение цвета и света происходит не только благодаря волнообразным колебаниям, но благодаря и другим причинам. При ударе в глаз получается ощущение света; это произходит от механического раздражения зрительного нерва. При надавливании на глазной нерв получаются на зрительном поле светлые круги. Если у человека перерезают зрительный нерв то в момент перерезания возникает ощущение сильного света. При возбуждении зрительного нерва электрическим током возникает ощущение сильного света, покрывающего все поле зрения. Этот пример показывает, что какими бы различными раздражителями мы не возбуждаем зрительный нерв, он всегда отвечает одним и тем-же ощущениям света. Следовательно, ощущение света зависит не только от волнообразных колебаний, но также от устройства зрительного аппарата. То что мы сказали о зрительных ощущениях, вполне справедливо и относительно слуховых ощущений.
То что относительно световых и звуковых ощущений, справедливо и по отношению ко всем другим ощущениям. «Твердость», «шероховатость», «вкус», «запах» так же находятся в зависимости от возбуждения соответствующих органов чувств, как и от известных объективных причин. Вне нас, в природе нет звуков, есть только волнообразные колебания воздуха. Нет цветов, есть только волнообразные колебания эфира. Вне нас, в природе, нет запахов, а есть только известные газообразные частички веществ, которые благодаря тому, что у нас есть определенным образом настроенный обонятельный аппарат, вызывают в нас ощущение запаха.
Вывод из всего сказанного ясен. Если бы все живые существа, организованные подобно нам, т.-е. имеющие органы чувств, устроенные так, как он устроены у нас, исчезли с лица земли, то небо перестало бы быть голубым, солнце перестало бы сиять и т.п., потому что не было бы существ, которые были бы в состоянии ощущать колебания эфира, вызывающие в нас ощущение цвета неба, света солнца. Таким образом опровергается взгляд наивного реализма, по которому цвета, звуки, запахи, вкусы существуют в природе, именно, в таком виде, в каком мы их ощущаем.
Психологические выводы
На основе закона Фехнера стали изучаться верхний и нижний пороги чувствительности человека. Это индивидуальные величины, но сам факт их наличия подтверждает, что закон Фехнера имеет место быть.
Нижний порог чувствительности – это минимальная интенсивность раздражителя, которую ощущает человек. Например, слабый запах человек не ощутит, и только концентрация в воздухе определенного числа молекул позволят человеку отметить наличие запаха.
Верхний порог – это максимальная интенсивность, после которой человек перестает ощущать различия, или ощущает их неадекватно. Например, на улице настолько холодно, что субъективно человек перестает различать разницу температур. Неадекватные ощущения часто связывают с болевым порогом. Слишком громкий звук в какой-то момент начнет делать больно ушам, и уже ни о каком адекватном восприятии сигнала речи быть не может.
Эта тема закрыта для публикации ответов.