Строение зрительного анализатора

Исследованиями установлено, что 90 % всей внешней информации человек получает через органы зрения, поэтому создание нормальных условий освещения является важным фактором, обеспечивающим безопасность труда в процессе производства.

Сохранность зрения человека связана с состоянием нервной системы. Поэтому правильно организованное и рассчитанное освещение на производстве способствует снижению травматизма и повышению производительности труда.

Степень усталости глаз зависит от степени напряжения процессов сопровождающих зрительное восприятия предметов. К ним относятся:

Аккомодация - способность глаз приспосабливаться к ясному видению предметов находящихся на различном расстоянии, посредством изменения кривизны хрусталика.

Конвергенция - способность глаз при рассмотрении близких предметов принимать положение, при котором зрительные лучи пересекаются на фиксированном предмете. Ближайшая точка конвергенции 100 - 110 мм.

Адаптация - изменение чувствительности глаза в зависимости от воздействия на него раздражителей. Адаптация резко меняется в зависимости от изменения уровня освещенности, поэтому частая переадаптация приводит к утомлению зрения, всего организма и тем самым притупляется реакция человека на внешние раздражители, что ведет к несчастным случаям.

В процессе трудовой деятельности следует избегать резкой и частой смены яркостей и наличия в поле зрения различающихся по яркости поверхностей. Например, работа на мониторе, экран которого находится на фоне освещенного солнцем окна, длительные просмотры телепередач с резко изменяющимися яркостями в процессе просмотра крайне негативно влияют на остроту зрения.

При пульсации светового потока возникает стробоскопический эффект.

Вследствие этого вращающиеся предметы могут казаться неподвижными или имеющими другое направление вращения, что также может привести к травмам. Недостаточная освещенность при напряженной зрительной работе приводит к быстрому утомлению, возникновению головных болей, ухудшению зрения.

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор или зрительную систему.

Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв "правую часть" изображения в правую сторону головного мозга, аналогично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения - правую и левую - головной мозг соединяет воедино.

Так как каждый глаз воспринимает "свою" картинку, при нарушении совместного движения правого и левого глаза может быть расстроено бинокулярное зрение. Попросту говоря, у вас начнет двоиться в глазах или вы будете одновременно видеть две совсем разные картинки.

Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача - "передать" правильное изображение зрительному нерву. Структуры глаза выполняют разные функции:

· оптической системы, проецирующей изображение;

· системы, воспринимающей и "кодирующей" полученную информацию для головного мозга;

· "обслуживающей" системы жизнеобеспечения.

Роговица	прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза - склерой.
Радужная оболочка	по форме похожа на круг с отверстием внутри (зрачком). Радужка состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются. Она входит в сосудистую оболочку глаза. Радужка отвечает за цвет глаз (если он голубой - значит, в ней мало пигментных клеток, если карий - много). Выполняет ту же функцию, что диафрагма в фотоаппарате, регулируя светопоток.
Зрачок	отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.
Хрусталик	"естественная линза" глаза. Он прозрачен, эластичен - может менять свою форму, почти мгновенно "наводя фокус", за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали. Располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как и роговица, входит в оптическую систему глаза.
Стекловидное тело	гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует во внутриглазном обмене веществ. Входит в оптическую систему глаза.
Сетчатка	состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида: колбочки и палочки. В этих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) в электрическую энергию нервной ткани, т.е. фотохимическая реакция.
Склера	непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся 6 глазодвигательных мышц. В ней находится небольшое количество нервных окончаний и сосудов.
Сосудистая оболочка	выстилает задний отдел склеры, к ней прилегает сетчатка, с которой она тесно связана. Сосудистая оболочка ответственна за кровоснабжение внутриглазных структур. При заболеваниях сетчатки очень часто вовлекается в патологический процесс. В сосудистой оболочке нет нервных окончаний, поэтому при ее заболевании не возникают боли, обычно сигнализирующие о каких-либо неполадках.
Зрительный нерв	при помощи зрительного нерва сигналы от нервных окончаний передаются в головной мозг.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся:

световой поток Ф – часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм);

сила света J – пространственная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, исходящего от источника и равномерно распространяющегося внутри элементарного телесного угла dw, к величине этого угла;

освещенность Е – поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока dФ, равномерно падающего на освещаемую поверхность dS (м²), к ее площади:

яркость L поверхности под углом α к нормали – это отношение силы света dJα, излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в этом направлении, к площади dS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярную к этому направлению:

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показатель освещенности, спектральный состав света.

Фон – это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения р) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф_отр к падающему на нее световому потоку Фпад;

В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02...0,95;

Контраст объекта с фоном k – степень различения объекта и фона – характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знаки, пятна, трещины, риски или других элементов) и фона;

считается большим, если k >0,5 (объект резко выделяется на фоне),

средним при k=0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости);

Коэффициент пульсации освещенности Kп – это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока

где E_max_, E_min E_cp – максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний;

Показатель ослепленности Ро – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой,

где V₁ и V₂ –видимость объекта различения соответственно при экранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.п.

Видимость V характеризует способность глаза воспринимать объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном, т.е.

где k_пор – пороговый или наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим на этом фоне.

Требования, предъявляемые к освещению. К освещению производственных помещений предьявляются следующие требования:

1. Освещение должно быть достаточным для выполнения данного вида работы, т.е. отвечать требованиям СНиП 23-05-95.

Если в поле зрения находятся поверхности, значительно отличающиеся между собой по яркости, то при переводе взгляда с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность глаз вынужден переадаптироваться, что ведет к переутомлению зрения.

3. На рабочей поверхности не должно быть теней, особенно движущихся.

Наличие теней создает неравномерное распределение поверхностей с различной яркостью в поле зрения, искажающиеся размеры и формы объектов различения, что повышает утомляемость, снижается производительность труда и может привести к травмам.

4. Уровень освещенности должен быть постоянным.

5. Для различения цветов должен быть обеспечен необходимый спектральный состав света.

6. Освещение не должно быть дополнительным источником опасностей и вредностей, т.е. быть взрыво-, пожаро- и электробезопасным.

7. Затемнение рабочих мест и проходов под мостовыми кранами должно компенсироваться светильниками, установленными на них.

При проведении сварочных работ внутри замкнутых пространств (резервуаров, котлов, цистерн, отсеков судов и т.д.) освещение должно осуществляться светильниками расположенными снаружи или с помощью переносных ламп, в которых предусмотрены меры против ослепленности и электробезопасности. Лица, работающие внутри замкнутых объектов, должны обеспечиваться ручными фонарями с индивидуальным источником питания.

Системы и виды производственного освещения. При освещении производственных помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющемся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, и совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным. Естественное освещение применяется в помещениях с постоянным пребыванием людей.

Конструктивно естественное освещение подразделяют на

боковое (одно- и двухстороннее), осуществляемое через световые проемы в наружных стенах;

верхнее – через аэрационные и зенитные фонари, проемы в кровле и перекрытиях;

комбинированное – сочетание верхнего и бокового освещения.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть двух видов – общее и комбинированное. Систему общего освещения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в административных, конторских и складских помещениях.

Различают общее равномерное освещение (световой поток распределяется равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест) и общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест).

При выполнении точных зрительных работ (например, слесарных, токарных, контрольных) в местах, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду с общим освещением применяют местное. Совокупность местного и общего освещения называют комбинированным освещением. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, поскольку образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и создается опасность производственного травматизма.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное и специальное, которое может быть охранным, дежурным, эвакуационным, эритемным, бактерицидным и др.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных помещений.

Аварийное освещение устраивают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при авариях) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания оборудования могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение технологического процесса и т.д. Минимальная освещенность рабочих поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5 % нормируемой освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк.

Эвакуационное освещение предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственного помещения при авариях и отключении рабочего освещения; организуется в местах, опасных для прохода людей: на лестничных клетках, вдоль основных проходов производственных помещений, в которых работают более 50 чел. Минимальная освещенность на полу основных проходов и на ступеньках при эвакуационном освещении должна быть не менее 0,5 лк, на открытых территориях – не менее 0,2 лк.

Охранное освещение устраивают вдоль границ территорий, охраняемых специальным персоналом. Наименьшая освещенность в ночное время 0,5 лк.

Сигнальное освещение применяют для фиксации границ опасных зон; оно указывает на наличие опасности, либо на безопасный путь эвакуации.

Условно к производственному освещению относят бактерицидное и эритемное облучение помещений. Бактерицидное облучение («освещение») создается для обеззараживания воздуха, питьевой воды, продуктов питания. Наибольшей бактерицидной способностью обладают ультрафиолетовые лучи с λ = 0,254...0,257мкм. Эритемное облучение создается в производственных помещениях, где недостаточно солнечного света (северные районы, подземные сооружения). Максимальное эритемное воздействие оказывают электромагнитные лучи с λ = 0,297 мкм. Они стимулируют обмен веществ, кровообращение, дыхание и другие функции организма человека.