Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


»нтенсивность света в условных единицах




¬ воде морей, менее прозрачной, чем океанска€ (поэтому в ней резче про€вл€етс€ вли€ние Ђдымкиї), видимость предметов при естественном освещении прекращаетс€ уже на глубинах 40-60 м, а в воде большинства рек - на глубине еще меньшей. ¬ некоторых случа€х она измер€етс€ всего лишь несколькими метрами или даже дол€ми метра.

“аким образом, даже в середине €сного дн€ в речных и мелких озерных водоемах видимость тех или других объектов не может превышать нескольких метров. ¬ морской, более прозрачной, воде при €рком солнечном освещении можно видеть на несколько большем рассто€нии. Ќаибольшее рассто€ние, на котором с поверхности водоема можно видеть погруженные в воду —аргассова мор€ белые диски (диаметром 30 см), составл€ет около 50-60 м. — увеличением глубины контраст между диском и водным фоном становитс€ ниже порога различени€. ¬ Ѕалтийском море диски перестают различатьс€ на глубине 7-43 м, в „ерном море вдали от берегов - на глубине 28 м. ¬ воде рек и озер диск может становитьс€ невидимым уже на глубине 0,5-1,5 м.

–ис.5. ѕадение интенсивности освещенности под водой с увеличением глубины. »нтенсивность - на глубине 1 м, прин€та за 1000; дл€ лучей фиолетового цвета (1), зеленого цвета (2), красного цвета (3)

”меньшение преломл€ющей силы глаза под водой. —ущественным изменени€м в водной среде подвергаетс€ преломл€юща€ сила глаза. —ветовые лучи, прежде чем достигнуть сетчатки глаза, проход€т через р€д преломл€ющих сред - роговицу, влагу передней камеры глаза, хрусталик и стекловидное тело. Ёти среды имеют различный коэффициент преломлени€ (рефракции).  роме того, в сложных образовани€х, например, в хрусталике, различные слои также характеризуютс€ разной степенью преломлени€. ¬ зависимости от соотношений между коэффициентами рефракции соприкасающихс€ друг с другом преломл€ющих сред (табл. 11) световые лучи преломл€ютс€ с углом падени€ как в сторону схождени€ световых лучей (показатель со знаком плюс), так и в сторону их расхождени€ (показатель со знаком минус). ќбща€ же преломл€юща€ сила, как отдельных сред, так и всего глаза, представл€ет собою алгебраическую сумму из положительных и отрицательных показателей силы преломлени€ отдельных составл€ющих элементов.

“аблица 11

ѕоказатели преломлени€ сред схематического глаза и преломл€юща€ сила некоторых его поверхностей при аккомодации в покое

√лазные среды и поверхности ѕоказатель преломлени€ ѕреломл€юща€ сила, дптр
–оговица 1,376 Ч
¬од€ниста€ влага передней камеры 1,336  
’русталик 1,368 Ч
Ёквивалентное €дро хрусталика 1,406 Ч
—текловидное тело 1,336 Ч
ѕередн€€ поверхность роговицы Ч +48,83
«адн€€ поверхность роговицы Ч -5,88
¬с€ система роговицы Ч -42,95
ѕередн€€ поверхность хрусталика Ч +5,00
ядро хрусталика Ч +5,985
«адн€€ поверхность хрусталика Ч + 8,33
¬с€ система хрусталика Ч + 19,1

ќстрота зрени€ под водой из-за больших кругов светорассе€ни€ уменьшаетс€ в 100-200 раз. ≈сли в воздушной среде человек различает детали с угловыми размерами около 1∞, в водной среде видны лишь те объекты, углова€ величина которых не менее 1,5-3,0∞ (90-180∞). Ќыр€льщик под водой на рассто€нии 50 см от глаза хорошо различает лишь свои пальцы, так как их угловые размеры равны 6-10∞, складки же на пальцах под водой неразличимы, ибо они имеют меньшие угловые размеры. ¬ то врем€ как в воздушной среде на рассто€нии 50 см от глаза человек способен различать нити толщиной около 0,05 мм, в воде остаютс€ невидимыми все объекты, толщина которых меньше 3-5 мм. ѕри уменьшении освещенности, а также плохой контрастности между фоном и объектом острота зрени€ падает еще больше.

«рение при наличии воздушной прослойки между водой и глазами. ¬ таких услови€х преломл€юща€ сила глаза сохран€етс€ полностью, так как световые лучи проникают в глазные среды не из водной, а из воздушной среды. Ќапример: при рассматривании подводных объектов из воздушной среды на близком рассто€нии - с мостков, лодки и т. д. - глаз различает мельчайшие детали предметов так же хорошо, как и в воздушной среде. ¬идимость предметов, наход€щихс€ на большой глубине, ухудшаетс€, но не потому, что глаз неспособен воспринимать мелкие детали, а вследствие слабого проведени€ водой света и возникновени€ Ђдымкиї. ѕреломл€юща€ сила глаза водолаза в скафандре сохран€етс€ полностью, так как роговица отделена от воды воздушным пространством шлема. ѕри использовании же индивидуальных кислородных приборов, аквалангов, других дыхательных аппаратов дл€ обеспечени€ видимости под водой примен€ют маски.

ѕоле зрени€ в воде.  огда роговица соприкасаетс€ непосредственно с водой, поле зрени€ уменьшаетс€. Ёто объ€сн€етс€ тем, что в результате уменьшени€ преломлени€ световых лучей, проникающих в глаз из водной среды, на краевых част€х сетчатки уже не получаетс€ изображени€ тех точек внешнего пространства, которые проецируютс€ на них в воздушной среде.

ѕространственное зрение в воде. Ќаличие между водой и преломл€ющими средами глаза воздушной прослойки нарушает привычные представлени€ о местоположении и величине предметов, наход€щихс€ в воде. —ветовые лучи, переход€ из водной среды в воздушную, претерпевают преломление (рис. 7), поэтому предметы, лежащие в воде, воспринимаютс€ увеличенными и при наблюдении сверху кажутс€ приподн€тыми. –ассто€ни€ же между различными объектами, воспринимаютс€ неизмененными и показани€ приборов будут читатьс€ так же точно, как и в воздушной среде. –асположение и величина предметов в воде после некоторой тренировки оцениваютс€ более верно, чем при первых погружени€х. Ёто обусловлено образованием новых условно-рефлекторных св€зей.

–ис. 7.  ажущеес€ изменение местоположени€ предметов, наход€щихс€ в воде, при рассмотрении их из воздушной среды

 

—луховой анализатор. ѕростейшим видом св€зи с водолазом, погрузившимс€ в воду, €вл€етс€ подача сигналов с помощью сигнального конца. “ака€ сигнализаци€ может дополн€тьс€ непосредственной звуковой или телефонной св€зью. –аспространение звука в воде. ¬ противоположность свету звук в воде поглощаетс€ в сотни раз меньше, чем в воздухе. ѕри благопри€тных услови€х гидроакустические сигналы могут восприниматьс€ аппаратурой на рассто€нии до 300-500 км. «вуки же, возникающие при подводных взрывах, в некоторых случа€х регистрировались на еще большем рассто€нии - до 15000-20000 км. —уществуют два пути проведени€ звуковых волн к внутреннему уху - воздушный и костный. ¬ воздушной среде у людей с нормальным состо€нием звукопровод€щего аппарата воздушна€ проводимость резко преобладает над костной. “ак, при воспри€тии тона в 1000 √ц порог раздражени€ при костной проводимости на 60 дЅ больше, чем при воздушной. —ледовательно, звук частотой в 1000 √ц, имеющий при воздушной проводимости пороговую интенсивность, после ее выключени€ дл€ воспри€ти€ путем костной проводимости должен быть увеличен по интенсивности почти в миллион раз. „ем меньше частота звука, тем хуже слышимость при выключении воздушной проводимости. Ћишь очень высокие тоны например: частотой в 8000-15000 √ц, путем одной костной проводимости воспринимаютс€ так же хорошо, как и при наличии воздушной. ѕри погружении головы человека в воду на первое место выступает костна€ проводимость. Ёто объ€сн€етс€ тем, что акустическое сопротивление воды приближаетс€ к акустическому сопротивлению тканей человеческого тела и при переходе звуковых колебаний из воды в покровы и кости головы потери значительно меньше, чем в воздушной среде. ¬ воде воздушна€ проводимость почти исчезает. —охран€ютс€ лишь слабые звуковые колебани€, передаваемые водой воздушной прослойке, остающейс€ в наружном слуховом проходе (рис. 8).

–ис. 8. —оотношение водной и воздушной среды в наружном слуховом проходе (Ќ—ѕ) при погружении человека в воду с открытой головой: Ѕѕ - барабанна€ перепонка; ≈“ - евстахиева труба; ” - улитка; ѕ  - полукружные каналы; ¬ѕ - воздушна€ прослойка

ѕути проведени€ звуковых волн завис€т от типа водолазного снар€жени€. ѕри погружении под воду в вентилируемом скафандре, металлический шлем которого всегда заполнен воздухом, звук воспринимаетс€ путем воздушной проводимости. ¬ регенеративном снар€жении и акваланге голова водолаза, подводного пловца непосредственно соприкасаетс€ с водой, поэтому звук передаетс€ во внутреннее ухо посредством костной проводимости. ƒальность непосредственной звуковой св€зи в воде. “ак как звук распростран€етс€ в воде с меньшими потер€ми, чем в воздухе, то при одной и той же физической силе он должен был бы в воде доходить на более далекое рассто€ние, чем на суше. ќднако у водолаза, одетого в скафандр, при переходе звуковой волны из воды через металл в воздушное пространство под шлемом значительна€ часть звуковой энергии тер€етс€ вследствие отражени€ звука.  роме того, наличие в воде мелей, фитопланктона сильно мешает распространению звука. ѕоэтому, несмотр€ на лучшие услови€ проведени€ звука водой, все же в р€де случаев водолаз звук одной и той же силы в водной среде будет слышать даже хуже, чем в воздушной. —лышимость на поверхности воды сигналов, воспроизводимых под водой. «вуки, генерируемые в воде, резко ослабл€ютс€ при переходе в воздух. ѕри переходе звуковых колебаний из воздушной среды в водную потери звуковой энергии еще больше, так как 99,9 % звуковой энергии отражаетс€ от раздела сред Ђвода - воздухї. ¬следствие этого непосредственна€ св€зь между водолазом и экипажем обеспечивающего судна без специальных приборов невозможна. ƒл€ приема из воды звуковых сигналов примен€ют механические или электрические гидрофоны. „увствительность механических гидрофонов, представл€ющих собою полые резиновые толстостенные баллоны, сравнительно невелика, и поэтому дл€ улавливани€ слабых звуков примен€ют электрические звукоприемники, в которых прин€тые микрофоном звуковые колебани€ можно усилить в тыс€чи раз и воспроизвести в телефоне или репродукторе.

«вуки, генерируемые под водой и обычно не слышимые человеком, наход€щимс€ вне воды, могут быть восприн€ты им при частичном погружении тела в воду. Ёто обусловлено тем, что через кости и другие ткани конечностей и туловища звуковые колебани€ передаютс€ кост€м черепа, а через них - во внутреннее ухо. ѕри этом, чем меньше будет рассто€ние между погруженными част€ми тела и головой, тем громче становитс€ звук. ќсобенно резкое усиление звука происходит при погружении нижней части головы. “аким образом, части тела, погруженные в воду, €вл€ютс€ как бы своеобразным звукоулавливателем, позвол€ющим при нахождении головы над водой воспринимать звуки, генерируемые в воде. ѕри переходе звука из одной среды в другую мен€етс€ его частота. Ёто особенно нагл€дно в том случае, когда человек, погрузившийс€ в воду до уровн€ подбородка, выслушивает одиночные звуки, вызываемые ударами по металлическому предмету, частично опущенному в воду. ѕри этом он слышит два звука: первый - короткий, имеющий характер стука, с более высоким тоном - свойствен подводному звуку, второй - более длительный и низкочастотный - надводному.

ќриентировка в направлении по звуку в воде. ќпределение человеком направлени€ на источник звука в воздушной среде основано, во-первых, на разности времени прихода звука в правое и левое ухо, во-вторых - на изменении интенсивности звука, воспринимаемого каждым ухом при различных углах поворота головы, в-третьих - на разности фаз звуковой волны. Ћюди с нормальным слухом могут определ€ть местоположение источника звука в воздухе с достаточной точностью. ѕосле некоторой тренировки средн€€ ошибка у большинства не выходит за пределы 3∞, что соответствует разнице прихода звука в правое и левое ухо в 3×10־5 с. ” некоторых эта точность может быть еще выше - достигает 1∞. ѕри определении направлени€ звука имеет значение также его интенсивность, особенно дл€ людей, оглохших на одно ухо. √олова человека образует звуковую тень, а при слушании одним ухом интенсивность звука кажетс€ наибольшей в тот момент, когда это ухо повернуто по направлению к источнику звука. ѕри бинауральном слухе звукова€ тень также создает некоторую, разницу в интенсивности звука, воспринимаемого правым и левым ухом, и тем самым способствует правильному определению направлени€. ¬ водной среде услови€ дл€ определени€ направлени€ на генератор звука менее благопри€тны, чем в воздушной, так как точность бинаурального определени€ направлени€ звука находитс€ в самой тесной св€зи с его скоростью. ¬ водной среде звук распростран€етс€ быстрее, чем в воздухе. ¬ то врем€ как скорость распространени€ его в воздухе равна 330-340 м/с, в воде она увеличиваетс€ до 1440-1500 м/с. ѕоэтому при одной и той же частоте колебаний длина звуковой волны увеличиваетс€ почти в п€ть раз.  ак уже указывалось, слуховой аппарат человека способен воспринимать разницу по времени прихода звука в правое и левое ухо в 3×10 с, что в воздушной среде соответствует отклонению источника звука от плоскости симметрии головы на 3∞. ≈сли же скорость распространени€ звука увеличиваетс€, то соответственно увеличиваетс€ и величина ошибки, выраженна€ в градусах. ѕоэтому в воде, где скорость распространени€ звука возрастает почти в 5 раз, средн€€ величина ошибки при определении направлени€ к источнику звука также должна возрасти с 3∞ до 12-15∞.

ќднако экспериментальна€ проверка указанных теоретических предположений показала, что многие водолазы, пользующиес€ кислородными изолирующими приборами, и аквалангисты совершенно не могут определить направление на звучащий предмет: Ђ«вучит вс€ голова и невозможно разобрать, откуда идет звукї, когда им предлагаетс€ найти. Ќаблюдени€ за водолазами показывают, что величина ошибки вместо теоретически ожидаемых 12-15∞ достигает 80-100 и даже 180∞, хот€ на суше эти же специалисты локализуют звук с точностью до 1-3∞. ѕосле достаточной тренировки в воде большинство водолазов начинают ходить на генератор звука более пр€мыми, короткими пут€ми, но все же несравненно хуже, чем на земле. ƒаже у опытных водолазов отклонение фактического пути от правильного в некоторые моменты увеличиваетс€ до 90-100∞. Ёто объ€сн€етс€ тем, что во врем€ ходьбы под водой внимание водолаза зан€то не только определением места источника звука, но и самим процессом ходьбы (обхождением преп€тствий), наблюдением за дыхательным аппаратом и т.д. ѕоэтому они специально прислушиваютс€ и определ€ют направление только в некоторые моменты движени€. ¬се остальное врем€ водолазы продолжают идти вз€тым курсом, часто неправильным, из-за чего иногда и получаютс€ большие ошибки. ѕри приближении к генератору звука, наход€щемус€ над головой на рассто€нии 10-15 м, определение направлени€ затрудн€етс€. Ќар€ду с водолазами, которые не могут научитьс€ правильно определ€ть направление к генератору звука даже после длительного обучени€, имеютс€ и такие, которые начинают правильно ходить на звук после нескольких тренировок. ѕричина затрудненной ориентировки в воде по звуку, несомненно, заключаетс€ и в том, что в водной среде вследствие изменени€ нормального способа проведени€ звука (костна€ проводимость вместо воздушной) измен€етс€ характер де€тельности слухового анализатора. ¬место двух противоположно лежащих пунктов (слуховых проходов) звук воспринимаетс€ всей головой. Ёто и приводит многих водолазов к слуховой пространственной дезориентации. ¬ основе бинаурального определени€ местонахождени€ источника звука лежит образование условно-рефлекторных св€зей. ѕри воздушной проводимости звука эти св€зи возникают с раннего детства, при костной - условные рефлексы должны вырабатыватьс€ вновь.  ак показали опыты с тренировкой водолазов, при хождении по направлению к источнику звука под водой, такого рода условно-рефлекторные св€зи образуютс€ относительно быстро. ѕосле нескольких упражнений звукова€ ориентировка при отсутствии воздушной проводимости значительно, улучшаетс€, особенно быстро - в том случае, если голова за исключением лица прикрыта резиновым капюшоном, создающим лучшие услови€ воспри€ти€ звука кост€ми лица.  огда водолаз направл€ет лицо пр€мо к источнику звука, слышимость последнего значительно усиливаетс€. “ем самым облегчаетс€ определение направлени€ на звучащий предмет.

ѕроприоцептивный и кожный анализаторы. ”меньшение удельного веса тела в водной среде, увеличение при движени€х сопротивлени€ внешней среды, использование специальных грузов дл€ от€гощени€ тела (свинцовые галоши, спинной и грудной грузы и т. д.), повышенна€ по сравнению с воздухом теплопроводность и р€д других факторов привод€т к некоторому изменению условий функционировани€ проприоцептивного и кожного анализаторов у водолазов и подводных пловцов. —ущественные изменени€ происход€т в де€тельности двигательного анализатора. –езкое снижение в воде массы тела вызывает изменение импульсации из антигравитационной мускулатуры. Ёто приводит к снижению чувствительности центров двигательного анализатора. ¬ результате уменьшени€ массы звеньев тела и увеличени€ сопротивлени€ движению в воде уменьшаетс€ скорость пассивных движений, например, в процессе опускани€ бедра и голени при расслаблении их сгибателей. Ќа фоне значительного ухудшени€ временных и пространственных характеристик движени€ силовые показатели измен€ютс€ относительно мало, особенно при значительных усили€х. ѕри создании под водой путем подбора соответствующего от€гощени€ гравитационных условий, аналогичных тем, которые существуют в воздушной среде, пространственные характеристики движени€ могут быть почти полностью восстановлены. Ёто свидетельствует о том, что в понижении в воде функций двигательного анализатора и центров, регулирующих движение, существенна€ роль принадлежит изменению ансамбл€ проприоцептивных импульсов из различных звеньев тела в результате снижени€ де€тельности антигравитационной мускулатуры. ¬ысока€ пластичность нервной системы дает возможность организму после соответствующей тренировки приспособитьс€ к изменившимс€ услови€м внешней среды. “акое приспособление наблюдаетс€ и у водолазов и подводных пловцов. ¬ их нервной системе в результате тренировки вырабатываетс€ способность правильно оценивать особый характер импульсации, поступающей в покое и при движени€х в водной среде в центральную нервную систему от проприоцепторов. „ем больше у человека стаж работы в водной среде, тем меньше нарушаютс€ функции двигательного анализатора. ѕри одинаковом стаже работы известное значение имеет и степень физической подготовленности - у спортсменов высокой квалификации проприоцептивна€ чувствительность нарушаетс€ меньше, чем у нетренированных лиц. »змен€етс€ в воде и характер импульсов, поступающих в центральную нервную систему от рецепторов кожи. ѕри погружени€х в воду, имеющую температуру ниже 18∞—, особенно сильному раздражению подвергаютс€ холодовые рецепторы кожного анализатора. Ќаблюдаетс€ также понижение порогов болевой чувствительности, поэтому человек не всегда замечает те повреждени€ тела, которые возникают во врем€ пребывани€ его под водой.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-06; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 915 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

ƒаже страх см€гчаетс€ привычкой. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

2250 - | 1974 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.018 с.