CC BY
11
УДК 613.955:612.84
Ю. Д. Жилое (Москва)
ЗРИТЕЛЬНАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИНСОЛЯЦИИ
Настоящее исследование посвящено частной проблеме — изучению динамики зрительной работоспособности подростков, выполняющих стандартную ученическую работу (восприятие объектов, далеко и близко расположенных) в условиях инсоляции. Напомним, что солнечная постоянная (по европейской шкале) равняется 1,895 кал/см2-мин (около 1317 Вт/м2), а светлая—137000 лк (Н. М. Гусев).
Спектральный состав видимого излучения при безоблачном небе почти не зависит от высоты солнца и остается в течение дня неизменным (В. А. Белинский). Однако небо не бывает постоянно безоблачным, поэтому как суточный, так и сезонный ход потока солнечной радиации уменьшается. Чем больше широта, облачность и мутность атмосферы, тем больше расхождений между теоретически возможными и реальными значениями прцхода естественной радиации. Немаловажную роль при этом играет наличие или отсутствие снежного покрова.
При воздействии светового потока на сетчатку в последней происходят сложные фотохимические и ретиномоторные процессы, направленные на адаптацию ее к непостоянным световым условиям. Обычно процессы биохимической и ретино-моторной адаптации имеют место при относительно низких уровнях яркости (освещенность ниже 500 лк на светлую поверхность), при которых зрительная работа весьма утомительна. При высоких уровнях яркости поля адаптация глаза к постоянно меняющейся обстановке определяется степенью открытия зрачка, ибо процесс пупилломоторной адаптации протекает более быстро, экономично и не ведет *к значительному утомлению (С. В. Кравков; В. Д. Кейдель; П. Милнер).
Изменение размеров входного отверстия глаза в результате сокращения кольцеобразных или радиальных мышечных волокон радужки осу-, ществляется зрачковым рефлексом. Уменьшение размера зрачка способствует как регуляции световой энергии, поступающей на сетчатку, так и усилению оптической силы глаза (Ю. Д. Жилов).
При сужении зрачка использутеся только центральная зона хрусталика, при этом увеличивается фокусное расстояние, что облегчает рассматривание близких предметов (В. В. Мешков). Известно, что по степени раскрытия зрачка и уровню яркости поля адаптации, используя формулу В. В. Мешкова, можно с известной точностью I определить уровень освещенности сетчатки.
Размер зрачка, конвергенция и аккомодация — компоненты функциональной системы, конечным результатом которой является четкое восприятие определенного размера объекта наблю-
дения, расположенного на соответствующем расстоянии от глаз, на который падает необходимое количество света на фоне, имеющем определенную яркость.
Именно характер зрительной работы, которую необходимо выполнить человеку, и формирует функциональную систему анализатора. Определение же зависимости зрительной работоспособности от характера выполняемой работы будет опосредовано видимой радиацией, без которой зрительная работа невозможна.
В данном исследовании проведен эксперимент с целью получить ответ на вопрос: как изменяется зрительная работоспособность у подростков, выполняющих стандартную работу (чтение) при уровнях освещенности, создаваемых прямыми солнечными лучами? Оценивали такие показатели работоспособности зрительного анализатора, как его пропускная способность, видимость (по контрастной чувствительности) и освещенность сетчатки (по степени открытия зрачка и яркости поля адаптации).
Под наблюдением находились подростки в возрасте 17 лет, имеющие нормальную остроту зрения и цветоощущение. Исследование проводили в одном из учебных заведений Москвы, осенью, при инсоляции помещения в течение нескольких часов. Проведение подобных экспериментов весьма трудоемко, так как погода не всегда бывает постоянной, солнце часто закрывается облаками, в результате чего создаются различной продолжительности перерывы в инсоляции.
Подростки выполняли две разновидности зрительной работы: читали текст в книге и на доске, т. е. рассматривали далеко и близко расположенные объекты.
Первый этап работы заключался в изучении динамики зрительных функций учащихся, читающих состоящий из колец с разрывом «текст» книги при инсоляции. Подросток, экранированный от теплового воздействия прямых лучей солнца, читал (подсчитывал) освещенный солнцем текст книги, лежащий на ученическом столе, в помещении, ориентированном на юг (Москва, широта 55°). Чтение (зрительная работа) продолжалось на протяжении всего периода инсоляции. Ежеминутно регистрировали объем перерабатываемой зрительной информации и уровень освещенности. Констатировали длительность непрерывной инсоляции. Через каждые 15 мин проводили исследование видимости и освещенность сетчатки.
Полученные данные свидетельствуют о том, что при непрерывной инсоляции освещенность рабочего места (поля адаптации) учащегося не остается постоянной и изменяется от 6 до 10 клк,
Пропускная способность зрительного анализатора у подростков при меняющейся инсоляции. / — инсоляция; 2 — солнце закрыто облаками.
что в 20—33 раза больше нормируемых (СНиП, 1979) величин для учебных помещений. Освещенность сетчатки при меняющейся яркости поля адаптации (2200—1330 кд/м2) остается почти постоянной и составляет 5,3—5,4 лк. Видимость весьма высока и практически не изменяется на протяжении всего периода наблюдения. Весьма значительно (до 4 %) изменяется объем воспринимаемой информации. Нетрудно сделать вывод о том, что инсоляция (освещенность 6—10 клк) способствует поддержанию зрительных функций подростков на относительно высоком уровне.
Следующий этап работы заключался в изучении зрительных функций при интермиттирующей инсоляции, когда солнце периодически закрывается облаками. Подростки выполняли ту же, что и на предыдущем эта'пе исследования, зрительную работу. Естественная освещенность рабочего места не была постоянной и зависела от длительности экранирования солнца облаками.
Применение уровня освещенности от* 8 до 0,7 клк, т. е. более чем в 10 раз, снижает работоспособность зрительного анализатора в среднем на 20—22%- Однако если оценить динамику зрительной работоспособности в более короткие отрезки времени, то получим картину, представленную на рисунке. Здесь весьма отчетливо показано, как снижается пропускная способность зрительного анализатора в момент экранирования солнца и уменьшения уровня освещенности рабочего места с 2000 до 16 кд/м2. В дальнейшем, очевидно, в процессе биохимической и ре-тиномоторной адаптации к новому уровню яркости, работоспособность глаза повышается и почти достигает исходного уровня, что имело место при равномерной инсоляции.
Освещенность сетчатки, которая при уменьшении яркости поля адаптации снижается до 3,9— 4,2 лк, при этом диаметр зрачка увеличивается до 4 мм, свидетельствует о том, что работа на близком расстоянии (чтение текста книги) требует от зрительного анализатора напряжения зрачкового и аккомодационного рефлексов и приводит к зрительному утомлению. Так, диаметр зрачка при яркости поля адаптации 156— 167 кд/м2 не превышает 4 мм, освещенность сетчатки не достигает оптимальной величины (5— 5,5 лк) и функция усиления оптической силы
глаза преимущественно выполняется лишь аккомодационным рефлексом.
Материалы данного этапа работы свидетельствуют о том, что интермиттирующая инсоляция, при которой уровень освещенности колеблется в пределах 8—10 раз и достигает незначительных величин, снижает зрительную работоспособность и вызывает зрительный дискомфорт в результате мобилизации процессов не только пу-пилломоторной, но и биохимической и ретиномо- < торной адаптации. С гигиенических позиций при интермиттирующей инсоляции требуется регуляция светового потока с помощью специальных инженерных устройств (жалюзи и др.).
Теоретический интерес представляли и данные, касающиеся зрительной работоспособности подростков, воспринимающих текст с доски, т. е. при рассматривании далеко расположенных объектов, когда требования к оптической системе глаза несколько снижаются. Поэтому следующим этапом работы явилось изучение показате- • лей функционального состояния зрительного анализатора при инсоляции классной доски. Подростки рассматривали текст с кольцами Лан-дольта, расположенный на доске. Угловой размер колец был идентичен таковому в тексте книги. При инсоляции доски текст на ней виден « хорошо и работоспособность зрительного анализатора высокая. При «уходе» солнца с "доскн освещенность ее уменьшается и четкость поля адаптации становится весьма незначительной — 38 кд/м2. Интересно, что при такой скорости диаметр зрачка увеличивается не до 4 мм, как это имело место при чтении текста на близком расстоянии, а до 6 мм, способствуя максимальной (2,15 лк) для данных световых условий освещенности сетчатки, однако уровни ее далеки от оптимальных -(5—5,5 лк).
Отмечается весьма незначительное снижение пропускной способности зрительного анализатора и видимости. Следует отметить, что трудность в 1 проведении исследований на этом-этапе заключается в том, что доска освещается солнцем очень непродолжительное время и лишь в утренние часы. Однако и данный раздел работы позволил подтвердить вывод о необходимости создания равномерной (и достаточной) освещенности, т. е. организации в учебных помещениях светорегули-рующего устройства.
Литература. Гусев H. М. Основы строительной физики.
М„ 1975.
Жилое Ю, Д. Световой и ультрафиолетовый климат в помещениях для детей и подростков. М., 1978. Кравков С. В. Глаз и его работа. М.—Л., 1950. Мешков В. В. Основы светотехники. М., 1961. Кейдель В. Д. Физиология органов чувств. М., 1975. Милнер П. Физиологическая психология. М., 1973.
Поступила 14.09.81 ^
Su mm а г у. It lias been established that the uniform insolation of school buildings, (in contrast to the intermittent one), does not reduce a Visual working capacity level in viewing both near and, particularly, far objects.
