для чего характерно диффузное отражение
Диффузное отражение
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Диффузное отражение» в других словарях:
диффузное отражение — Отражение падающего светового потока во всех направлениях. Примечание Диффузное отражение наблюдается при отражении падающего светового потока от шероховатых поверхностей, от глянцевых поверхностей происходит зеркальное отражение. [ГОСТ 30721… … Справочник технического переводчика
ДИФФУЗНОЕ ОТРАЖЕНИЕ — света, (см. ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА). Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983 … Физическая энциклопедия
диффузное отражение — 02.02.09 диффузное отражение [ diffuse reflection]: Рассеяние отраженного излучения, при котором в макроскопическом масштабе не проявляется зеркальное (направленное) отражение. [МЭК 50 (845) 845 04 47] Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
диффузное отражение — sklaidusis atspindys statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Šviesos atspindys nuo paviršiaus, kurio nelygumų matmenys didesni už šviesos bangos ilgį. atitikmenys: angl. diffuse reflection; scattered reflection vok. diffuse… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
диффузное отражение — sklaidusis atspindys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. diffuse reflection; scattered reflection vok. diffuse Reflexion, f; Streureflexion, f rus. диффузное отражение, n; рассеянное отражение, n pranc. réflexion diffuse, f … Fizikos terminų žodynas
ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА — явление, заключающееся в том, что при падении света (оптического излучения) из первой среды на границу раздела со второй средой вз ствие света с в вом приводит к появлению световой волны, распространяющейся от границы раздела обратно в первую… … Физическая энциклопедия
ОТРАЖЕНИЕ РАДИОВОЛН — отражениеволн эл. магн. природы в диапазоне от сверхдлинных волн вплоть до границысветового диапазона (см. Радиоволны). Как и в случае световых волн … Физическая энциклопедия
Отражение диффузное — Диффузное отражение: отражение, при котором направленное отражение заметно не проявляется и отраженный свет рассеивается. Источник: ГОСТ 26824 2010. Межгосударственный стандарт. Здания и сооружения. Методы измерения яркости (введен в действие… … Официальная терминология
Отражение (физика) — У этого термина существуют и другие значения, см. Отражение. Отражение физический процесс взаимодействия волн или частиц с поверхностью, изменение направления волнового фронта на границе двух сред с разными свойствами, в котором волновой фронт… … Википедия
ОТРАЖЕНИЕ ВОЛН — переизлучение волн препятствиями с изменением направления их распространения (вплоть до смены на противоположное). Отражающими объектами могут быть непрозрачные тела, в к рых волны данной природы распространяться не могут, неоднородности среды… … Физическая энциклопедия
Материал по физике на тему «Демонстрация диффузного и зеркального отражения света»
Описание разработки
Введение.
Данная работа представляет собой теоретическую, практическую и методическую части.
Теоретическая часть содержит основные понятия данной темы, а именно отражение света и его виды: зеркальное и диффузное. Практическая часть представлена экспериментом, с помощью которого появляется возможность изучения явления на более высоком уровне, представляющем интерес для 11 классов и даже для факультатива. Кроме качественной оценки явления рассмотрена и количественная, что необходимо для углубленного изучения.
Задачами данной работы являются:
изучение явлений зеркального и диффузного отражения света;
представление карточки для эксперимента;
проведение демонстрационного эксперимента.
Цель данной работы:
изучение зеркального и диффузного отражения света и проведение демонстрационного эксперимента.
Луч движется прямолинейно до тех пор, пока среда является однородной. При переходе луча из одной среды в другую, на границе раздела луч меняет свое направление. Часть света, а иногда и весь свет (явление полного внутреннего отражения) возвращается в исходную среду.
Таким образом, при падении световых лучей на границе раздела двух сред, размеры которой значительно превышают мою длину волны, происходит явления отражения и преломления света. Углом падения называется угол между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела. Углом отражения называется угол между отраженным лучом и тем же перпендикуляром. Углом преломления называется угол между преломленным лучом и тем же перпендикуляром.
Виды отражения света.
От различных поверхностей световые лучи отражаются по-разному. Существует два вида отражения лучей: зеркальное отражение и диффузное отражение. При попадании световых лучей на идеальную плоскую отражающую поверхность, размеры неровностей которой не превышают длину световой волны наблюдается зеркальное отражение. При этом лучи, входящие в световой пучок, отражаясь остаются взаимно параллельными.
Примерами поверхностей, по свойствам приближающимся к зеркальным, могут служить поверхность капли ртути, поверхность гладкого стекла, хорошо отполированная металлическая поверхность, или обыкновенное зеркало.
При попадании световых лучей на неровную, шероховатую отражающую поверхность (размеры неровностей превышают длину световой волны) наблюдается диффузное отражение. В этом случае отраженные лучи направлены хаотично относительно друг друга.
Именно благодаря явлению диффузного (рассеянного) отражения мы можем различать предметы, которые сами не способны испускать свет. Предмет будет абсолютно невидимым, если рассеивание световых лучей равно нулю. На данный момент, даже идеально отполированные зеркала рассеивают незначительную часть световых лучей.
Эксперимент №1.
Карточка к эксперименту.
Цель эксперимента: продемонстрировать зеркальное и диффузное отражение, а так же переход рассеянного отражения в зеркальное за счет растяжения резиновой пленки.
Для чего характерно диффузное отражение
Основные свойства радиоволн, используемые в радиолокации:
1. Постоянство скорости распространения радиоволн в однородной среде.
Скорость распространения радиоволн в воздухе принимается равной скорости ЭМВ в вакууме
Это свойство используется для определения дальности до цели по времени запаздывания радиосигнала на пути РЛС-цель-РЛС.
В диэлектрике скорость распространения радиоволн v меньше чем вакууме и определяется выражением
,
2. Прямолинейность пути распространения радиоволн.
Несмотря на возможное искривление пути распространения радиоволн под влиянием неоднородности атмосферы (рефракция) в радиолокации с высокой эффективностью используется допущение о прямолинейности распространения радиоволн.
Это свойство используется для определения угловых координат цели по направлению прихода отраженного от нее сигнала.
3. Отражение радиоволн от границы двух сред.
Отражение радиоволн (вторичное излучение радиоволн) для радиолокационных объектов бывает: зеркальное, резонансное и диффузное.
Зеркальное отражение наблюдается, если размер объекта много больше длины облучающей радиоволны, а поверхность объекта гладкая (размеры неоднородностей на поверхности значительно меньше длины облучающей радиоволны).
При зеркальном отражении выполняются законы геометрической оптики.
Примеры зеркального отражения радиоволн: отражение радиосигнала от ровной земной или водной поверхности, фокусировка луча в зеркальной антенне.
Рис.1. Зеркальное отражение радиоволн от земной (водной) поверхности
Рис.2. Принцип действия зеркальной антенны Кассегрена
Резонансное отражение происходит при условии, что размеры объекта или отдельных его частей кратны половине длины облучающей волны. В этом случае может возникать резонансное вторичное излучение большой интенсивности.
Диффузное отражение имеет место, когда линейные размеры объекта или его отдельных элементов сравнимы или больше длины облучающей волны.
Длину волны РЛС следует выбирать так, чтобы цель была диффузным отражателем.
Рис.3. Диффузное отражение радиоволн
4. Изменение частоты радиосигнала при отражении его от движущегося объекта (эффект Доплера).
Эффект Доплера стоит в том, что если объект отражающий или излучающий сигнал движется, то неподвижный наблюдатель зафиксирует изменение частоты принимаемого сигнала. Если объект движется к наблюдателю – частота сигнала растет, если от наблюдателя – уменьшается.
Наглядной иллюстрацией влияния скорости объекта на частоту является звук тепловозного гудка, который слышат пассажиры на неподвижном перроне: у приближающегося тепловоза звук гудка кажется выше, у удаляющегося – ниже.
На основании эффекта Доплера определяется радиальная скорость цели Vr .
Непосредственно измеряется так называемая «доплеровская добавка частоты»
,
как разность между частотами излученного ( fизл ) и принятого от цели ( fприн ) сигналов.
Радиальная составляющая скорости движения цели определяется в соответствии с выражением:
,
где: l –длина волны излученного РЛС сигнала.
5. Интерференция радиоволн.
Интерференция радиоволн, геометрическое сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором в разных точках получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны. Интерференция возможна, если волны когерентны.
,
Разность фаз φ изменяется от точки к точке и в пространстве получается распределение амплитуд результирующей волны с чередующимися максимумами и минимумами. Иллюстрирует эту картину опыт Юнга, выполненный в оптическом диапазоне.
Явление интерференции сонаправленных волн широко используется при создании антенных систем с заданной формой диаграммы направленности. Именно интерференция позволяет создать узкую диаграмму направленности ФАР, состоящей из множества слабонаправленных излучателей.
Рис.4. Интерференция световых волн в опыте Юнга
Стоячие волны используются в объемных резонаторах.
5.1.2. Методы измерения дальности
,
где: — время приема и излучения сигнала.
Дальность цели определяется в соответствии с выражением:
,
б) Частотный метод измерения дальности. Используется с ЗС в виде длинного ( ) ЛЧМ радиоимпульса с законом изменения частоты
,
f н – начальное значение частоты, как правило совпадает со значением несущей частоты;
f к – максимальное значение частоты, достигаемое к концу импульса;
,
.
Если цель движется, существует ненулевая доплеровская добавка частоты F д ¹ 0. Поэтому процедура частотного измерения дальности включает три последовательных этапа:
3) определяется дальность.
Для исключения различия времен срабатывания t ср у различных ответчиков, фиксированное время срабатывания t ср фикс конструктивно вносится во все ответчики.
Время запаздывания в этом случае определяется как
,
а дальность вычисляется как в способе а).
г) В системах пассивной радиолокации определение дальности основывается на различных вариантах триангуляционных (основанных на свойствах треугольников) измерений.
Для построения измерительного треугольника используются две точки приема – основная А и дополнительная Б, разнесенные на фиксированное расстояние d, называемое базой измерения, третьей вершиной треугольника является цель.
Непосредственно измеряются углы e, a, a1, а дальность находится из соотношения:
.
5.1.3. Методы измерения угловых координат
Для измерения угловых координат антенны должны быть узконаправленными.
а) Метод максимума является простейшим методом измерения угловых координат. Применяется в обзорных РЛС.
Для определения значения азимута β организуется круговое сканирование ДН с заданной угловой скоростью wл. Измеряемым параметром является время от момента прохождения лучом направления на север (t=0) до момента получения максимума отраженного от цели сигнала tц. Азимут цели рассчитывается из соотношения:
Азимут цели рассчитывается из соотношения βц= tц´ wл.
Недостатком метода максимума является низкая точность измерения углов, сравнимая с шириной ДН (минимальная практически достижимая ширина составляет 0,7°).
б) Методы моноимпульсной пеленгации (мгновенной равносигнальной зоны) основаны на суммарно-разностной обработке принимаемых сигналов.
В рабочей области для измерения угла φ сигналы, принятые ДН1 (А1) и ДН2 (А2), используются в разностном и суммарном каналах РПрУ:
Достоинством моноимпульсных методов является высокая точность измерения (ошибки составляют единицы угловых минут), а недостатками являются сложность антенной системы и невозможность измерения, если цель выходит за пределы рабочей области.
5.1.4. Методы измерения радиальной скорости
Непосредственно измеряется так называемая «доплеровская добавка частоты» как разность между частотами излученного ( fизл ) и принятого от цели ( fприн ) сигналов
.
Радиальная составляющая скорости движения цели определяется в соответствии с выражением:
,
где: l –длина волны излученного РЛС сигнала.
Для измерения радиальной скорости, как правило, используются устройства, построенные на узкополосных частотных фильтрах.
Для оценки радиальной скорости (например, в доплеровских РЛС обнаружения) как правило, формируется набор фильтров, полосы пропускания которых равны Dfф, следуют одна за другой и перекрывают весь диапазон возможных доплеровских добавок.
Количество фильтров зависит от возможного диапазона скоростей цели или от диапазона скоростей, представляющих интерес для работы конкретной РЛС. Ширина полосы пропускания каждого фильтра согласуется с частотными характеристиками ЗС.
5.1.5. Радиолокационная информация
РЛИ включает : сведения о наличии или отсутствии в пространстве целей, их координатах и траектории, информацию о действующих помехах.
Сведения о наличии или отсутствии целей определяются для каждого элемента разрешения в зоне видимости РЛС.
На основании физических свойств радиоволн непосредственно измеряются:
— дальность до цели Дц — расстояние между точкой стояния РЛС и целью (иногда ее называют наклонной дальностью);
— угловые координаты — углы наклона линии РЛС – цель в вертикальной ( угол места цели e ) и горизонтальной ( азимут b ) плоскостях относительно горизонта и направления на север соответственно.
Для определения траектории движения цели необходимо многократно последовательно во времени измерять значения координат цели, а затем связать полученные точки единой линией.
Информация о действующих помехах отображается на индикаторах РЛС, а также на индикаторных элементах системы помехозащиты.
Рис.3. Вид экрана индикатора кругового обзора
РЛИ получают РЛС на основе анализа параметров радиосигналов целей и помех.
РЛИ в ЗРС используется для отображения воздушной обстановки на индикаторах, планшетах обстановки и т.п., а также для решения задач пуска и наведения ЗУР.
5.1.6. Методы радиолокации
Для получения РЛИ используют следующие методы:
Метод активной радиолокации с пассивным ответом основан на облучении цели радиосигналом ( активная локация ) и приеме отраженных (рассеянных) целью радиоволн приемным устройством РЛС ( пассивный ответ ). Применяется, как правило, для поиска целей и измерения их координат.
Метод активной радиолокации с активным ответом – при облучении цели радиосигналом от РЛС ( активная локация ) срабатывает установленный на цели ретранслятор (ответчик), который излучает ответный радиосигнал с заданными параметрами ( активный ответ ). Эти сигналы принимаются РЛС. Применяется, как правило, для определения государственной принадлежности целей и для определения координат ЗУР.
Метод пассивной радиолокации заключается в приеме сигналов собственного радиоизлучения целей (радиотепловое излучение тел, излучение собственных радиотехнических устройств и др.). Применяется, как правило, для определения угловых координат целей – постановщиков активных помех.
Для чего характерно диффузное отражение
Работоспособность человека – характеристика наличных или потенциальных возможностей индивида выполнять целесообразную деятельность на заданном уровне эффективности в течение определенного времени. Работоспособность зависит от индивидуальных психофизиологических ресурсов, степени их тренированности или истощенности, а также внешних условий деятельности. [1]
Умственная работоспособность проявляется в способности человека воспринимать и перерабатывать информацию, принимать решения и действовать. Параметрами умственной работоспособности являются память, внимание, скорость передачи информации. Многочисленные исследования показывают, что устойчивость и адекватность этих показателей во многом зависит от уровня физической тренированности организма. Следует учесть, что умственный труд протекает в условиях малой двигательной интенсивности. Это способствует развитию процессов торможения в коре больших полушарий, возникают условия для повышенной утомляемости, снижения работоспособности, ухудшения общего самочувствия. У людей, которые систематически и активно занимаются физическими упражнениями, повышается психическая, умственная и эмоциональная устойчивость при выполнении напряженной умственной или физической деятельности. Умственная работоспособность человека в значительной мере зависит от состояния психофизиологических качеств. К их числу следует отнести общую выносливость, быстроту мыслительной деятельности, способность к переключению и распределению, концентрации и устойчивость внимания, эмоциональная устойчивость. [2]
Существенным фактором, влияющим на уровень и динамику работоспособности, являются специфические особенности каждой конкретной деятельности. Состояние работоспособности оценивается по физиологическим показателям функционального состояния центральной нервной системы, нервно-мышечного аппарата, сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем, обеспечивающих данную конкретную деятельность.
В первом приближении изменение работоспособности отражается в колебаниях производительности труда и скорости работы. Однако изменения производительности непосредственно отражают лишь изменения в выполнении установленного задания, а не изменения способности к его выполнению, производительность труда может зависеть не только от работоспособности, но и от многих условий работы.
Следовательно, производительность труда нельзя отождествлять с работоспособностью. Вместе с тем и производительность и работоспособность характеризуются результатом работы, ее количеством и качеством. Поэтому интегральными показателями работоспособности могут быть данные почасовой производительности и качества работы. Во время трудовой деятельности функциональная способность организма и производительность труда закономерно изменяются на протяжении рабочей смены. Изменения работоспособности в течение рабочего дня имеют несколько фаз или сменяющих друг друга состояний человека.
Фаза высокой устойчивой работоспособности. Для нее характерно сочетание высоких трудовых показателей с относительной стабильностью или даже некоторым снижением напряженности физиологических функций.
Продолжительность фазы устойчивой работоспособности может быть 2 – 2,5 ч и более в зависимости от степени нервно-эмоционального напряжения, физической тяжести и гигиенических условии работы.
Фаза снижения работоспособности. Падение работоспособности сопровождается уменьшением функциональных возможностей основных работающих органов человека. Наблюдаемое к обеденному перерыву падение работоспособности проявляется в ухудшении состояния сердечно-сосудистой системы, увеличении времени протекания рефлексов, снижении внимания, появлении лишних движений, ошибочных реакций, замедлении скорости решения задач.
Рассмотренная динамика работоспособности весьма характерна. Встречающиеся отклонения от типичной классической кривой работоспособности большей или меньшей выраженности свидетельствуют о наличии неблагоприятных внешних причин, на устранение которых должны быть направлены усилия физиологов труда. При этом главной задачей является продление фазы устойчивой работоспособности.
Оценка профессиональной работоспособности осуществляется обычно с помощью комплекса наиболее адекватных психофизиологических показателей с учетом вида трудовой деятельности, уровня рабочего напряжения, степени тренированности и индивидуальных особенностей организма. При этом чаще всего исследуются состояние сердечно- сосудистой, мышечной системы, ВНД и т. д. [3]
Для оценки физической выносливости и работоспособности человека предложено множество критериев и показателей. В последнее время большинство исследователей стремятся использовать показатели, прямо показывающие уровень определенного вида работоспособности, применяя в исследованиях тесты и показатели, принятые в качестве стандартных Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ).
При оценке умственной работоспособности человека решающее значение должны играть прямые показатели умственной работы, главными слагаемыми которой являются скорость и точность реакций, помехоустойчивость и объем перерабатываемой информации. Указанные показатели определяются по результатам выполнения различных проб и тестов, из которых наиболее общепринятыми являются тесты с кольцами Ландольта, корректурная проба и др. [4]
Внимание- направленность и сосредоточенность психической деятельности человека в данный момент времени на определенных объектах при одновременном отвлечении от других. Это процесс сознательного или бессознательного (полусознательного) отбора одной информации, поступающей через органы чувств, и игнорирование другой.
Критериями внимания являются:
1) внешние реакции- моторные (повороты головы, фиксация глаз, мимики, поза сосредоточенности), вегетативные (задержание дыхания, вегетативные компоненты ориентировочной реакции);
2) сосредоточенность на выполнении определенной деятельности, ее организации и контроле;
3) увеличение продуктивности деятельности («внимательное» действие эффективнее по сравнению с «невнимательным»);
4) избирательность (селективность) информации;
5) ясность и отчетливость содержаний сознания, находящихся в поле сознания. [6]
Психофизиологическая теория Т. Рибо. Он утверждал, что внимание связано с эмоциями и вызывается ими. Интенсивность и продолжительность как произвольного, так и непроизвольного внимания определяется интенсивностью и продолжительностью эмоций, связанных с объектом. Рибо связывал внимание также и с физиологическими изменениями организма (сосудистые, дыхательные и др.реакции). Состояние внимания связано с движениями (лица, туловища, конечностей и т.п.), которые поддерживают и усиливают состояние сознания.
Концепция внимания П.Я. Гальперина. Основные положения концепции:
Виды внимания. Классификация видов внимания:
По степени активности: 1) непроизвольное, 2) произвольное и 3) послепроизвольное внимание.
По происхождению: 1) природное, 2) социальное.
По использованию средств: 1) непосредственное, 2) опосредованное.
По объекту внимания: 1) внешнее (чувственное), 2) внутреннее (интеллектуальное).
Внимание социально обусловленное- складывается прижизненно в результате обучения и воспитания, связано с волевой регуляцией поведения, с избирательным и сознательным реагированием на объекты.
Внимание непосредственное- не управляется ничем, кроме того объекта, на который оно направлено и который соответствует актуальным потребностям человека.
Внимание опосредованное- регулируется с помощью специальных средств, например жестов, слов, указательных знаков, предметов.
Свойствами внимания являются:
Механизмы внимания. Физиологической основой внимания является общая активация мозга, связанная с деятельностью ретикулярной формации. В деятельности мозга выделяют несколько стадий или уровней, которые в разной степени обеспечивают внимание. Важнейшей основой внимания является достижение определенного функционального состояния мозга.
Внимание состоит в реакции ориентирования на какой-то стимул или объект. Для того, чтобы событие было воспринято, нужно, чтобы оно могло вызвать ориентировочную реакцию, которая позволит нам “настроить” на него свои органы чувств. Т.е. внимание носит рефлекторный характер и возникает в результате особого ориентировочного рефлекса.
Центральные механизмы внимания связаны с возбуждением одних нервных центров и торможением других. В нервной системе одни из возникающих возбуждений оказываются настолько сильными, что выступают в роли главенствующих, подавляющих все прочие. Это основное возбуждение принято называть доминантой, все прочие очаги в нервной системе – субдоминанты. Т.о., важнейшим механизмом, обеспечивающим внимание, является механизм доминанты, открытый Ухтомским А.А.
Доминанта – временно господствующий в коре очаг возбуждения, который тормозит работу других нервных центров. Доминантный (господствующий) в данный момент времени очаг возбуждения, обеспечивающий выполнение какой-либо деятельности, притягивает к себе возбуждение из других центров и одновременно подавляет их, что блокирует посторонние, не относящиеся к выполняемой деятельности, раздражители, и, вместе с тем, усиливает энергию возбуждения основного доминантного очага. Доминанта является устойчивым очагом возбуждения, благодаря ей создаются условия для высокой концентрации, длительной сосредоточенности внимания. Так, человек, увлеченный работой, не замечает голода, посторонних шумов, голосов других людей. Доминанта является физиологической основой внимания.
Таким образом, внимание осуществляет контроль поведения и поддерживает устойчивость активности. [7]
Внимание в жизни и деятельности человека выполняет много различных функций. Оно активизирует нужные и тормозит ненужные в данный момент психологические и физиологические процессы, способствует организованному и целенаправленному отбору поступающей в организм информации в соответствии с его актуальными потребностями, обеспечивает избирательную и длительную сосредоточенность психической активности на одном и том же объекте или виде деятельности.
С вниманием связаны направленность и избирательность познавательных процессов. Их настройка непосредственно зависит от того, что в данный момент времени представляется наиболее важным для организма, для реализации интересов личности. Вниманием определяется точность и детализация восприятия, прочность и избирательность памяти, направленность и продуктивность мыслительной деятельности — словом, качество и результаты функционирования всей познавательной активности.
Для перцептивных процессов внимание является своеобразным усилителем, позволяющим различать детали изображений. Для человеческой памяти внимание выступает как фактор, способный удерживать нужную информацию в кратковременной и оперативной памяти, как обязательное условие перевода запоминаемого материала в хранилища долговременной памяти. Для мышления внимание выступает как обязательный фактор правильного понимания и решения задачи. В системе межчеловеческих отношений внимание способствует лучшему взаимопониманию, адаптации людей друг к другу, предупреждению и своевременному разрешению межличностных конфликтов. О внимательном человеке говорят как о приятном собеседнике, тактичном и деликатном партнере по общению. Внимательный человек лучше и успешнее обучается. [8]
Факторы, влияющие на внимание:
1-я группа факторов связана с характером раздражителя. Это
факторы силы, новизны, необычности, контраст, внезапность. Например, скорее замечается движущийся объект, нежели статичный.
2-я группа факторов связана с соотношением характера раздражителя и потребностей человека. Привлекает внимание то, что значимо для человека, его деятельности и личности. Имеют значение особенности личности (опыт, эмоциональное состояние, установки и пр.).
3-я группа факторов связана с особенностями организации деятельности субъекта. Внимание всегда привлечено к действию, направленному на определенную цель. Поэтому для привлечения внимания важны: понимание цели, организация деятельности и условия ее протекания. [6]
Индивидуальные особенности внимания. Поскольку внимание обладает различными независимыми друг от друга свойствами и зависит от многих личностных факторов, а также от обучения и воспитания, то люди могут значительно отличаться по отдельным свойствам внимания, образуя индивидуальные типы:
1) широкое и узкое внимание (в зависимости от объема), 2) хорошо и плохо распределяемое, 3) быстро или медленно переключаемое, 4) концентрированное или флюктуирующее, 5) устойчивое и неустойчивое. [6]
Временные нарушения внимания типичны при утомлении или влиянии сильных эмоций. Достаточно устойчивое сохранение отклоняющего от нормы определенного соотношения основных характеристик внимания, приводящее к невнимательности, может быть как личностно-возрастной особенностью человека, так и следствием различных заболеваний.
Повышенная непроизвольная переключаемость внимания с низкими возможностями концентрации свойственна детям дошкольного возраста, но может возникать и у взрослых на фоне астении при различных заболеваниях или при переутомлении.
Повышенная концентрация на своих мыслях с трудностями переключения на другие виды деятельности свойственна некоторым лицам умственного труда, но подобные свойства внимания встречаются и у больных с навязчивыми и сверхценными идеями.
Все разнообразие ослабления внимания в патологии объединяют термином «гипопрозексия», Напротив, при гиперпрозексии внимание крайне усиливается: происходит своеобразное «прилипание» внимания к определенным мыслям или представлениям, причем больные могут это даже осознавать (повышенная избирательность внимания). [5]
Функциональная асимметрия полушарий – неравнозначность функций правого и левого полушарий головного мозга. В психологическом словаре дается более развернутое определение: функциональная асимметрия полушарий мозга означает специфические особенности структуры и функции мозговых полушарий, приводящее к тому, что при осуществлении одних психических функций главенствует левое, а других – правое полушарие. Рассматривают в двух аспектах: функциональной асимметрии (или специализации) полушарий мозга и их взаимодействии в обеспечении психической деятельности человека. В классическом университетском учебнике по нейропсихологии (под редакцией Е.Д. Хомской, 2005) даются следующие определения обсуждаемым понятиям. Межполушарная асимметрия мозга – неравноценность, качественное различие того «вклада», который делают левое и правое полушария мозга в каждую психическую функцию; различия в мозговой организации высших психических функций в левом и правом полушариях мозга. Функциональная специфичность больших полушарий – специфика переработки информации и мозговой организации функций, присущая левому и правому полушариям мозга и определяемая интегральными межполушарными закономерностями. На наш взгляд под «функциональной межполушарной асимметрией головного мозга» следует понимать неравнозначность функций правого и левого полушарий головного мозга в моторной, сенсорной и психической деятельности человека и животных. [9,11]
У человека описано несколько видов асимметрий, в том числе и в отношении полушарий головного мозга. Для мозга выделяют пары: кора – подкорка, лоб – затылок, левое – правое. По функциональным особенностям различают:
— межполушарную асимметрию – временное доминирование активности структур одного полушария, связанное с типом решаемых задач;
— функциональную специализацию полушарий – предпочтение каждым полушарием обрабатывать информацию определенного типа.
Кроме этого различают асимметрию:
— морфологическую – выражается в неодинаковом строении двух гемисфер;
— биохимическую – проявляется в разном уровне содержания биологически активных веществ в левом и правом полушарии головного мозга;
— психофизиологическую – реализуется в различии физиологических и психологических параметров, обусловленных своеобразием работы каждого полушария. При этом психофизиологическая асимметрия делится на:
— моторную – совокупность признаков неравенства функций рук, ног, половин туловища и лица в формировании общего двигательного поведения и его выразительности;
— сенсорную – совокупность признаков функционального неравенства правой и левой частей органов чувств.
— когнитивную и эмоционально – мотивационную (психическая) – обусловлены специфичностью восприятия информации и различным способом ее обработки.
При этом необходимо отметить, что сенсорные, моторные и психические асимметрии, проявляются не изолированно, а только в целостной нервно- психической деятельности. Считают, что психические процессы, зависимые от правого полушария мозга включают в себя сенсорные асимметрии, а психические процессы, зависимые от левого полушария, соотносятся с двигательными асимметриями. [9]
Асимметрия полушарий и подкорковых структур сопряжена с асимметрией вегетативной нервной системы. Периферические симпатические структуры по числу и общей массе ганглиев и нервных проводников преобладают слева, а парасимпатические – справа. Показано, что асимметрия расположения органов находится под генным контролем и реализуется через последовательность сигнальных молекул. [9]
Сенсорная асимметрия является более четкой и постоянной характеристикой деятельности центральных систем. Этот вид асимметрии сохраняется и закрепляется в течение всей жизни. Информация, воспринимаемая сенсорными системами, поступает в правое и левое полушарие, причем в ведущее быстрее, а ее обработка и хранение происходит в полушарии, адаптированном к данному виду информации. В опытах по изучению асимметрии осязания установлено, что болевой порог выше на ведущей руке, а температурная чувствительность – у не ведущей руки. Была обнаружена тактильная асимметрия.
Наиболее выражена асимметрия функционирования органов зрения и слуха. Известно, что ведущий глаз первый ловит предмет, поэтому быстрее происходит его аккомодация. Объект ведущим глазом воспринимается как больший и контрастный. Однако более устойчивым видом сенсорной асимметрии считается слуховая асимметрия, так как зрительная асимметрия нивелируется после 30-35 лет, а слуховая – после 40-50 лет жизни.
Распределение высших нервных функций между полушариями (мышление, сознание, эмоции, восприятие пространства и времени, речь) – определяется как психическая асимметрия. Известно, что в формировании отрицательных эмоций принимает участие правое полушарие: состояние отрицательного эмоционального напряжения проявляется активацией теменно-височной области правого полушария. [10]
В настоящее время принято считать, что левое полушарие у людей специализируется на вербально – символических функциях, работает как планирующий, аналитический, последовательный процессор, оперирует дискретными понятиями, соответствующими целыми классами объектов, устанавливая отношения между ними, обрабатывает информацию последовательно, сопоставляя детали, систематизируя, преобразуя, перекодируя их в речь и письмо. Лингвистические и математические функции также сосредоточены преимущественно или исключительно в пределах левого полушария, традиционно рассматриваемое как доминантное. Левое полушарие использует топологическую систему опознания, состоящую в том, что в нем создается схематическое изображение предмета, отражающее его основные функциональные признаки. Индивидуализированное восприятие объекта осуществляется правым полушарием. Только вместе лево- и правополушарные стратегии формируют функциональную гностическую систему.
Правое полушарие специализируется на пространственно – синтетических функциях, работает оппозиционно: обеспечивает целостное, синтетическое, аналоговое описание мира, сравнивая объекты параллельно по многим параметрам. Правая гемисфера может ощущать, познавать, интегрировать раздражения разных модальностей, решать задачи требующие понимания слов и их ассоциаций с объектами внешней среды. Оно играет преимущественную роль в восприятии пространства и топографических взаимоотношений. При поражении правого полушария нарушается восприятие схемы тела. Музыкальные способности человека в основном определяются также функционированием правого полушария. По другим данным анализ музыкальных произведений обеспечивается активностью обоих полушарий. [9]
Предполагается, что механизмы внимания также находятся в правом полушарии. Если левое полушарие обрабатывает осознанную информацию, то правое – неосознанную. Правое полушарие отвечает за гомеостаз, поэтому обеспечивает биологическую адаптацию, а левое – социальную. В восприятии пространственно-временных взаимоотношений полушария мозга функционируют асимметрично: правое – в настоящем времени с опорой на прошлое, левое – в настоящем с обращенностью в будущее. [12]
Активизацию правого полушария связывают с появлением отрицательных эмоций, а левого – положительных. Восприятие эмоциональных сигналов находится в основном под контролем правого полушария. При его поражении становится невозможным распознавание эмоционального настроения собеседника, распознавание лицевой экспрессии эмоций, теряется способность выразить или передать свое состояние интонацией голоса. [9]
При изучении функциональной межполушарной асимметрии долгое время преобладало представление о ФМА как об устойчивом, постоянном (стационарном) нейрофизиологическом феномене. Однако на основании исследований последних лет (методами регистрации электрической активности мозга, биохимического картирования, локального мозгового кровотока) был сформулирован новый концептуальный подход к феномену функциональной межполушарной асимметрии как к динамической функциональной асимметрии, под которой подразумеваются неустойчивые, флуктуирующие различия в деятельности симметричных образований головного мозга. Так, В.Ф. Фокиным (2003) был сформулирован ряд положений о динамических свойствах функциональной межполушарной асимметрии. Во- первых, динамика и инверсия межполушарных отношений наблюдается при стрессе различного происхождения. При напряженных адаптивных процессах активируются структуры правого полушария, что приводит к изменению характеристик высших психических функций и активации вегетативных реакций. Активность правой гемисферы часто усиливается при различных заболеваниях, а левой снижается. В смене знака межполушарной асимметрии могут играть роль биоритмические процессы. Автор считает, что реализация большинства высших психических функций осуществляется успешнее при более высокой активности левого полушария. Активация правого ухудшает психологические характеристики человека, но активирует проявление вегетативных реакций. Предполагается, что подобные изменения межполушарных отношений могут сопровождать человека всю его жизнь, особенно в критические возрастные периоды. [9]
Если кратко суммировать изложенное выше, то можно сказать, что
Для левого полушария характерно:
— последовательная обработка информации, сопоставление деталей, систематизирует, перекодирует информацию в речь и письмо;
— моторные (двигательные) психические процессы;
— функционирует в настоящем с обращенностью в прошлое;
— выше исходная точность восприятия времени и пространства;
— моторные и сенсорные функции представлены фокально, что позволяет формировать точные сенсомоторные координации и более благоприятно на этапе совершенствования навыков;
— при доминировании левого полушария высок риск развития сердечно – сосудистых заболеваний;
— доминирование левого полушария ограничивает симпатическую активность;
— на левое полушарие большее воздействие оказывает парасимпатический отдел вегетативной нервной системы;
— в левом полушарии и стриатуме преобладает активность стриопаллидарного пути и информация оценивается как положительная (система информационного подкрепления);
— активация левого полушария вызывает положительные эмоции и оно более уязвимо при возникновении отрицательных эмоций;
— левое полушарие связано со специфическими активирующими системами мозга, с дофаминэргической системой;
— доминирует в регуляции психофизиологических функций;
— оно обуславливает высокое качество физической и психической деятельности, что способствует развитию состояния напряжения и перенапряжения систем регуляции.
Для правого полушария характерны следующие особенности:
— работает в аналоговом режиме, осуществляет целостное восприятие, сравнивает объекты по многим параметрам;
— контролирует сенсорные психические процессы;
— функционирует в настоящем с опорой на будущее;
— моторные и сенсорные функции представлены диффузно, образ ритма движения более устойчив к угасанию;
— «симпатическое» полушарие – его доминирование ведет к истощению нервной системы и нарушению регуляции различных функций;
— в париетальной области правого полушария находятся центральные механизмы вегетативной регуляции;
— на правое полушарие большее воздействие оказывает левая, доминирующая часть симпатической системы;
— в правом стриатуме преобладает активность стрионигрального пути, поэтому информация оценивается как отрицательная (находится система биологического подкрепления);
— правое миндалевидное тело контролирует преимущественно изменение эмоционального состояния;
— активация правого полушария вызывает отрицательные эмоции;
— активация правого полушария приводит к увеличению ЧСС;
— оно является ведущим в процессах адаптации и стресса.[9]
Считают, что именно за счет мощных транскаллозальных связей в значительной мере, определяются межполушарные взаимоотношения. При этом на основании ряда проведенных исследований следует, что характер этих влияний преимущественно тормозный, осуществляемый ГАМК – эргическими нейронами.
Межполушарные связи осуществляются также через переднюю спайку и спайку свода. Первая соединяет передние медиальные участки коры височных долей и супраростральные участки лобной коры обоих полушарий, а спайка свода (гиппокампова комиссура) – гиппокампальные образования, ножки свода, а также височную кору левого и правого полушарий. [9]
Организация межполушарного взаимодействия в онтогенезе осуществляется в три основные этапа. На первом (от внутриутробного периода до 2–3 лет) основополагающими являются межполушарные связи на уровне ствола мозга (спайки гипоталамо – диэнцефальной области) и базальных ядер. В этот период закладывается основа различных видов асимметрий (двигательных, сенсорных, вегетативных, биохимических), определяющих соматический и психический статус ребенка, взаимосвязь моторной и сенсорной сфер, путем организации горизонтальных и вертикальных сенсомоторных связей. Период от 3 до 7–8 лет характеризуется выступающей на первый план активизацией межгиппокампальных комиссуральных систем, которые играют ведущую роль в организации межполушарного обеспечения полисенсорной, межмодальной, эмоционально – мотивационной интеграции. На этом этапе развития начинают функционировать механизмы межполушарного переноса, стабилизируются взаимоотношения двигательных и сенсорных асимметрий между гемисферами, устанавливается ведущая роль левого полушария в моторных функциях. На третьем этапе (7–15 лет) приоритетное значение приобретает становление комплекса транскаллозальных связей, обеспечивающих межполушарную организацию произвольной регуляции и когнитивных стилей личности. Достижение морфологической и функциональной зрелости мозолистого тела обусловливает иерархию и устойчивость уже достигнутых в ходе развития ступеней. Это обеспечивает организацию психических процессов на наиболее важном для социальной адаптации регуляторном уровне, уровне когнитивных стилей личности, базовых произвольных детерминант отражения себя в окружающем мире и через окружающий мир. Главная функция мозолистого тела на этом этапе – контроль за нижерасположенными комиссуральными системами, обеспечение межфронтального взаимодействия закрепление ведущей роли лобных отделов какого-либо из полушарий в различных аспектах психической деятельности человека. [9]
В настоящий момент описаны различные виды взаимодействия полушарий: сотрудничество (распределение нагрузки между полушариями), компарация (сравнение информации, полученной разными полушариями), метаконтроль (контроль не всегда осуществляет то полушарие, которое эффективнее перерабатывает информацию), суммация при перцептивных переносах, межполушарный перенос, интерференция, возбуждение и торможение. Например, полушарие, доминирующее в задании, оказывает тормозное влияние на другое полушарие, усиливая межполушарные различия, подавляя исключительно идентичные процессы в соседнем полушарии. Предполагается, что правое полушарие играет значительную роль в обеспечении межполушарного взаимодействия, именно правая гемисфера запускает и контролирует функционирование комиссуральной системы мозга. [9]
Работоспособность определяет потенциальные возможности человека выполнять определенную деятельность и добиваться хороших результатов. Умственная работоспособность позволяет оперировать информацией, принимать решения, действовать. Различные внешние и внутренние факторы влияют на работоспособность. К внутренним факторам в том числе относится внимание.
Внимание рассматривается как психический процесс, обеспечивающий направленность и сосредоточенность психики на определенных предметах, образах, мыслях и чувствах самого человека. При изучении теоретических аспектов выяснилось, что продолжительность внимания определяется интенсивностью и длительностью эмоций. Так же оно осуществляет контроль поведения и поддерживает устойчивость активности. Вниманием определяется точность и детализация восприятия, прочность и избирательность памяти, направленность и продуктивность мыслительной деятельности — словом, качество и результаты функционирования всей познавательной активности.
Функциональная асимметрия предполагает неравнозначное участие полушарий в обработке информации. Например, правое полушарие обеспечивает целостное восприятие окружающего мира, переработку неосознанной информации, предполагается, что в нем расположены механизмы внимания, оно имеет большое значение в межполушарном взаимодействии, а левое воспринимает информацию по частям, активирует физическую и психическую деятельность. Анализ межполушарных взаимодействий показал, что это единая интегративная, целостно работающая система, формирующаяся под влиянием как генетических, так и средовых факторов. Таким образом внимание, межполушарные взаимодействия играют важную роль в обеспечении работоспособности.