قد تكون أعضاء الحواس المختلفة التي تقدم لنا معلومات عن حالة العالم من حولنا أكثر أو أقل حساسية للظواهر التي تعرضها، أي أنها قد تعكس هذه الظواهر بدقة أكبر أو أقل. يتم تحديد حساسية الحواس من خلال الحد الأدنى من التحفيز الذي، في ظل ظروف معينة، قادر على التسبب في الإحساس.
يُطلق على الحد الأدنى من قوة المنبه الذي يسبب إحساسًا بالكاد ملحوظًا الحد الأدنى المطلق للحساسية. المحفزات ذات القوة الأقل، والتي تسمى العتبة الفرعية، لا تسبب الأحاسيس. تحدد العتبة السفلية للأحاسيس مستوى الحساسية المطلقة لهذا المحلل. بين الحساسية المطلقة وقيمة العتبة هناك علاقة عكسية: كلما انخفضت قيمة العتبة، زادت حساسية هذا المحلل. يمكن التعبير عن هذه العلاقة بالصيغة E = 1/P، حيث E هي الحساسية، P هي قيمة العتبة.
المحللون لديهم حساسيات مختلفة. يتمتع البشر بمحللات بصرية وسمعية عالية الحساسية. كما أظهرت تجارب S. I. فافيلوف، العين البشرية قادرة على رؤية الضوء عندما تصل 2-8 كوانتا فقط من الطاقة الإشعاعية إلى شبكية العين. يتيح لك ذلك رؤية شمعة مشتعلة في ليلة مظلمة على مسافة تصل إلى 27 كم.
تكتشف الخلايا السمعية في الأذن الداخلية الحركات التي يقل حجمها عن 1% من قطر جزيء الهيدروجين. وبفضل هذا نسمع دقات الساعة في صمت تام على مسافة تصل إلى 6 أمتار، ولا تتجاوز عتبة خلية شمية بشرية واحدة للمواد ذات الرائحة المقابلة 8 جزيئات. وهذا يكفي لشم قطرة عطر واحدة في غرفة مكونة من 6 غرف. يستغرق الأمر ما لا يقل عن 25000 مرة من الجزيئات لإنتاج حاسة التذوق مقارنة بإحداث حاسة الشم. في هذه الحالة يتم الشعور بوجود السكر في محلول ملعقة صغيرة لكل 8 لترات من الماء.
إن الحساسية المطلقة للمحلل محدودة ليس فقط بالحد الأدنى ولكن أيضًا بعتبة الحساسية العليا، أي. أقصى قوةالتحفيز، حيث لا يزال هناك إحساس مناسب للحافز الحالي. تؤدي الزيادة الإضافية في قوة المحفزات التي تعمل على المستقبلات إلى حدوث أحاسيس مؤلمة فيها فقط (يتم تنفيذ هذا التأثير، على سبيل المثال، بصوت عال للغاية وسطوع المسببة للعمى).
يعتمد حجم العتبات المطلقة على طبيعة النشاط والعمر والحالة الوظيفية للجسم وقوة ومدة التهيج.
بالإضافة إلى حجم العتبة المطلقة، تتميز الأحاسيس بمؤشر العتبة النسبية أو التفاضلية. يُطلق على الحد الأدنى من الاختلاف بين اثنين من المحفزات الذي يسبب اختلافًا ملحوظًا في الإحساس عتبة التمييز أو الاختلاف أو العتبة التفاضلية. أثبت عالم الفسيولوجيا الألماني إي. ويبر، الذي اختبر قدرة الشخص على تحديد أثقل شيئين في اليد اليمنى واليسرى، أن الحساسية التفاضلية نسبية وليست مطلقة. وهذا يعني أن نسبة الفرق الدقيق إلى حجم المحفز الأصلي ثابتة. كلما زادت شدة المحفز الأصلي، كلما كان لا بد من تضخيمه لملاحظة الفرق، أي كلما زاد حجم الفرق الدقيق.
العتبة التفاضلية للأحاسيس لنفس العضو هي قيمة ثابتةويتم التعبير عنها الصيغة التالية: dJ/J = C، حيث J هي القيمة الأولية للحافز، وdJ هي الزيادة، مما يسبب إحساسًا بالكاد ملحوظًا بالتغير في حجم التحفيز، وC ثابت. قيمة العتبة التفاضلية للطرائق المختلفة ليست هي نفسها: للرؤية حوالي 1/100، للسمع – 1/10، للأحاسيس اللمسية – 1/30. القانون المتضمن في الصيغة أعلاه يسمى قانون Bouguer-Weber. يجب التأكيد على أن هذا ينطبق فقط على النطاقات المتوسطة.
بناءً على بيانات ويبر التجريبية، عبر الفيزيائي الألماني ج. فيشنر عن اعتماد شدة الأحاسيس على قوة التحفيز بالصيغة التالية: E = k*logJ + C، حيث E هو حجم الأحاسيس، J هو قوة التحفيز، k و C ثوابت. وفقا لقانون Weber-Fechner، فإن حجم الأحاسيس يتناسب طرديا مع لوغاريتم شدة التحفيز. بمعنى آخر، يتغير الإحساس بشكل أبطأ بكثير من زيادة قوة التهيج. زيادة في قوة التهيج في المتوالية الهندسيةيتوافق مع زيادة الإحساس في التقدم الحسابي.
تتغير حساسية المحللين، التي يحددها حجم العتبات المطلقة، تحت تأثير العوامل الفسيولوجية و الظروف النفسية. يسمى التغير في حساسية الحواس تحت تأثير المحفز بالتكيف الحسي. هناك ثلاثة أنواع من هذه الظاهرة.
1. التكيف باعتباره الاختفاء الكامل للإحساس أثناء العمل المطول للمحفز. الحقيقة الشائعة هي الاختفاء الواضح للأحاسيس الشمية بعد وقت قصير من دخولنا غرفة ذات رائحة كريهة. ومع ذلك، فإن التكيف البصري الكامل حتى اختفاء الأحاسيس لا يحدث تحت تأثير التحفيز المستمر والثابت. ويفسر ذلك بالتعويض عن عدم حركة المنبه بسبب حركة العين نفسها. توفر الحركات الطوعية وغير الطوعية المستمرة لجهاز المستقبلات استمرارية وتنوع الأحاسيس. أظهرت التجارب التي تم فيها تهيئة الظروف بشكل مصطنع لتثبيت الصورة بالنسبة لشبكية العين (تم وضع الصورة على كوب شفط خاص وتحريكها بالعين) أن الإحساس البصري اختفى بعد 2-3 ثوانٍ.
2. التكيف السلبي – تبلد الأحاسيس تحت تأثير حافز قوي. على سبيل المثال، عندما ندخل إلى مكان مضاء بشكل ساطع من غرفة ذات إضاءة خافتة، فإننا في البداية نصاب بالعمى ولا نتمكن من تمييز أي تفاصيل من حولنا. بعد مرور بعض الوقت، تنخفض حساسية المحلل البصري بشكل حاد ونبدأ في الرؤية. ويلاحظ نوع آخر من التكيف السلبي عندما تكون اليد مغمورة ماء بارد: في اللحظات الأولى يعمل حافز بارد قوي، ثم تقل شدة الأحاسيس.
3. التكيف الإيجابي - زيادة الحساسية تحت تأثير الحافز الضعيف. في المحلل البصري، يعد هذا تكيفًا مظلمًا، عندما تزداد حساسية العين تحت تأثير الوجود في الظلام. شكل مماثل من التكيف السمعي هو التكيف مع الصمت.
التكيف لديه ضخمة الأهمية البيولوجية: فهو يسمح لك بالتقاط المحفزات الضعيفةويحمي الحواس من التهيج الزائد في حالة التعرض القوي.
لا تعتمد شدة الأحاسيس على قوة المنبه ومستوى تكيف المستقبل فحسب، بل تعتمد أيضًا على المحفزات التي تعمل فيه. هذه اللحظةإلى الحواس الأخرى. يسمى التغيير في حساسية المحلل تحت تأثير الحواس الأخرى بتفاعل الأحاسيس. يمكن التعبير عنها في كل من الحساسية المتزايدة والمنخفضة. النمط العام هو أن المنبهات الضعيفة التي تعمل على أحد المحللين تزيد من حساسية محلل آخر، وعلى العكس من ذلك، فإن المنبهات القوية تقلل من حساسية المحللين الآخرين عندما يتفاعلون. على سبيل المثال، بمصاحبة قراءة كتاب بموسيقى هادئة وهادئة، فإننا نزيد من حساسية وتقبل المحلل البصري؛ على العكس من ذلك، تساعد الموسيقى الصاخبة جدًا على خفضها.
تسمى الحساسية المتزايدة نتيجة لتفاعل المحللين والتمارين بالتوعية. إمكانيات تدريب الحواس وتحسينها كبيرة جدًا. هناك مجالان يحددان زيادة حساسية الحواس:
1) التحسس، وينتج بشكل عفوي عن الحاجة إلى تعويض العيوب الحسية: العمى، الصمم. على سبيل المثال، يعاني بعض الأشخاص الصم من حساسية شديدة للاهتزازات بحيث يمكنهم حتى الاستماع إلى الموسيقى؛
2) التحسس الناجم عن النشاط والمتطلبات المحددة للمهنة. على سبيل المثال، درجة عاليةتصل الأحاسيس الشمية والذوقية إلى الكمال بين متذوقي الشاي والجبن والنبيذ والتبغ وما إلى ذلك.
وهكذا تتطور الأحاسيس تحت تأثير الظروف المعيشية ومتطلبات نشاط العمل العملي.
بوب نيلسون
تُستخدم أجهزة تحليل الطيف في أغلب الأحيان لقياس الإشارات ذات المستوى المنخفض جدًا. قد تكون هذه إشارات معروفة يجب قياسها، أو إشارات غير معروفة يجب اكتشافها. على أية حال، لتحسين هذه العملية، يجب أن تكون على دراية بتقنيات زيادة حساسية محلل الطيف. سنناقش في هذه المقالة الإعدادات المثالية لقياس الإشارات ذات المستوى المنخفض. بالإضافة إلى ذلك، سنناقش استخدام تصحيح الضوضاء وميزات تقليل الضوضاء الخاصة بالمحلل لزيادة حساسية الجهاز إلى أقصى حد.
متوسط مستوى الضوضاء الذاتية وشكل الضوضاء
يمكن تحديد حساسية محلل الطيف من خلال مواصفاته الفنية. يمكن أن تكون هذه المعلمة أيضًا مستوى متوسطالضوضاء الخاصة( دانل) أو رقم الضوضاء ( نف). تمثل الضوضاء الخلفية المتوسطة سعة الضوضاء الخلفية لمحلل الطيف عبر مدى تردد معين مع حمل دخل قدره 50 أوم وتوهين دخل قدره dB 0. عادةً ما يتم التعبير عن هذه المعلمة بوحدة dBm/هرتز. في معظم الحالات، يتم إجراء المتوسط على مقياس لوغاريتمي. ويؤدي هذا إلى انخفاض بمقدار 2.51 ديسيبل في متوسط مستوى الضوضاء المعروض. وكما سنتعلم في المناقشة التالية، فإن هذا التخفيض في أرضية الضوضاء هو الذي يميز متوسط أرضية الضوضاء عن رقم الضوضاء. على سبيل المثال، إذا كانت المواصفات الفنية للمحلل تشير إلى متوسط مستوى ضوضاء ذاتي يبلغ 151 ديسيبل ميلي واط/هرتز عند عرض نطاق مرشح IF ( RBW) 1 هرتز، ثم باستخدام إعدادات المحلل يمكنك تقليل مستوى الضوضاء الخاص بالجهاز إلى هذه القيمة على الأقل. وبالمناسبة، فإن إشارة CW التي لها نفس سعة ضوضاء محلل الطيف ستقيس 2,1 dB أعلى من مستوى الضوضاء نتيجة لجمع الإشارتين. وبالمثل، فإن السعة المرصودة للإشارات الشبيهة بالضوضاء ستكون أعلى بمقدار 3 ديسيبل من مستوى الضوضاء.
يتكون الضجيج الخاص بالمحلل من عنصرين. يتم تحديد الأول منهم من خلال رقم الضوضاء ( NF التيار المتردد)، والثاني يمثل الضوضاء الحرارية. يتم وصف سعة الضوضاء الحرارية بالمعادلة:
NF = كيلو تيرابايت،
أين ك= 1.38×10–23 جول/ك - ثابت بولتزمان; ت- درجة الحرارة (ك)؛ ب- النطاق (هرتز) الذي يتم فيه قياس الضوضاء.
تحدد هذه الصيغة طاقة الضوضاء الحرارية عند مدخل محلل الطيف المثبت عليه حمل قدره 50 أوم. في معظم الحالات، يتم تقليل عرض النطاق الترددي إلى 1 هرتز، وفي درجة حرارة الغرفة يتم حساب الضوضاء الحرارية لتكون 10log( كيلو تيرابايت)= -174 ديسيبل ميلي واط/هرتز.
ونتيجة لذلك، يتم وصف متوسط مستوى الضوضاء في النطاق 1 هرتز بالمعادلة:
دانل = –174+NF التيار المتردد= 2.51 ديسيبل. (1)
بجانب،
NF التيار المتردد = دانل+174+2,51. (2)
ملحوظة.إذا للمعلمة دانلإذا تم استخدام متوسط جذر متوسط مربع القدرة، فيمكن حذف الحد 2.51.
وبالتالي، فإن قيمة متوسط مستوى الضوضاء الذاتية -151 ديسيبل ميليمتر/هرتز تعادل القيمة NF التيار المتردد= 25.5 ديسيبل.
الإعدادات التي تؤثر على حساسية محلل الطيف
كسب محلل الطيف يساوي الوحدة. وهذا يعني أنه تمت معايرة الشاشة وفقًا لمنفذ إدخال المحلل. وبالتالي، إذا تم تطبيق إشارة بمستوى 0 ديسيبل ميلي واط على الإدخال، فإن الإشارة المقاسة ستكون مساوية لـ 0 ديسيبل ميلي واط زائد/ناقص خطأ الجهاز. يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند استخدام مخفف الإدخال أو مكبر الصوت في محلل الطيف. يؤدي تشغيل مخفف الإدخال إلى قيام المحلل بزيادة الكسب المكافئ لمرحلة IF للحفاظ على مستوى المعايرة على الشاشة. وهذا بدوره يزيد من مستوى الضوضاء بنفس المقدار، وبالتالي الحفاظ على نفس نسبة الإشارة إلى الضوضاء. وهذا ينطبق أيضًا على المخفف الخارجي. بالإضافة إلى ذلك، تحتاج إلى التحويل إلى النطاق الترددي لمرشح IF ( RBW)، أكبر من 1 هرتز، مع إضافة المصطلح 10log( RBW/1). يتيح لك هذان المصطلحان تحديد مستوى الضوضاء لمحلل الطيف عند معان مختلفةالتوهين وعرض النطاق الترددي القرار.
مستوى الضوضاء = دانل+ التوهين + 10 سجل ( RBW). (3)
إضافة بريمب
يمكنك استخدام مضخم داخلي أو خارجي لتقليل مستوى الضوضاء لمحلل الطيف. عادةً ما تعطي المواصفات قيمة ثانية لمتوسط أرضية الضوضاء استنادًا إلى مكبر الصوت المدمج، ويمكن استخدام جميع المعادلات المذكورة أعلاه. عند استخدام مضخم خارجي، يمكن حساب قيمة جديدة لمتوسط الضوضاء الخلفية عن طريق تتابع معادلات رقم الضوضاء وحساب كسب محلل الطيف يساوي واحد. إذا نظرنا إلى نظام يتكون من محلل طيف ومكبر للصوت، نحصل على المعادلة:
نظام NF = NF بريوس+(NF التيار المتردد–1)/جي بريوس. (4)
باستخدام القيمة NF التيار المتردد= 25.5 ديسيبل من المثال السابق، كسب المضخم 20 ديسيبل وعامل الضوضاء 5 ديسيبل، يمكننا تحديد رقم الضوضاء الإجمالي للنظام. لكن عليك أولاً تحويل القيم إلى نسبة طاقة وأخذ لوغاريتم النتيجة:
نظام NF= 10log(3.16+355/100) = 8.27 ديسيبل. (5)
يمكن الآن استخدام المعادلة (1) لتحديد أرضية ضوضاء متوسطة جديدة بمضخم خارجي بمجرد الاستبدال NF التيار المترددعلى نظام NF، محسوبة في المعادلة (5). في مثالنا، يتم تقليل المضخم بشكل ملحوظ دانلمن -151 إلى -168 ديسيبل ميلي واط/هرتز. ومع ذلك، هذا لا يأتي مجانا. تتميز المضخمات الأولية عادةً بعدم خطية عالية ونقاط ضغط منخفضة، مما يحد من القدرة على قياس الإشارات عالية المستوى. في مثل هذه الحالات، يكون المضخم المدمج أكثر فائدة لأنه يمكن تشغيله وإيقافه حسب الحاجة. هذا ينطبق بشكل خاص على أنظمة الأجهزة الآلية.
لقد ناقشنا حتى الآن كيفية تأثير عرض النطاق الترددي لمرشح IF والمخفف والمضخم الأولي على حساسية محلل الطيف. توفر معظم محللات الطيف الحديثة طرقًا لقياس الضوضاء الخاصة بها وضبط نتائج القياس بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها. وقد استخدمت هذه الأساليب لسنوات عديدة.
تصحيح الضوضاء
عند قياس خصائص جهاز معين قيد الاختبار (DUT) باستخدام محلل الطيف، يتكون الطيف المرصود من المجموع كيلو تيرابايت, NF التيار المترددوإشارة الإدخال TU. إذا قمت بإيقاف تشغيل DUT وقمت بتوصيل حمل 50 أوم بمدخل المحلل، فسيكون الطيف هو المجموع كيلو تيرابايتو NF التيار المتردد. هذا التتبع هو ضجيج المحلل نفسه. في الحالة العامةيتضمن تصحيح الضوضاء قياس الضوضاء الذاتية لمحلل الطيف بمتوسط كبير وتخزين هذه القيمة باعتبارها "أثر تصحيح". تقوم بعد ذلك بتوصيل الجهاز قيد الاختبار بمحلل الطيف، وقياس الطيف، وتسجيل النتائج في "تتبع مُقاس". ويتم التصحيح عن طريق طرح "أثر التصحيح" من "الأثر المقاس" وعرض النتائج على أنها "الأثر الناتج". يمثل هذا التتبع "إشارة TU" بدون ضوضاء إضافية:
التتبع الناتج = التتبع المُقاس – تتبع التصحيح = [إشارة TC + كيلو تيرابايت + NF التيار المتردد]–[كيلو تيرابايت + NF التيار المتردد] = إشارة TU. (6)
ملحوظة.تم تحويل جميع القيم من dBm إلى mW قبل الطرح. يتم تقديم التتبع الناتج بالديسيبل.
يعمل هذا الإجراء على تحسين عرض الإشارات ذات المستوى المنخفض ويسمح بإجراء قياسات أكثر دقة للسعة عن طريق إزالة عدم اليقين المرتبط بالضوضاء الكامنة في محلل الطيف.
في التين. يوضح الشكل 1 طريقة بسيطة نسبيًا لتصحيح الضوضاء من خلال تطبيق المعالجة الرياضية للتتبع. أولاً، يتم حساب متوسط مستوى الضوضاء لمحلل الطيف مع الحمل عند الإدخال، ويتم تخزين النتيجة في التتبع 1. ثم يتم توصيل DUT، ويتم التقاط إشارة الدخل، ويتم تخزين النتيجة في التتبع 2. يمكنك الآن استخدام المعالجة الرياضية - طرح التتبعين وتسجيل النتائج في التتبع 3. كما ترى، يكون تصحيح الضوضاء فعالاً بشكل خاص عندما تكون إشارة الدخل قريبة من أرضية الضوضاء لمحلل الطيف. تحتوي الإشارات عالية المستوى على نسبة ضوضاء أقل بكثير، وليس للتصحيح تأثير ملحوظ.
العيب الرئيسي لهذا الأسلوب هو أنه في كل مرة تقوم فيها بتغيير الإعدادات، يجب عليك فصل الجهاز قيد الاختبار وتوصيل حمل 50 أوم. تتمثل إحدى طرق الحصول على "تتبع التصحيح" دون إيقاف تشغيل DUT في زيادة توهين إشارة الدخل (على سبيل المثال، بمقدار 70 ديسيبل) بحيث تتجاوز ضوضاء محلل الطيف إشارة الدخل بشكل ملحوظ، وتخزين النتائج في " أثر التصحيح". وفي هذه الحالة يتم تحديد "مسار التصحيح" بالمعادلة:
مسار التصحيح = إشارة TU + كيلو تيرابايت + NF التيار المتردد+ المخفف. (7)
كيلو تيرابايت + NF التيار المتردد+ المخفف >> إشارة TU،
يمكننا حذف مصطلح "signal TR" ونذكر ما يلي:
طريق التصحيح = كيلو تيرابايت + NF التيار المتردد+ المخفف. (8)
طرح قيمة معروفةبإضعاف المخفف من الصيغة (8)، يمكننا الحصول على "أثر التصحيح" الأصلي الذي تم استخدامه بالطريقة اليدوية:
طريق التصحيح = كيلو تيرابايت + NF التيار المتردد. (9)
في هذه الحالة، تكمن المشكلة في أن "تتبع التصحيح" صالح فقط لإعدادات الأداة الحالية. تغيير الإعدادات مثل التردد المركزي أو الامتداد أو النطاق الترددي لمرشح IF يجعل القيم المخزنة في "تتبع التصحيح" غير صحيحة. أفضل طريقة هي معرفة القيم NF التيار المترددفي جميع نقاط الطيف الترددي واستخدام "مسار التصحيح" لأي إعدادات.
تقليل الضوضاء الذاتية
يتمتع محلل الإشارة Agilent N9030A PXA (الشكل 2) بميزة انبعاث الضوضاء (NFE) الفريدة. يتم قياس رقم ضوضاء محلل إشارة PXA عبر نطاق تردد الجهاز بالكامل أثناء تصنيع الجهاز ومعايرته. ثم يتم تخزين هذه البيانات في ذاكرة الجهاز. عندما يقوم المستخدم بتشغيل NFE، يقوم المقياس بحساب "تتبع التصحيح" للإعدادات الحالية ويخزن قيم رقم الضوضاء. وهذا يلغي الحاجة إلى قياس مستوى ضوضاء PXA كما تم في الإجراء اليدوي، مما يبسط تصحيح الضوضاء بشكل كبير ويوفر الوقت المستغرق في قياس ضوضاء الجهاز عند تغيير الإعدادات.
في أي من الطرق الموصوفة، يتم طرح الضوضاء الحرارية من "الأثر المقاس" كيلو تيرابايتو NF التيار المتردد، مما يسمح لك بالحصول على نتائج أقل من القيمة كيلو تيرابايت. قد تكون هذه النتائج موثوقة في كثير من الحالات، ولكن ليس في جميع الحالات. قد تنخفض الثقة عندما تكون القيم المقاسة قريبة جدًا من الضوضاء الجوهرية للأداة أو تساويها. في الواقع، ستكون النتيجة قيمة لا نهائية للديسيبل. عادةً ما يتضمن التنفيذ العملي لتصحيح الضوضاء إدخال عتبة أو مستوى طرح متدرج بالقرب من أرضية ضوضاء الجهاز.
خاتمة
نظرنا إلى بعض طرق قياس الإشارة مستوى منخفضباستخدام محلل الطيف. وفي الوقت نفسه، وجدنا أن حساسية جهاز القياس تتأثر بعرض النطاق الترددي لمرشح IF، وتوهين المخفف ووجود مضخم أولي. ل زيادة إضافيةحساسية الجهاز، يمكنك استخدام طرق مثل تصحيح الضوضاء الرياضية ووظيفة تقليل الضوضاء. ومن الناحية العملية، يمكن تحقيق زيادة كبيرة في الحساسية من خلال القضاء على الخسائر في الدوائر الخارجية.
على الرغم من تنوع أنواع الأحاسيس، إلا أن هناك بعض الأنماط المشتركة بين جميع الأحاسيس. وتشمل هذه:
- العلاقة بين الحساسية وعتبات الإحساس،
- ظاهرة التكيف
- تفاعل الأحاسيس وبعض الآخرين.
عتبات الحساسية والإحساس. ينشأ الإحساس نتيجة لعمل محفز خارجي أو داخلي. ومع ذلك، لكي يحدث الإحساس، من الضروري وجود قوة معينة من التحفيز. إذا كان التحفيز ضعيفًا جدًا، فلن يسبب الإحساس. ومن المعروف أنه لا يشعر بلمس ذرات الغبار على وجهه، ولا يرى ضوء النجوم ذات القدر السادس أو السابع أو غير ذلك بعينه المجردة. يُطلق على الحد الأدنى لحجم التحفيز الذي يحدث عنده إحساس بالكاد ملحوظ العتبة الدنيا أو المطلقة للإحساس. تسمى المحفزات التي تعمل على المحللين البشريين، ولكنها لا تسبب أحاسيس بسبب انخفاض شدتها، بالعتبة الفرعية. وبالتالي، فإن الحساسية المطلقة هي قدرة المحلل على الاستجابة للحد الأدنى من حجم التحفيز.
تحديد الحساسية.
حساسية- هذه هي قدرة الشخص على الحصول على الأحاسيس. العتبة السفلية للأحاسيس تعارضها العتبة العليا. ويحد من الحساسية من ناحية أخرى. إذا انتقلنا من العتبة السفلية للأحاسيس إلى العتبة العليا، فسنزيد قوة التحفيز تدريجيًا، فسنحصل على سلسلة من الأحاسيس ذات كثافة أكبر وأكبر. ومع ذلك، سيتم ملاحظة ذلك فقط إلى حد معين (حتى العتبة العليا)، وبعد ذلك لن يؤدي التغيير في قوة التحفيز إلى تغيير في شدة الإحساس. ستظل نفس قيمة العتبة أو ستتحول إلى إحساس مؤلم، وهكذا تسمى العتبة العليا للأحاسيس أعظم قوةالتحفيز، والذي يتم من خلاله ملاحظة تغير في شدة الأحاسيس وتكون الأحاسيس من هذا النوع ممكنة بشكل عام (بصري، سمعي، إلخ).
تحديد الحساسية | زيادة الحساسية | عتبة الحساسية | حساسية الألم | أنواع الحساسية | الحساسية المطلقة
- حساسية عالية
هناك علاقة عكسية بين الحساسية وعتبات الإحساس. أثبتت التجارب الخاصة أن الحساسية المطلقة لأي محلل تتميز بقيمة العتبة السفلية: كلما انخفضت قيمة العتبة السفلية للأحاسيس (كلما كانت أقل)، زادت (أعلى) الحساسية المطلقة لهذه المحفزات. إذا رأى الشخص روائح باهتة جداً، فهذا يعني أنه لديه حساسية عاليةلهم. وتختلف الحساسية المطلقة لنفس المحلل بين الأشخاص. بالنسبة للبعض هو أعلى، والبعض الآخر أقل. ومع ذلك، يمكن زيادتها من خلال ممارسة الرياضة.
- زيادة الحساسية.
هناك عتبات مطلقة للأحاسيس، ليس فقط من حيث الشدة، ولكن أيضًا من حيث جودة الأحاسيس. وبالتالي، تنشأ الأحاسيس الخفيفة وتتغير فقط تحت التأثير موجات كهرومغناطيسيةطول معين - من 390 ( أرجواني) ما يصل إلى 780 ملم (أحمر). الأطوال الموجية الأقصر والأطول للضوء لا تسبب أحاسيس. الأحاسيس السمعية عند البشر ممكنة فقط من خلال الاهتزازات موجات صوتيةيتراوح من 16 (أدنى الأصوات) إلى 20000 هرتز (أعلى الأصوات).
بالإضافة إلى العتبات المطلقة للأحاسيس و الحساسية المطلقة، هناك أيضًا عتبات التمييز، وبالتالي الحساسية التمييزية. والحقيقة هي أنه ليس كل تغيير في حجم التحفيز يسبب تغييرا في الإحساس. وفي حدود معينة لا نلاحظ هذا التغير في التحفيز. أظهرت التجارب، على سبيل المثال، أنه عند وزن الجسم يدويًا، فإن الزيادة في الحمولة التي تزن 500 جرام بمقدار 10 جرام أو حتى 15 جرام لن يتم ملاحظتها. لتشعر بفرق بالكاد ملحوظ في وزن الجسم، تحتاج إلى زيادة (أو تقليل) الوزن بمقدار نصف قيمته الأصلية. وهذا يعني أنه يجب إضافة 3.3 جرام إلى حمولة 100 جرام و33 جرام إلى حمولة 1000 جرام.عتبة التمييز هي الحد الأدنى للزيادة (أو النقصان) في حجم التحفيز، مما يسبب تغيرًا ملحوظًا بالكاد في الأحاسيس. عادة ما تُفهم الحساسية المميزة على أنها القدرة على الاستجابة للتغيرات في المحفزات.
- عتبة الحساسية.
لا تعتمد قيمة العتبة على المطلق، ولكن على الحجم النسبي للمحفزات: كلما زادت شدة التحفيز الأولي، كلما زاد من الضروري الحصول على فرق بالكاد ملحوظ في الأحاسيس. يتم التعبير عن هذا النمط بوضوح للأحاسيس ذات الشدة المتوسطة؛ الأحاسيس القريبة من العتبة لها بعض الانحرافات عنها.
كل محلل لديه عتبة التمييز الخاصة به ودرجة الحساسية الخاصة به. وبالتالي، فإن عتبة التمييز بين الأحاسيس السمعية هي 1/10، أحاسيس الوزن - 1/30، الأحاسيس البصرية - 1/100. من مقارنة القيم، يمكننا أن نستنتج أن المحلل البصري لديه أكبر حساسية تمييزية.
يمكن التعبير عن العلاقة بين عتبة التمييز والحساسية التمييزية على النحو التالي: كلما انخفضت عتبة التمييز، زادت (أعلى) حساسية تمييزية.
لا تظل الحساسية المطلقة والتمييزية للمحللين تجاه المحفزات ثابتة، ولكنها تختلف تبعًا لعدد من الشروط:
أ) من الظروف الخارجية المصاحبة للحافز الرئيسي (تزداد حدة السمع في الصمت، وتنخفض في الضوضاء)؛ ب) من المستقبل (عندما يتعب فإنه يتناقص)؛ ج) عن حالة الأقسام المركزية للمحللين و د) عن تفاعل المحللين.
من الأفضل دراسة تكيف الرؤية بشكل تجريبي (دراسات أجراها S. V. Kravkov، K. X. Kekcheev، إلخ). هناك نوعان من التكيف البصري: التكيف مع الظلام والتكيف مع الضوء. عند الانتقال من غرفة مضاءة إلى الظلام، لا يرى الإنسان شيئا في الدقائق الأولى، ثم حساسية الرؤية أولا ببطء، ثم تزداد بسرعة. بعد 45-50 دقيقة نرى بوضوح الخطوط العريضة للأشياء. وقد ثبت أن حساسية العين يمكن أن تزيد 200 ألف مرة أو أكثر في الظلام. تسمى الظاهرة الموصوفة التكيف المظلم. وعند الانتقال من الظلام إلى النور، فإن الشخص أيضًا لا يرى بوضوح كافٍ في الدقيقة الأولى، ولكن بعد ذلك يتكيف المحلل البصري مع الضوء. إذا كان في الظلام حساسية التكيفتزداد الرؤية ثم مع التكيف مع الضوء تقل. كيف ضوء أكثر إشراقا، كلما انخفضت حساسية الرؤية.
يحدث الشيء نفسه مع التكيف السمعي: في الضوضاء العالية، تنخفض حساسية السمع، وفي الصمت تزداد.
- حساسية الألم.
ولوحظت ظاهرة مماثلة في أحاسيس الشم والجلد والذوق. يمكن التعبير عن النمط العام على النحو التالي: تحت تأثير المحفزات القوية (وخاصة طويلة المدى)، تنخفض حساسية المحللين، وتحت تأثير المحفزات الضعيفة تزداد.
ومع ذلك، يتم التعبير عن التكيف بشكل سيء في الألم، والذي له تفسيره الخاص. حساسية الألمنشأت في عملية التطور التطوري كأحد أشكال التكيف الوقائي للجسم بيئة. الألم يحذر الجسم من الخطر. يمكن أن يؤدي عدم وجود حساسية للألم إلى أضرار لا رجعة فيها وحتى موت الجسم.
كما يتم التعبير عن التكيف بشكل ضعيف جدًا في الأحاسيس الحركية، وهو ما يبرره بيولوجيًا مرة أخرى: إذا لم نشعر بموضع أذرعنا وأرجلنا ونعتاد عليها، فإن التحكم في حركات الجسم في هذه الحالات يجب أن يتم بشكل أساسي من خلال الرؤية، وهي ليست اقتصاديا.
الآليات الفسيولوجية للتكيف هي عمليات تحدث في الأعضاء الطرفية للمحللين (المستقبلات) وفي القشرة الدماغية نصفي الكرة المخية. على سبيل المثال، تتحلل المادة الحساسة للضوء في شبكية العين (البنفسجي البصري) تحت تأثير الضوء ويتم استعادتها في الظلام، مما يؤدي في الحالة الأولى إلى انخفاض الحساسية، وفي الثانية إلى زيادتها. في الوقت نفسه، تحدث الخلايا العصبية القشرية وفقا للقوانين.
تفاعل الأحاسيس. في الأحاسيس أنواع مختلفةهناك تفاعل. تتعزز أو تضعف الأحاسيس من نوع معين عن طريق أحاسيس من أنواع أخرى، وتعتمد طبيعة التفاعل على قوة الأحاسيس الجانبية. دعونا نعطي مثالا على تفاعل الأحاسيس السمعية والبصرية. إذا أثناء التشغيل المستمر نسبيا صوت عالقم بإضاءة الغرفة وتغميقها بالتناوب، وسيبدو الصوت أعلى في الضوء منه في الظلام. سيكون هناك انطباع بصوت "الضرب". وفي هذه الحالة يؤدي الإحساس البصري إلى زيادة حساسية السمع. وفي الوقت نفسه، يقلل الضوء المسببة للعمى الحساسية السمعية.
الأصوات الهادئة الرخيمة تزيد من حساسية الرؤية، والضوضاء التي تصم الآذان تقللها.
وقد أظهرت دراسات خاصة أن حساسية العين في الظلام تزداد تحت تأثير العمل العضلي الخفيف (رفع وخفض الذراعين)، وزيادة التنفس، ومسح الجبهة والرقبة بالماء البارد، وتهيجات التذوق الخفيفة.
في وضعية الجلوس، تكون حساسية الرؤية الليلية أعلى منها في وضعية الوقوف والاستلقاء.
وتكون حساسية السمع أعلى أيضًا في وضعية الجلوس عنها في وضعية الوقوف أو الاستلقاء.
يمكن صياغة النمط العام لتفاعل الأحاسيس على النحو التالي: المنبهات الضعيفة تزيد من الحساسية تجاه المحفزات الأخرى التي تعمل في نفس الوقت، بينما تقللها المحفزات القوية.
تتم عمليات التفاعل بين الأحاسيس في. تسمى الزيادة في حساسية المحلل تحت تأثير المحفزات الضعيفة من المحللين الآخرين بالتحسس. أثناء التوعية، يحدث تجميع للإثارة في القشرة، مما يعزز تركيز الاستثارة المثلى للمحلل الرئيسي في ظل ظروف معينة بسبب الإثارة الضعيفة من المحللين الآخرين (الظاهرة السائدة). يتم تفسير الانخفاض في حساسية المحلل الرائد تحت تأثير التحفيز القوي للمحللين الآخرين من خلال قانون الحث السلبي المتزامن المعروف.
