Вимірювання часу реакції підлітків та дорослих. Час реакції людини: історія, теорія, сучасний стан та практичне значення хронометричних досліджень Вимірювання часу реакції людини

Муніципальна бюджетна установа «Робочоострівська середня загальноосвітня школа» Кемського району Республіки Карелія «Вимір часу реакції людини за допомогою лінійки» Дослідницька робота з фізики Виконав: Каряпін Олександр. Учень 10 «Б» класу Керівник проекту: Бухалова Марина Миколаївна Робочеострівськ, 2013

Актуальність роботи: Зі збільшенням темпу життя проблема зниження часу реакції на подразник з кожним роком стає все актуальнішою, тому багато дослідників звертаються до цієї теми. Проведені нами дослідження будуть корисні учням, водіям транспортних засобів, а також людям тих професій, де потрібна швидка реакція.

Визначення проблеми Як за допомогою звичайної учнівської лінійки (!) Виміряти час реакції людини? Чи знаєте ви, що таке час реакції людини? Чи знаєте ви, що реакція залежить від віку, тренованості та самопочуття людини… Час реакції є одним із важливих критеріїв відбору водіїв, операторів, льотчиків, космонавтів.

Завдання дослідження: знайти навчальний матеріал у додатковій літературі, в Інтернет-ресурсах та ЗМІ; вивчити закони вільного падіння тіл; дослідити за допомогою лінійки час реакції учнів нашого класу протягом навчального дня; проаналізувати результати експерименту; зробити висновки.

Фізичні основи методу дослідження Якщо відразу після падіння лінійку спіймати, то її ділянці «між пальцями» - позначкою, де ми її тримали спочатку, і, в якій її спіймали, можна судити у тому, скільки вона падала. Це буде час реакції людини. Залишається зв'язати шлях h та час t. Як це зробити?

Програма для розрахунку даних: Наступний етап моєї роботи – підготовка мікрокалькулятора та складання послідовності виконання операцій на ньому. Отримуємо таку програму: число 0,04515 закладаємо в пам'ять мікрокалькулятора, набираємо на індикаторі h (в см), витягаємо корінь з h, множимо на 0,04515 (з пам'яті), отримуємо відповідь. розраховуємо час t 1 (при h 1 = 1 см), t 2 (при h 2 = 2 см). Округлюємо кожну відповідь до трьох значущих цифр і вносимо її до таблиці

Таблиця результатів Відстань, см Час, з

Таблиця результатів: Відстань, см Час, с

Прізвище 1 урок 2 урок 3 урок 4 урок Албул Маркітантов Кунту Верещагіна Купріянова Каряпін Іпатова Стаїна Ємельянова Єгоров Боярченко Досвідчені дані

Урок 1 урок 2 урок 3 урок 4 урок Середнє значення Досвідчені дані

Результати дослідження Найбільше значення часу реакції, отже, і уповільнена реакція учнів нашого класу, посідає перший урок у розкладі. Значно покращується реакція на зовнішній вплив та сприйняття процесу навчання на другому та четвертому уроках. На третьому за розкладом уроці реакція знову знижується, погіршується засвоєння навчального матеріалу

Предмет Коефіцієнт проблеми Фізика 12 Геометрія, хімія 11 Алгебра 10 Українська 9 Література, іноземна мова 8 Біологія 7 Інформатика, економіка 6 Історія, суспільствознавство, МХК5 Астрономія 4 Географія, екологія 3 ОБЖ, краєзнавство 2 Фізкультура

Час реакції у жінок не значно кращий, ніж у чоловіків Час реакції при наявності зовнішніх подразників значно збільшується

Ресурси vremya-reakcii-cheloveka/ vremya-reakcii-cheloveka/

Винахід відноситься до медицини і призначене для визначення часу реакції людини на об'єкт, що рухається. Випробуваному пред'являють на екрані відеомонітора замкнутий контур, що обмежує, всередині якого розташована мітка - контур довільних розмірів та конфігурації з точковим об'єктом. Точковий об'єкт рухається всередині обмежуючого контуру, відбиваючись від його внутрішнього кордону за принципом «кут падіння дорівнює куту віддзеркалення». Випробуваний, спостерігаючи за рухом точкового об'єкта в момент передбачуваного перетину контуру мітки точковим об'єктом, що рухається, натисканням кнопки «Стоп» зупиняє рух точкового об'єкта по траєкторії. Потім обчислюють помилку розбіжності точкового об'єкта та контуру мітки - час помилки запізнення з позитивним знаком або попередження з негативним знаком, і через заданий час відновлюють рух точкового об'єкта траєкторії. Випробуваний виконує описану процедуру задане число разів, після чого обчислюють час реакції людини на об'єкт, що рухається, за формулою:

де t i - час i-ї помилки запізнення з позитивним знаком або попередження з негативним знаком, мс; n – число випробувань. Спосіб дозволяє підвищити достовірність визначення часу реакції людини на об'єкт, що рухається за рахунок зміни траєкторії руху точкового об'єкта. 1 іл.

Винахід відноситься до медицини і призначене для визначення часу реакції людини на об'єкт, що рухається (РДО).

Одним із методів підвищення надійності та ефективності професійної діяльності людини є діагностика та прогнозування її функціонального стану. Простим і досить точним психофізіологічним показником функціонального стану є час реакції на об'єкт, що рухається. У той же час реакція на об'єкт, що рухається, є складним просторово-тимчасовим рефлексом і використовується як тест для оцінки рівня взаємовідносини процесів збудження і гальмування в корі головного мозку, що обумовлює необхідність точності його визначення.

Відомий спосіб визначення часу реакції людини на об'єкт, що рухається, згідно з яким випробуваним пред'являють циферблат звичайного стрілочного секундоміра, один поділ якого дорівнює 0,01 сек. Випробовані за командою «Можна» натисканням кнопки пускають секундомір і зупиняють його в момент досягнення стрілкою заданого поділу на циферблаті. Проводяться 13 вимірювань, три з яких вважаються орієнтовними і при оцінці часу реакції на об'єкт, що рухається, не враховуються. Індикатором реакції на об'єкт, що рухається, є середня величина помилок запізнення і середня величина помилок попередження. Для оцінки середньої величини помилок запізнення підраховується сума відхилень із позитивним знаком та кількість помилок такого роду. Розподіл сумарної величини помилок з їхньої кількість дає шукану величину. Аналогічно обчислюється критерій, що характеризує середню величину помилок попередження. Зіставлення розрахованих середніх величин дає уявлення про переважання середньої величини помилок запізнення або попередження, тобто про реакцію об'єкт, що рухається.

Відомий спосіб визначення часу реакції людини на об'єкт, що рухається, при проведенні якого випробуваному пред'являють на екрані відеомонітора коло, на якій вміщені курсор і мітка, що позначає «Стоп». Для забезпечення руху курсора по колу випробуваний утримує щупом кнопку пульта управління натиснутому стані. У момент передбачуваного збігу курсору з міткою випробуваний віджимає щупом кнопку пульта. За кількістю випереджаючих, відстаючих і точних реакцій судять про співвідношення процесів гальмування і порушення в центральній нервовій системі, тобто про оцінку реакції на об'єкт, що рухається.

Найбільш близьким за технічною сутністю є спосіб оцінки часу реакції людини на об'єкт, що рухається шляхом пред'явлення випробуваному на екрані відеомонітора кола, на якому вміщена мітка і точковий об'єкт, згідно з яким точковий об'єкт рухається із заданою швидкістю по колу, в момент передбачуваного збігу положення рухомого точкового об'єкта міткою випробуваний натисканням кнопки «Стоп» зупиняє рух точкового об'єкта по колу, потім обчислюють помилку розбіжності точкового об'єкта і мітки - час помилки запізнення з позитивним знаком або попередження з негативним знаком, і через заданий час відновлюють рух точкового об'єкта по окружності число разів, після чого обчислюють оцінку часу реакції Т р людини на об'єкт, що рухається, як середньоарифметичне значення за формулою:

де t i - i-я помилка запізнення з позитивним знаком або попередження з негативним знаком, мс; n - число зупинок точкового об'єкта області положення мітки .

Недоліком відомих способів є недостовірне визначення здатності до передбачення ходу подій, так як у відомих способах рух точкового об'єкта здійснюється за наперед заданою траєкторією, яка в процесі тестування не змінюється. Внаслідок цього спостерігається ефект звикання випробуваного та його адаптації до умов тестування.

Технічний результат запропонованого способу визначення часу реакції людини на об'єкт, що рухається полягає в підвищенні достовірності за рахунок зміни траєкторії руху точкового об'єкта.

Технічний результат досягається тим, що випробуваному пред'являють на екрані відеомонітора замкнутий контур з точковим об'єктом і мітку, точковий об'єкт рухається із заданою швидкістю по заданій траєкторії, випробуваний натисканням кнопки «Стоп» зупиняє рух точкового об'єкта по траєкторії, причому обчислюють помилки з позитивним знаком або попередження - з негативним знаком, через заданий час відновлюють рух точкового об'єкта по траєкторії, описану процедуру повторюють задане число разів, після чого обчислюють час реакції T p людини на об'єкт, що рухається, як середньоарифметичне значення за формулою:

де t i - час i-ї помилки запізнення з позитивним знаком або попередження з негативним знаком, мс; n – число випробувань.

Причому новим є те, що випробуваному пред'являють замкнутий контур, що є обмежуючим, всередині якого розташована мітка - контур довільних розмірів і конфігурації, точковий об'єкт рухається всередині обмежуючого контуру, відбиваючись від його внутрішньої межі за принципом «кут падіння дорівнює куту відбиття», і "Стоп" зупиняє рух точкового об'єкта при перетині ним контуру мітки.

На фіг.1 представлений обмежуючий контур, що пред'являється випробуваному на екрані відеомонітора, де 1 - обмежує контур, 2 - мітка - контур, 3 - точковий об'єкт, що рухається із заданою швидкістю по траєкторії, 4 - траєкторія руху точкового об'єкта.

Пропонований спосіб визначення часу реакції людини на об'єкт, що рухається, здійснюється наступним чином.

Випробуваному пред'являють на екрані відеомонітора замкнутий контур, що обмежує, всередині якого розташована мітка - контур довільних розмірів та конфігурації.

Точковий об'єкт рухається всередині обмежуючого контуру, відбиваючись від його внутрішнього кордону за принципом «кут падіння дорівнює куту віддзеркалення».

Випробуваний, спостерігаючи за рухом точкового об'єкта в момент передбачуваного перетину контуру мітки точковим об'єктом, що рухається, натисканням кнопки «Стоп» зупиняє рух точкового об'єкта по траєкторії.

Потім обчислюють помилку розбіжності точкового об'єкта та контуру мітки - час помилки запізнення або попередження, і через заданий час відновлюють рух точкового об'єкта траєкторією.

Випробуваний виконує описану процедуру задане число разів, після чого обчислюють час реакції людини на об'єкт, що рухається, за формулою (1).

Таким чином, заявляється спосіб визначення часу реакції людини на об'єкт, що рухається, володіє новими властивостями, що зумовлюють отримання позитивного ефекту.

Випробуваному А., 20 років, на екрані відеомонітора персонального комп'ютера, сумісного з IBM PC, пред'явили прямокутник, що обмежує, мітку у вигляді контуру квадрата і точковий об'єкт, що рухається із заданою швидкістю в довільному напрямку всередині прямокутника, що обмежує. Точковий об'єкт рухався всередині прямокутника, що обмежує, відбиваючись від його внутрішнього кордону за принципом «кут падіння дорівнює куту відображення».

Випробуваний, спостерігаючи за рухом точкового об'єкта в момент передбачуваного перетину контуру квадрата точковим об'єктом, що рухається, натискав клавішу клавіатури комп'ютера «Пробіл», що виконує функцію кнопки «Стоп».

Комп'ютер у момент натискання клавіші «Пробіл» зупиняв рух точкового об'єкта по траєкторії, відображав положення точкового об'єкта на екрані відеомонітора в тому місці, де було зупинено його рух, обчислював помилку розбіжності положень точкового об'єкта і контуру мітки - час помилки запізнення у з негативним знаком, заносив значення часу помилки з відповідним знаком запам'ятовуючий пристрій і через 1 с продовжував рух точкового об'єкта траєкторії.

Випробуваний відповідно до рекомендацій виконав 13 зупинок руху точкового об'єкта в області контуру мітки, перші три з яких при оцінці здатності до передбачення перебігу подій не враховувалися. В результаті тестування отримано такі значення помилок розбіжності положень точкового об'єкта та контуру мітки: 47; 24; -32; -18; 44; 6; -25; -41; 18; 22 мс.

Час реакції людини на об'єкт, що рухається, обчислений за формулою (1), дорівнює 4,5 мс, що свідчить про незначне переважання процесів гальмування над процесами збудження в нервовій системі випробуваного А., тобто про стан, близький до збалансованості нервових процесів.

Випробовуваний Би., 18 років, аналогічно випробуваному А., виконав тест з визначення часу реакції людини на об'єкт, що рухається. В результаті тестування отримано такі значення помилок розбіжності положень точкового об'єкта та контуру мітки: 24; 46; 16; -33; -17; 25; 51; 3; -34; 20 мс.

Час реакції людини на об'єкт, що рухається, обчислений за формулою (1), дорівнює 10,1 мс, що свідчить про запізніле реагування і переважання процесів гальмування над процесами збудження в нервовій системі випробуваного Б.

Таким чином, встановлено, що запропонований спосіб визначення часу реакції людини на об'єкт, що рухається, дозволяє підвищити достовірність способу за рахунок зміни траєкторії руху точкового об'єкта і усунення ефекту звикання піддослідного.

Позитивний ефект пропонованого способу визначення здатності до передбачення перебігу подій підтверджений результатами експериментального дослідження на групі з 10 піддослідних.

Таким чином, пропонований спосіб визначення часу реакції людини на об'єкт, що рухається, дозволяє підвищити достовірність способу за рахунок зміни траєкторії руху точкового об'єкта і усунення ефекту звикання піддослідного.

Джерела інформації

1. Сурніна О.Є., Лебедєва О.В. Статеві та вікові відмінності часу реакції на об'єкт, що рухається, у дітей і дорослих // Фізіологія людини. – 2001. – Т. 27, №4. – С.56-60.

2. Караулова Н.І. Можливості використання реакції на об'єкт, що рухається в оцінці результатів тренування // Фізіологія людини. – 1982. – Т. 8, №4. – С.653-660.

3. Методи та портативна апаратура для дослідження індивідуально-психологічних відмінностей людини / Н.М.Пейсахов, А.П.Кашин, Г.Г.Баранов, Р.Г.Вагапов; За ред. В.М.Шадріна. - Казань: Вид-во Казанськ. ун-ту, 1976. – 238 с.

4. Маслова О.І., Горюнова А.В., Гур'єва М.Б. та ін Застосування тестових комп'ютерних систем у діагностиці когнітивних порушень при синдромі дефіциту уваги з гіперактивністю у дітей шкільного віку // Медична техніка. – 2005. – №1. – С.7-13.

5. Патент РФ № 2326595. Спосіб оцінки часу реакції людини на об'єкт, що рухається / Песошин А.В., Пєтухов І.В., Роженцов В.В. БІ 17. – 17 с.

Спосіб визначення часу реакції людини на об'єкт, що рухається, полягає в пред'явленні випробуваному на екрані відеомонітора замкнутого контуру з точковим об'єктом і мітки, точковий об'єкт рухається з заданою швидкістю по заданій траєкторії, випробуваний натисканням кнопки «Стоп» зупиняє рух точкового об'єкта розбіжності - час помилки запізнення з позитивним знаком або попередження - з негативним знаком, через заданий час відновлюють рух точкового об'єкта по траєкторії, описану процедуру повторюють задане число разів, після чого обчислюють час реакції Тр людини на об'єкт, що рухається, як середньоарифметичне значення за формулою

де t i - час i-ї помилки запізнення з позитивним знаком або попередження з негативним знаком, мс; n - число випробувань, відрізняється тим, що випробуваному пред'являють замкнутий контур, що є обмежуючим, всередині якого розташована мітка - контур довільних розмірів і конфігурації, точковий об'єкт рухається всередині обмежуючого контуру, відбиваючись від його внутрішньої межі за принципом «кут падіння дорівнює куту випробуваний натисканням кнопки "Стоп" зупиняє рух точкового об'єкта при перетині ним контуру мітки.

Схожі патенти:

Винахід відноситься до галузі медицини та соціальної роботи, а саме реабілітології, курортології, медико-соціальної експертизи, неврології, організації охорони здоров'я, соціальної психології та призначене для оцінки ефективності реабілітації осіб з інвалідністю віком від 18 років у реабілітаційних відділеннях закладів охорони здоров'я та соціального обслуговування населення.

Винахід відноситься до галузі медичної техніки, а також до спортивних та ігрових тренажерів. .

Винахід відноситься до галузі медицини, а саме до способів функціональної діагностики людини, призначене для професійного психофізіологічного відбору машиністів пасажирських поїздів для роботи без помічника.

Винахід відноситься до галузі медицини, психології і може бути використане для оцінки психофізіологічного стану людини, зокрема для психодіагностики в галузі психології та психотерапії, для оцінки фізичного стану, а також для контролю за ефективністю процесу його реабілітації.

Шкільна науково-дослідна конференція «У світі дослідження»

Визначення швидкості реакції людини

(Дослідницька робота)

Полівцева Лариса Сергіївна,

МАОУ «Київська ЗОШ»,

Керівник:

Шингарьова Віра Сергіївна,

вчитель фізики та математики,

МАОУ «Київська ЗОШ»

Вступ

Зі збільшенням темпу життя проблема зниження часу реакції на подразник з кожним роком стає дедалі актуальнішою, тому багато дослідників звертаються до цієї теми.

Метод виміру часу реакції людини мене здивував та зацікавив. По-перше, простотою, це неважко зробити звичайною лінійкою. По-друге, важливістю знання про нього. Наприклад, час реакції є одним із важливих критеріїв відбору водіїв, операторів, льотчиків, космонавтів та людей інших професій. Будь-яку людину і вдома, і на роботі, і на вулиці будь-якої хвилини можуть зустріти небезпеки, тоді її здоров'я безпосередньо залежатиме від його швидкості реакції.

Думаю, що після такої інформації у багатьох підлітків, які стоять на шляху вибору професії (як і в мене) виникають питання: «Чому дорівнює час реакції у мене? Від чого залежить? Чи можна натренувати себе, щоб покращити незадовільний результат? Чи можу я бути водієм, льотчиком чи оператором на атомній електростанції?

Припустимо, якщо займатися спортом чи вміти реагувати на подразники, той час реакції поліпшується.

МетоюРоботи є виміром часу реакції людини в різний час доби, використовуючи закони вільного падіння тіл і звичайну учнівську лінійку.

Об'єкт дослідження– учні МАОУ Київська ЗОШ

Предмет дослідження- час реакції

завдання:

вивчити літературу про час реакції людини;

провести експерименти та проаналізувати їх результати;

запропонувати способи покращення незадовільних результатів.

Методи дослідження:

емпіричний

теоретичний

Глава 1. Теоретична частина

1.1 Що таке швидкість реакції людини

Швидкість реакції одна із основних якостей живого організму. Дуже важливо швидко реагувати на зовнішні дратівливі дії, тому що серед них можуть бути небезпечні або навіть смертельні.

Час реакції одна із найголовніших якостей, визначальних результат змагання, конкурсу. Від початку дії подразника до моменту реакції завжди проходить певний час, після чого включаються м'язові механізми дії у відповідь, швидкість яких вже залежить від швидкості рухів тіла. Час затримки визначається швидкістю обміну речовин та є індивідуальною особливістю кожного організму. Воно не піддається тренуванню, тому що неможливо збільшити швидкість передачі нервових імпульсів.

Час реакції - це довжина від початку сигналу до реакції організму людини на цей сигнал. У людини середній час реакцію візуальний сигнал становить: 0,1-0,3 секунди.

Як не дивно, лідерські якості людини також залежать від часу реакції. А також однією з найважливіших якостей водія є його час реакції на зміну дорожньої обстановки.

Потрібно навчитися реагувати на подразники, що передують небезпечній дії. Наприклад, слід реагувати не на сам удар, а на підготовку до нього - адже перш ніж ударити, супротивник обов'язково подивиться на ціль, змінить позу, напружить м'язи, вдихне... Часу більш ніж достатньо. Потрібно тільки виробити умовний рефлекс, закласти в підсвідомість новий подразник і реакцію на нього.

1.2 Вільне падіння тіл

Вільним падінням називається рух тіла під впливом сили тяжіння. Оскільки сила тяжкості, що діє кожне тіло поблизу поверхні землі, постійна, то тіло, що вільно падає, повинно рухатися з постійним прискоренням, тобто. рівноприскорено (це випливає із другого закону Ньютона).

Особливістю вільного падіння і те, що це тіла у цьому місці землі падають з однаковим прискоренням. Це прискорення називається прискоренням вільного падіння. Її прийнято позначати літерою g (першою літерою латинського слова gravitas (гравітас), що означає «тяжкість»).

Існують різні способи, що дозволяють визначити величину g з великою точністю (наприклад, 0,00001 м/с 2). Але при вирішенні завдань шкільного курсу фізики, де не потрібна висока точність результату, зазвичай використовують значення 9,8 м/с 2 або навіть 10 м/с 2 .

Так як у нашому прикладі рух вільно падаючого тіла є рівноприскореним рухом без початкової швидкості, то переміщення розраховуються за формулою: s = g t 2 / 2 або h = g t 2 / 2 (тобто s = h)

Глава 2. Практична частина

2.1. Вивчення швидкості реакції людини.

Береться дерев'яна лінійка 50 см завдовжки. На стіні робиться відмітка.

Потім відволікаючи увагу учасника експерименту, відпускає лінійку у вільне падіння. Учасник повинен зупинити падіння лінійки так швидко, як зможе.

Зазначає нове становище засічки лінійки і замір її польоту (h), тобто. відстань між відмітками на стіні.

Швидкість реакції обчислюється за такою формулою: t= , де

g -прискорення вільного падіння, що дорівнює 9,8 [м/с 2].

t-швидкість реакції, [с];

h - відстань між відмітками на стіні [м]

2.2 Результати дослідження

Результати вимірів вносимо до таблиці. У досліджуваних (учнів 7,11 класів) вносилися до таблиці відомості про відвідування спортивних секцій, а також їх інтерес до майбутньої професії. (Додаток I)

Хто обстежений	Вранці,після 1 -го уроку	Вдень,після 6-го уроку	Займається спортом?	Схильність до професії
Юнаки 7 класу
				Водій
Дівчата 7 класу
				Лікар
Юнаки 11 класу
				Військовий
				Вчитель
				Не знає
Дівчата 11класу
				Юрист
				Продавець
				перукар

Аналіз отриманих результатів:

Знак «-» означає, що учасник досвіду не встиг зупинити лінійку до того, як вона торкнулася підлоги.

У людини середній час реакцію візуальний сигнал становить: 0,1- 0,3 секунди. Вимірювання показали, що у всіх обстежених підлітків результат часу реакції – задовільний.

Щоб виявити залежність результатів часу реакції від стомлюваності людини, експерименти були проведені після першого уроку (цей час вважається, що організм учня вже прокинувся і тому будь-які моніторинги у школі проводять другим уроком), а потім наприкінці навчального дня (після шостого уроку).

Дослідження показали, що з більшості учнів час реакції підвищилося, тобто. проявляється загальмованість дій.

Цілком підтверджується думка про те, що у підлітків, які займаються спортом, що відвідують спортивні секції з волейболу, баскетболу, часреакції краще, ніж у хлопців, які не цікавляться спортивними іграми.

Двигуни повинні здійснюватися на рівні умовних рефлексів, а для цього необхідне серйозне тренування. Тому найголовніша порада, що випливає з аналізу досліджень: заняття спортом.

Дуже ефективні розвитку швидкості реакції спортивні естафети, де сигнал у мозок надходить через дотик. Тобто треба якнайшвидше приступити до дії після того, як тільки попередній гравець торкнеться тебе.

Також можна використовувати дитячу гру «Хлопушки», сигнал у мозок надходять через органи зору – очі. Перший партнер стає і має в своєму розпорядженні відкриту долоню так, щоб другому було зручно по ній бити. Наприклад, стає боком до другого, відкриту долоню тримає перед собою. Другий партнер б'є по долоні першого у довільні моменти часу. Завдання першого – прибрати долоню, завдання другого – потрапити. Можна вести рахунок. Потім партнери змінюються.

Принцип, закладений у цій грі, можна перенести на інші технічні дії, наприклад, на підсікання та уникнення ударів ніг по нижньому рівню.

Висновок

У цій роботі досвідченим шляхом було визначено механічний параметр людини: швидкість реакції людини.

При вимірі часу та швидкості реакції учасників експерименту було з'ясовано, що у багатьох учасників швидкість реакції дуже сповільнена. У деяких учасників експерименту швидкість реакції залежала від особливостей джерела сигналу, у деяких – ні. За результатами дослідів можна дійти невтішного висновку, що швидкість реакції різна в усіх людей від народження – визначається особливостями нервової системи, емоційними і психічними характеристиками людини. Однак досліди показали, що при поганому самопочутті чи сильній втомі швидкість реакції погіршується.

Багато професії вимагають посиленої уваги та хорошої швидкості реакції, тому при виборі професії та прийомі на роботу ці характеристики людини є важливими. Практичну цінність своєї роботи бачу в тому, що кожен підліток, дізнавшись про свій час реакції, усвідомлює необхідність поліпшення результату, працюватиме над собою і, можливо, це вплине на вибір професії.

І вдома, і в школі, і на вулиці - будь-якої хвилини підліток зможе вберегти себе від небезпечного для життя впливу.

Література

1. М.В.Волькенштейн "Біофізика". - М.: Наука, 1988

2. Перишкін А.В., Гутник О.М. Фізика 9 клас. - М: Просвітництво, 2013.

3. А.Б.Рубін «Біофізика». - М.: Вища школа, 1987

4. К.Ю.Богданов «Фізик у гостях у біолога». - М.: Наука, 1986

5. В.Р.Ільченко «Перекрестки фізики, хімії, біології». - М.: Просвітництво, 2000

6. А.Г.Хрипкова «Фізіологія людини». -М.: Просвітництво, 2013

7. http://www.psychology-online.net/articles/doc-1988.html

Додаток I

Лабораторна робота «Вимірювання часу простої сенсомоторної реакції»

Мета лабораторної роботи:

Вимірювання часу простої сенсомоторної реакції на світловий та звуковий подразники.

Прилади та приладдя:

Влаштування психофізіологічного тестування «Рефлексометр».

Коротка теорія:

Час реакції людини - інтервал часу від початку впливу на організм будь-якого подразника до реакції реакції організму.

Складається із трьох фаз: час проходження нервових імпульсів від рецепторів до кори головного мозку; час, необхідне для сприйняття нервових імпульсів головним мозком та організації реакції у відповідь в центральній нервовій системі; час дії організму у відповідь. Час реакції залежить від типу подразника (звук, світло, температура, тиск тощо. буд.) та її інтенсивності, тренованості організму сприйняття цього подразника, його очікуваності та інших.

Час реакції на подразники різної модальності по-різному. Найкоротший час реакції виходить у відповідь на слухові подразники, більш тривалі – на світлові, найдовше – на нюхові та тактильні.

За ступенем складності довільні реакції людини можна розділити на чотири види:

1 проста сенсомоторна реакція;

2 сенсомоторна реакція відмінності;

3 сенсомоторна реакція вибору;

4 реакція на об'єкт, що рухається.

1 Простій сенсомоторної реакцією в психології називають реакцію, яка здійснюється в умовах пред'явлення одного заздалегідь відомого сигналу та отримання однієї певної відповіді.

Наприклад, у відповідь на звуковий, світловий, тактильний і т. д. сигнали людина повинна якнайшвидше здійснити певну дію - натиснути на ключ або вимовити певний склад. Дослідження показують, що при надпороговій інтенсивності подразника час простої реакції визначається в основному фізичною природою подразника та особливостями рецептора, що сприймає. Найбільша швидкість простої реакції була отримана при використанні звукових та тактильних сигналів (105 - 180 мс). Швидкість реакції на зоровий сигнал виявилася значно меншою (150 - 225 мс).

Це пояснюється тим, що час рецепції звукових і тактильних подразників набагато коротший за час реакції зорового подразника, оскільки в останньому випадку значну частку часу займає фотохімічний процес, що перетворює світлову енергію на нервовий імпульс.

2 Сенсомоторною реакцією розрізнення позначають реакцію, яка проводиться в умовах, коли людина повинна реагувати тільки на один з двох або декількох сигналів (літери, звуки, склади), і, відповідно, дія повинна відповідати тільки на цей сигнал.

3 Сенсомоторна реакція вибору має місце також при пред'явленні двох або декількох сигналів, але за умови, що потрібно відповідати на кожен з них своєю певною дією. Порівняно з часом простої реакції час реакції розрізнення та час реакції вибору помітно подовжується.

Час реакції на подразники різної модальності по-різному. Найкоротший час реакції виходить у відповідь на слухові подразники, більш тривалі – на світлові, найдовше – на нюхові та тактильні.

При керуванні технікою крім часу реакції необхідно враховувати час руху органів людського тіла та час взаємодії оператора з органами управління (таблиця 4).

Таблиця 4 - Значення часу реакції при різних рухах тіла

Залежність часу реакції від рівня тренованості, статі, віку та різноманітних впливів на організм.

Експериментально показано (Н.І. Крилов, 1957, Н.І. Чуприкова, 1957, Є.І. Бойко, 1964, Є.М. Сурков, 1984, В.П. Озеров, 1989), що:

1 Під впливом тренування час реакції як коротшає, а й стабілізується, тобто. стає менш схильним до різного роду впливів.

2 Укорочення часу реакції найбільше в перші дні виконання відповідних вправ.

3 Проста реакція піддається впливу вправ значно меншою мірою, ніж реакція вибору. Зокрема, після лише дня занять час реакції вибору може скоротитися на 30-40 %, тоді як простий сенсомоторной реакції - лише з 10 %.

Які причини скорочення часу реакції після відповідних тренувань? Відомо, що кожен новий подразник спочатку викликає орієнтовну реакцію з більш менш широкою і тривалою іррадіацією збудливого процесу по корі великих півкуль, яка потім змінюється фазою концентрації. У міру повторення подразника має місце звикання, яке супроводжується все менш вираженою іррадіацією збудження з одночасним підвищенням динамічності нервових процесів, що виникають. Поступова редукція фази іррадіації та досягнення певного рівня хронічної (або статичної) концентрації збудливого процесу в корі, мабуть, є однією з найважливіших причин укорочення часу реакції в процесі тренування.

Друга причина, тісно пов'язана з першою, полягає в наростаючій мірі зміцнення умовних зв'язків, стійкості кіркових вогнищ збудження. Третя причина пов'язана зі зміною самої структури тимчасових зв'язків, заміною складніших другосигнальних асоціацій простішими першосигнальними.

Починаючи з 3,5-4 до 18-20 років час реакції неухильно скорочується. Потім воно стабілізується, а після 40 років у міру старіння поступово зростає приблизно в 15 рази (А.Г.Усов, 1960).

У низці досліджень (Е.П.Ильин, 1983, Е.Н.Сурков, 1984, Озеров, 1989) відзначаються статеві відмінності, які у тому, що середній час реакції в дівчаток, проти хлопчиками, і в жінок, проти з чоловіками, трохи довше.

Таблиця 5 - Залежність часу простої сенсомоторної реакції людини від фізичного та психоемоційного стану людини

Опис установки:

Виміряти час дозволяє пристрій «Рефлексометр», в якому як подразник використані світловий та звуковий сигнали

Установка складається з блоку формування сигналу, що має буквено-цифровий індикатор (1); блоку керування з кнопками пуску (зупинки) реєструючого пристрою (3) та блоку світлового (звукового) сигналів (2). Результати тестування виводяться на буквено-цифровий індикатор і зберігаються у пам'яті мікроконтролера.

У цьому приладі мікроконтролер виконує всі основні функції, а саме, подає тестові сигнали, вимірює час реакції, виводить інформацію на буквено-цифровий індикатор і зберігає її у своїй енергонезалежній пам'яті (EEPROM - електрично стирається перепрограмований Постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗУ)).

Приладом управляють за допомогою кнопки (Пуск/Скидання), натисканнями на яку послідовно перемикають режими роботи, або комп'ютерною мишею. Натискання супроводжується звуковим сигналом.

Схема приладу показано малюнку 6.

Малюнок 6 - Електрична схема рефлексометра

Тактова частота мікроконтролера стабілізована кварцовим резонатором ZQ1. Його частота (4,096 МГц) обрана так, щоб було зручно використовувати її для вимірювання часових інтервалів. До лінії порту RA0 (висновок 17) мікроконтролера через струмообмежуючий резистор R3 підключена кнопка SB1. Якщо її контакти розімкнені, на цій лінії порту є низький рівень, якщо замкнуті - високий. Для відображення інформації застосований РКІ HG1 із вбудованим контролером. Він відображає два рядки по шістнадцять символів у кожному і забезпечений світлодіодним підсвічуванням.

Управління індикатором здійснює мікроконтролер DD1 по лініях RBO, RB1 і RB4-RB7, завантаження даних відбувається напівбайтами. Добіркою резистора R7 встановлюють бажану контрастність зображення. На лінії порту RB2 формується сигнал управління польовим транзистором VT1, який включає (вимикає) підсвічування РКІ, резистор R6 - струмообмежуючий. На лінії порту RB3 формується імпульсний сигнал частотою 4 кГц, який через резистор R4 надходить акустичний випромінювач НА1.

Живлять пристрій від зовнішнього джерела постійної або змінної напруги 8... 12, споживаний струм не перевищує 130 мА. Діодний міст VD1 випрямляє змінну напругу або підводить постійну напругу до елементів пристрою необхідної полярності. Напруга живлення мікроконтролера і РКІ стабілізовано інтегральним стабілізатором DA1, конденсатори С1 - СЗ, С6, С7 - згладжують.

Після подачі напруги живлення відбувається зчитування даних з EEPROM мікроконтролера. Звучить короткий одноразовий звуковий сигнал і вмикається підсвічування індикатора HG1. У верхньому рядку з'являється напис «Record Рекорд». Праворуч виводиться найкращий результат поточного сеансу - при першому включенні це максимально можливий часовий інтервал, що вимірюється - 9,999 с. Зліва - найкращий результат за час роботи приладу, при першому включенні також 9,999 с.

До натискання кнопки SB1 відбувається генерація значення тривалості передстартової паузи. Вона становить від 1 до 8,2 с і має випадковий характер. Після натискання на кнопку SB1 та її відпускання почнеться відлік передстартової паузи, скидання інформації РКІ, відключення його підсвічування. Потім акустичний випромінювач подає одноразовий звуковий сигнал. Після закінчення паузи настає момент старту - включається підсвічування РКІ, звучить звуковий сигнал (світловий сигнал) і починається відлік часу. Прилад вимірює час реакції інтервалі 0.001...9,999 з кроком 0,001 з.

Якщо випробуваний не натискає кнопку протягом 9,999 з, звуковий сигнал припиняється і прилад переходить у вихідний стан, коли відображаються кращі результати. При натисканні на кнопку протягом вказаного часового інтервалу відбувається зупинка рахунку, звуковий сигнал вимикається. На верхньому рядку РКІ з'являється напис «Reaction Реакція», на нижньому ліворуч - число вимірів (максимум 255), праворуч - виміряний час реакції.

Далі проводяться порівняння отриманого результату з найкращими результатами за поточний та за весь час роботи приладу. При фіксації нового рекорду відбувається перезапис даних EEPROM мікроконтролера. Після натискання на кнопку SB 1 та її відпускання прилад переходить у вихідний стан. Якщо натиснути кнопку до моменту старту (фальстарт), зазвучить дворазовий звуковий сигнал, увімкнеться підсвічування РКІ і у верхньому рядку з'явиться напис «F.start Ф. старт». Через кілька секунд прилад перейде у вихідний стан.

Хід роботи:

1 Увімкніть прилад, встановивши тумблер у положення «Увімк.» Після подачі напруги живлення, звучить короткий одноразовий звуковий сигнал і включається підсвічування індикатора. У верхньому рядку з'являється напис «Record Рекорд». Справа виводиться найкращий результат поточного сеансу, зліва - найкращий результат за весь час роботи приладу.

2 Сядьте за столом у зручній позі. Випробовуваний повинен дивитися тільки блок світлового (звукового) сигналів. Переведіть правий тумблер у положення "Звук".

3 Покладіть руку на панель органів керування установки (кнопка «Пуск/Скидання», комп'ютерна миша) так, щоб вказівний палець правої (лівої) руки вільно розміщувався на кнопці.

4 Натисніть кнопку «Пуск/Скинути». Після натискання на кнопку та її відпускання почнеться відлік передстартової паузи, скидання інформації РКІ, відключення його підсвічування. Потім акустичний випромінювач подає одноразовий звуковий сигнал та починається відлік часів. Після закінчення паузи настає момент старту - включається підсвічування РКІ, звучить звуковий сигнал і починається відлік часу. Прилад вимірює час реакції інтервалі 0.001...9,999 з кроком 0,001 з.

5 При появі звукового сигналу, необхідно якнайшвидше, натиснути на кнопку миші і зупинити рахунок, звуковий сигнал відключається. На верхньому рядку РКІ з'являється напис «Reaction Реакція», на нижньому ліворуч - число вимірів (максимум 255), праворуч - виміряний час реакції.

6 Натисніть кнопку «Пуск/Скинути», внаслідок чого прилад переходить у вихідний стан. Якщо натиснути кнопку миші до моменту старту (фальстарт), зазвучить дворазовий звуковий сигнал, увімкнеться підсвічування РКІ і у верхньому рядку з'явиться напис «F.start Ф. старт». За кілька секунд прилад перейде у вихідний стан.

7 Вимірювання необхідно проводити від 10 до 30 разів, потім знайти середнє значення часу реакції. Перемкнувши тумблер у положення «Світло», повторіть кроки 1-13.

8 З отриманих результатів відніміть час, витрачений на рух фалангою пальця (0.17 сек.). Отримане значення часу реакції на світловий та звуковий подразники порівняйте зі значеннями, наведеними в таблиці 3.

Висновки: для даної лабораторної роботи було створено пристрій психофізіологічного тестування «Рефлексометр» із докладним описом завдань, із вказівками до виконання роботи.

Для визначення швидкості сенсомоторної реакції досліджувалися добровольці обох статей віком від 19 до 23 років у різному психоемоційному стані. Тест проводився в умовах тиші та відсутності інших подразників, у зручному положенні тіла та наявністю опори для ліктя, щоб зменшити вплив статичного скорочення м'язів руки. Для визначення швидкості простої сенсомоторної реакції випробовуваним пред'являлися візуальні подразники у вигляді лампи зеленого кольору діаметром 0,3 см і звукового сигналу. При появі необхідного сигналу – зеленого кольору, завдання добровольця – максимально швидко натиснути на клавішу. Час між появою сигналів був випадковим і коливався від 1 до 7 секунд. Випробувані були попереджені, що у кожній серії дослідження спочатку їм пред'являтимуться 10 світлових (дослідження часу простої сенсомоторної реакції), потім 10 звукових сигналів.

Випробування проводилося на 15 піддослідних, 5 з яких перебували в загальмованому стані.

Оцінювалося лише час сенсомоторної реакції, помилки виконання завдання виключалися. З метою боротьби з артефактами виключалися перші значення кожної реакції, час яких перевищував 2000 мс. Останні свідомо перевищують час сенсомоторної реакції і найчастіше пов'язані з відволіканням випробуваних виконання тесту.

За результатом проведених досліджень слід, що з десяти студентів час середній час реакції на світловий подразник приблизно дорівнює 0,327 з, звуковий - 0,302 з. Ці значення відповідають нормою для звичайної, нетренованої людини. У п'ятьох студентів, які перебувають у загальмованому, викликаних нетривалим сном, середній час реакції на світловий подразник дорівнював 0,497, на звуковий подразник - 0,472 с. Ці значення відповідають низькій простій сенсомоторної реакції.

Проте ці результати нормою, т.к. час реакції людини знаходиться в проміжку від 01 до 05 сек. Наприклад, час тривалості формування дії водія у відповідь на сигнали світлофора в населеному пункті 0,3-0,4 с. Час реакції залежить від рівня тренерованості людини. У більш тренерованих людей час реакції досить низький, приблизно 0,13-0,15 с. На час реакції впливають такі фактори, як стомлюваність, неуважність, прийом тонізуючих речовин або алкоголю. При прийомі невеликої його дози алкоголю час реакції збільшується в 2-4 рази.

Мета роботи.
Виміряти і порівняти час простої сенсомоторної реакції на світловий і звуковий подразники у звичайних і екстремальних умовах.

Устаткування.
1. Вимірювач часу реакції "Темп"
2. Мікрокалькулятор.
Теоретичне введення
Так як психічні процеси є явища, що розвиваються в часі, ніякий поведінковий акт, жодна умовна чи безумовна реакція організму на дію подразника (стимулу) не може бути миттєвою. Як правило, вона характеризується певним часом реакції, що включає моторний і латентний періоди.
Моторний період - це час безпосередньої дії у відповідь.
Латентний (прихований) період - це часовий проміжок між моментом появи подразника і початком реакції у відповідь на нього. Існує три види реакції:
1) проста реакція, коли на пред'явлення заздалегідь відомого сигналу людина реагує певною однозначною відповіддю;
2) реакція розрізнення, при якій однозначна відповідь очікується лише на один з кількох сигналів, що пред'являються;
3) реакція вибору, яка полягає у пред'явленні випробуваному кількох сигналів, кожний у тому числі передбачено свій вид відповіді.
Ускладнення реакції призводить до збільшення часу реакції. У разі простої сенсомоторної (рухової) реакції на зовнішній подразник її латентний період обумовлений низкою фізіологічних та психологічних факторів, насамперед інерцією рецептора. Так, сітківка починає посилати з зорового нерва в мозок електричні імпульси лише через 60-80 мс після початку дії оптичного стимулу.
При впливі звукового сигналу потрібен час на проходження імпульсів у відповідний центр головного мозку, декодування цього імпульсу, вироблення програми у відповідь, передачу командних імпульсів до виконавчого органу. Ось чому Кортієв орган починає посилати імпульси в мозок лише
після завершення восьми повних коливань чинного на вухо-звуку.
Знання часу реакції необхідне при проектуванні тих видів людської діяльності, де існує ліміт часу виконання певних дій (в авіації, космонавтиці, в сучасних АСУ, на різних видах транспорту). У теоретичному плані вимір часу реакції виступає досить продуктивним методом аналізу психічної діяльності, її складності та саморегуляції.
Час реакції належить до тренованих проявів психіки людини. Воно значно коротше в осіб, робота яких пов'язана з необхідністю здійснення швидких рухових реакцій (водії автомобілів, льотчики, боксери, тенісисти, воротарі футбольних та хокейних команд та ін.).
Великий вплив на період сенсомоторної реакції надає фізіологічний та психологічний стан людини (нездужання, втома, розумова втома, алкогольне отруєння). Тому час реакції можна використовувати як показник зміни психічного (емоційного) стану людини.
Завдання
1. Вивчити інструкцію з експлуатації приладу Темп.
2. Вивчити методику вимірювання та оцінки часу простої сенсомоторної реакції на світловий та звуковий подразники.
3. Зробити десятикратний вимір часу простої сенсомоторної реакції на світловий подразник.
4. Зробити десятикратне вимірювання часу простої сенсомоторної реакції на звуковий подразник.
5. Зробити десятикратне вимір часу простої сенсомоторної реакції на світловий (звуковий) подразник в умовах впливу екстремального фактора.
6. Здійснити математичну обробку отриманих даних (середні значення, дисперсії, значущість відмінностей), зробити їх аналіз.
7. Скласти звіт про виконану роботу.

Хід виконання завдання
При виконанні лабораторної роботи використовується вимірювач часу реакції "Темп" (рис. 5), що дає можливість провести кількісну оцінку часу реагування випробуваного на світлові та звукові подразники. Прилад включає пристрій пред'явлення звукових і світлових сигналів, реєстрації часу реакції випробовуваного, конструктивно оформлене у вигляді панелі експериментатора, і пристрій знімання подразників, оформлене у вигляді панелі піддослідного. Панелі випробуваного та експериментатора розташовані на протилежних сторонах приладу, чим виключається зоровий контакт між дослідником та обстежуваним.

(Foto) Мал. 5. Вимірювач часу реакції "Темп":
а – вид з боку панелі експериментатора; б - вид з боку панелі випробуваного
На робочому місці знаходиться бригада студентів (слухачів) у складі трьох осіб, які поперемінно виконують ролі випробуваного, протоколіста та експериментатора. Перед виконанням роботи кожен член бригади вимірює у себе пальпаторно або за допомогою пульсографа П-5 частоту серцевих скорочень, після чого займає своє місце біля приладу та готується до виконання завдання.

Експериментатор включає прилад, поставивши перемикач "Мережа" в положення "Увімкнути", і переконується в його готовності до роботи (включення) із загоряння лампочки "Мережа". Випробовуваний у цей час знайомиться з розташуванням органів управління на панелі приладу та згадує порядок роботи з ним. Протокаліст робить заготовки таблиць (табл. 7).
Таблиця 7
Експериментальні дані випробуваного

Вид подразника	Порядковий номер випробування
	1	2	3	Л	5	G	7	8	9	10
Світло
Звук

Після підготовчих операцій експериментатор нагадує про дії випробуваного та протоколіста під час експерименту та попереджає про початок випробування.
При необхідності подачі світлового сигналу експериментатор натискає одну з 6 кнопок, розташованих у горизонтальній частині панелі. При цьому над натиснутою кнопкою висвічується табло-індикатор появи світлового сигналу, вмикається електросекундомір, а на панелі випробовуваного з'являється світло в одній із клавіш під написом “Світло”. Випробовуваний натискає на клавішу, що світиться, намагаючись зробити це можливо швидше, при цьому припиняється її свічення, а також свічення табло на панелі експериментатора. Секундомір зупиняється, протоколіст знімає показання електросекундомера і заносить дані у верхній рядок таблиці, що відповідає світловому сигналу в досвіді 1. Після цього експериментатор здійснює скидання показників електросекундомера, натиснувши на важіль до упору, і повторюється процедура.
При необхідності подачі звукового сигналу порядок роботи аналогічний розглянутому з тією різницею, що експериментатор ставить перемикач "Звук" в положення "Увімк.". При цьому вмикається дзвінок і по
є звуковий сигнал. Випробуваний повинен натиснути на клавішу, що світиться, розташовану під написом “Звук”. При цьому звуковий сигнал зникає, а реєстратор заносить дані у верхній рядок запису (час реакції на звуковий подразник).
Екстремальний режим роботи створюється за рахунок емоційного інструктажу випробуваного, наприклад, повідомлення йому протоколістом або експериментатором про низькі результати реагування на світловий (звуковий) сигнал та вимоги реагувати швидше.
Порядок роботи членів бригади залишається тим самим, крім того, що у випробуваного перед реагуванням на сигнал стресогенного характеру знімаються показники частоти серцевих скорочень, а реєстратор заносить дані експерименту в нижній рядок таблиці відповідного сигналу (звукового або світлового).
Обробка даних експерименту
Обробку даних експерименту доцільно проводити з урахуванням застосування якісно-кількісних методів.
Рекомендації щодо обробки експериментальних даних.
1. Розрахувати середнє значення часу реакції на світловий сигнал у звичайних умовах (МС = ХС), використовуючи формулу (1).
2. Здійснити розрахунок середнього значення часу реакції на звуковий сигнал у звичайних умовах (М3 = Х3), користуючись формулою (1).
3. Розрахувати середнє значення часу реакції на світловий або звуковий сигнал в екстремальних умовах (МСЕ = ХСЕ; МЗЗ = ХЗЕ), використовуючи формулу (1).
4. Обчислити коефіцієнт кореляції (Яж) часу реакції на світловий та звуковий сигнали, використовуючи формулу (11).
5. Визначити кореляцію реакції у звичайних та екстремальних умовах (Дое), використовуючи формулу (11).
6. Оцінити надійність відмінностей часу реакції у звичайних та екстремальних умовах (Кое), користуючись формулою (8).
7. Оцінити надійність відмінностей реагування на світловий та звуковий сигнали (Ксз), користуючись формулою (8).

Зміст звіту
1. Завдання.
2. Таблиця із даними експерименту.
3. Дані розрахунку середніх значень часу реакції, коефіцієнтів кореляції, надійності відмінностей.
4. Аналіз та інтерпретація отриманих результатів.
5. Обґрунтовані висновки щодо роботи та рекомендації щодо використання отриманих результатів.
6. Дата виконання лабораторної роботи та підпис виконавця.