دانلود مقاله بررسی نور و رنگ ها در ارگونومی

بخشی از مقاله

فهرست

عنوان صفحه
مقدمه: نورهاي و رنگها، طيف الكترومغناطيس
فصل 1- دريافت رنگ
ديدرنگ
حساسيت طيفي ص نوع مخروط
تفسير رنگ در سيستم عصبي
درك نورسفيد
تكميل احساس رنگ بوسيله شبكيه مغز
ديد فوتويك و ديداسكوتوپيك
فصل 2 كاربردهاي ارگونويك رنگ
فصل 3 قابليت ها و مقررات ارگونوميك رنگ
مقررات رنگ ارگونوميك
مقررات رنگ براي ايمني جاده ها
مقررات رنگ براي ايمني صنايع
مقرارت رنگ براي تشخيص لوله ها
مقررات رنگ براي سيستم هاي هيدروليك
مقررات سيستمهاي پنوماتيكي
مقرارت رنگ براي كابل ها
مقررات رنگ در راه آهن
رنگ در محصولات خطرناك
مقررات رنگ كنترل ها
منابع كتاب رنگها براي سلامتي شما
كتاب كاربرد رنگ در ارگونومي

نورها و رنگها
گوته فيلسوف آلماني گفت استك «بين رنگها و نور رابطه بسيار دقيقي وجود دارد».
مسلما پديده هاي رنگ و نور را نمي توان بدون استفاده از حس بينايي در كرد. همين مسئله ابهاماتي نظير موارد زير را بوجود آورده است :
 شاگردان زن مي پرسند: آيا رنگ سرخ درون شقايق است؟
 يك فيزيكدان سوال كرد كه: آيا پديدة رنگ، حاصل بازتاب نور است؟
 فيزيولوژيستها مي گونيد: رنگهاي تنها بر اثر تخريب بيوشيميايي بعضي سلولها در عمق چشم درك مي شوند.
 يك فيلسوف ودا در وجود رنگ صورتي شك كرده و مكي گويد:
 آيا رنگ،صرفا يك تصور ذهني ما نست؟
 و سرانجام، يك هنرمند نقاش اختلافاتي را در رنگها مي بيند كه يك روانشناس آن را ذاتي مي داند.
فيزيكدان معروف، اسحاق نيوتن (1727 – 1643) با تجزية نور خورشيد به كمك يك منشور شفاف ثابت كرد كه نور سفيد خورشيد در اقع از نورهاي رنگي با طول موجهاي متفاوت تشكيل شده است. نيوتن توانست از اين طريق، 7 رنگ اصلي را كه با ترتيب غيرقابل تغيير در كنار هم قرار دارند تشخيص مي دهد.
رنگهاي داراي طول موج كوتاه (بنفش ، نيلي ، آبي) شديدتر از رنگهاي داراي طول موج بلند انكسار پيدا مي كنند و متقابلا شعاعهايي كه در بالا قرار گرفته اند، بهتر از اشعه پايين منعكس مي شوند.

عمل عكس اين تجزية نيز امكان پذير است، يعني مي توان با تركيب همان رنگها نور سفيد را بدست آورد. اگر شما با فرفره اي كه با رنگهاي رنگين كمان رنگ شده بازي كرده باشيد، مي دانيد ك در سرعت زياد، رنگ فرفره سفيد بنظر مي رسد.
در فيزيك مدنر، رنگها فقط بخش كوچكي از طيف الكترومغناطيسي را تشكيل مي دهد كه طول موج‌آنها را براساس واحد انگستروم محاسبه مي كنند.

تركيب رنگها
رنگهاي اوليه:
- سرخ
- سبز
- بنفش
رنگ‌هاي ثانوي:
- زرد: سبز + بنفش
- لاكي روشن: بنفش + سرخ
رنگهاي ثالث:
ليموئي 5/1 سبز سرخ
-فيروزه اي: 5/1 سبز + بنفش
- نيلي : 5/1 بنفش + سرخ + سبز
- شنگرفي : 1سرخ + بنفش + سبز

طيف الكترومغناطيس
جدولهاي بعدي چگونگي قرارگرفتن رنگها را با طول موجهاي متفاوت در طيف الكترومغناطيسي نشان يدهد: اندازة امواج از كوتاهترين فركانسها شناخته شده (كه همان اشعه كيهاني است) آغاز شده و به طول موجهاي كه توسط ايستگاههاي راديو و امواج الكتريكي كه بوسيلة ژانراتورها توليد مي شوند ختم مي گردد. طيف نورمرئي تنها بخش كوچكي از اين طيف الكترومغناطيس كلي را دربر مي گيرد.
واحد اندازه گيري، در فيزيك نور بكار مي رود و خاص اندازه گيري مقادير بسيار كم است. هر آنگستروم برابر با يك ميليونيم متر مي باشد.
نور خورشيد بخش مهمي از طيف مرئي را اشغال كرده كه در ان رنگها آبي و سبز درمركز قرار دارند. ماراء بنفش‌ آخرين حد طيف نوري خورشيد است كه در مرز 3000 آنگستروم به دليل مقاوم بودن اتمسفر زمين متوقف مي‌شود.

نوري كه از يك لامپ معمولي متصاعد مي شود، عملا اشعة ماوراء بنفشس در خود ندارد ولي مقدار زيادي امواج مادوم قرمز با آن همراه است.
كه ازنظر چشمهاي ما نامرئي بود و تنها از طريق متصاد كردن حرارتي كه همراه آن است، قابل تشخيص مي باشد. متقابلا لامپهاي فلورسنت، از خودطول موجي متصاد مي سازد كه متعلق به ماوراء بنفش است. اين لامپ بوسيلة تركيب بخار جيوه و يك گاز كمياب يعني آرگون از خود نور مي مي دهد. بخاطر داشته باشيد كه در ميان لامپهاي مصنوعي، لامپهاي حرارتي از خود امواج مادون قرمز و نورمرئي را متصاد مي كنند كه آخرين حد آن نور آبي است. متقابلا لامپ فلورسنت اشعة ماوراء بنفش و بسياري از نورهاي مرئي را توليد مي كند.

همانگونه كه ديديد، ماوراء بنفش و مادون قرز از دو سو طيف نور مرئي را احاطه كرده اند. همچنين تدذكر مي‌شود كه امروزه علم تاثير شديد اين دو نوع اشعه را بر بدن انسان شناخته و دربرخي سيستمهاي مدرن درماني از اشعه ايكس و امواج راديويي استفاده مي كنند.
در ميان رنگها، سه تاي آنها يعني آبي. زد و قرمز رنگهاي اساسي نايده مي شوند زيرا ساير رنگها مكمل همچون بنفش، سبز و پرتقالي از تركيب اين سه رنگ بدست مي آيد. آخرين رنگ يعني نيلي، رنگي مياني ناميده مي‌شود.

براساس برخي اندازه گيريها، چشم انسان قادر است تابيش از 7000 رنگ مختلف را تشخيص دهد. اما ساده ترين تركيبها كه همه آنها را مي شناسد، عبارتند از:
سفيد + سياه = خاكستري
قرمز + سياه = خاكستري
سفيد + قرمز = صورتي
قرمز + بنفش = ار غواني
و غيره

دريافت رنگها
دريافت رنگها به سه عامل بستگي دارد:
1- مشخصات طيفي منبع نوراني كه سطحي را روشن كرده است.
2- مشخصات طيفي انتقال يا تاب نور بوسيلة آن سطح.
توانايي بيننده در تشخيص نور و تبديل آن، به چيزي كه ما بعنوان رنگ از آياد مي كنيم. مثلا خيلي خوب مي داني رنگ جسمي كه به چشم ما مي رسد تابعي است از منبع نوراني كگه آنرا روشن ساخته است. برهمين اساس، خيلي وقتها اتفاق مي افد كه براي ديدن رنگ واقعي يك لباس، مجبور مي شويم آنرا آنرا خارج از مغازه و در روشنائي طبيعي ببينيم. چرا كه نورپردازي ويترين مغازه‌ها باعث مي‌شود كه نتوانيم رنگ حقيقي يك لباس را تشخيص دهيم.
در 20 سال گذشته تلاشهاي بسيار زيادي صورت گرفته تا مكانيزم دريافت رنگ در انسان را شناسائي كنند. بيشتر اين آزمايشها روي سيستم «عصبي – فيزيولوژي» حيواناتي انجا شده است كه از نظرحس بنيائي به انسان شبيه هستند.

ديدن رنگ در سيستم بينايي ما ( چشم – اعصاب – مغز) بصورت پردزاش اطلاعات، و در طي مراحل مختلفي انجام مي‌شود. به محض دريافت ورودي به سيستم بينايي، يك سيري اتفاقات عصبي رخ مي دهد كه در نهايت منتهي به دريافت رنگ در مغز مي‌گردد. اين ورودي، انرژي است كه بصورت نور به چشم ما مي رسد و سيستم بينايي ما به گونه اي طراحي شده است كه مي تواند تغييرات كمي و توزيع انرژي را شناسائي كند. در اولين مرحلة پردازش، سلولهاي دريافت كننده در شبكه چشم با حضور طول موجهاي نامناسب (قابل تشخيص) پاسخ مي دهند و وجود در دونوع از اين سلولها در چشم انسان به اثبات رسيده است: سلولهاي استوانه اي (ROD) و سلولهاي مخروطي (CONE) هر دو دسته سلولهاي مذكور، در شبكه؛ در ته چشم قرار گرفته اند سلولهاي استوانه اي در نوع قوي غير فعال و تنها در نورهاي ضعيف فعال مي شوند. اين سلولها درفرايند دريافت رنگي نقشي ندارند.

سلولهاي مخروطي در نورهاي با سطوح درخشندگي بالا، فعال مي شوند و دريافت تمام طيف رنگي را به عهده دارند؛ از جمله سياه و سفيد و خاكستري ها. با ارزيابي دقيق و حساسيت هر يك از سلولها مخروطي سه نوع از آنها شناسايي شده است. تفاوت اين سه نوع، براساس رنگدانه‌هائي است كه در آنها وجود دارد كه عبارتند از قرمز، سبز و آبي.
در دومين مرحله پردازش به جريانهاي عصبي توليد شده به وسيله اين سه دسته از سلولهاي مخروطي از طريق عصبي به لايه ديگر از شبكه موسوم به سلولهاي گانگليون انتقال پيدا مي كند. سپس اين جريانها به چهار نوع پيام رنگي شامل قرمز – سبز. زرد – آبي و دو نوع پيام غيررنگي شامل سياه – سفيد تبديل مي شوند و اين پيامها هستند كه طريق اعصاب به مغز برده مي شوند.

سومين مرحله پردازش در منطقه اي از مغز كه در آن، انتهاي اعصاب شبكيه به اعصاب جديد بينياي مي رسند صورت مي گيرد. در اينجا جريانهاي قبل از انتقال به لايه «كورتكس بينايي» دسته بندي مي شوند. متأسفانه اطلاعات ما در اين مرحله ناقص است.

ديد رنگ ها
تئوريهاي متعددي براي توجيه پديدة رنگ ها پيشنهاد شده اند اما اساس كلية اين است كه چشم انسان مي تواند تقريبا كليه رنگ هاي مختلف را هنگام مخلوط كردن نورهاي خالص (monochromatic) قرمز، سبز و آبي به نسبتهاي مناسب تشخيص دهد. نخستين تئوري مهم ديد رنگ ها تئوري يانگ (yountg) بود كه بعدها بوسيله هلمولتز تكميل شد و پايه تجربي بيشتري پيدا كرد. لذا اين تئوري موسوم به تئوري يانگ – هلمولتز است. برطبق اين تئوري سه نوع مختلف مخروط وجود دارد كه هر يك از آنها بطور حداكثر به يك رنگ مختلف جواب مي دهد با گذشت زمان تئوري يانگ – هلموتز تكميل شده و جزئيات بيشتري در مورد آن بدست آمده است. اين تئوري امروزه بطورعموم بعنوان مكانيسم ديد رنگ ها مورد قبول قرارگرفته است.

حساسيت طيفي سه نوع مخروط
حساسيت طيفي سه نوع مخروط كه براساس آزمايشهاي روانشناسي بدست آمده عملا نظير منحني جذب نور بوسيله سه نوع پيگماني است كه در مخروط ها يافت مي‌شود. اين منحني ها در نمودار 3 و نيز نمودارد 4 نشان داده شده اند و به سهولت مي توانند تقريبا كليه پديده هاي مربوط به ديد رنگ ها را توجيه كنند.

تفسير رنگ در تفسير عصبي
با مراجعه به نمودار 4 مي توان كه يك نور تك رنگ نارنجي با طول موج 580 ميلي ميكرون، مخروطهاي حساس به نور قرمز را با شدت 99 (يعني 99 درصد حداكثر تحرك در طول موج مناسب) و مخروطهاي حساس به نور سبز را به شدت حدود 42 تحريك مي كند و مخروطهاي حساس به نور آبي را به هيچ وجه تحريك نمي كند. به اين ترتيب، نسبت تحريك اين سه نوع مخروط مختلف در اين مثال0: 42: 199 است. سيستم عصبي، اين مجموعه از نسبتها را بعنوان احساس رنگ نارنجي تفسير مي‌كند. از طرف ديگر، يك نور آبي تك رنگ، با طول موج 450 ميلي ميكرون، مخروطهاي‌ حساس به نور قرمز را با شدت صفر، مخروطهاي حساس به نور سبز را به شدت صفر مخروطهاي حساس به نور سبز را با شدت صفر و مخروطهاي حساس به نور آبي را با شدت 97 تحريك مي كند.

اين مجموعه از نسبتهاي يعني 97: 0 توسط سيستم عصبي بعنوان احساس رنگ ابي تفسير مي‌شود. به همين ترتيب، نسبتهاي 0: 83 بعنوان احساس رنگ زرد و :36:67: 31 بعنوان احساس رنگ سبز تفسير مي گردد.
اين طرح همچنين نشان مي دهد كه چرا هنگام تاباندن يك نور قرمز و يك نور سبز بطور همزمان بداخل چشم، شخص احساس رنگ زرد مي كند زيرا اين عمل مخروطهاي حساس به نور قرمز و سبز را بطور تقريبا برابر تحريك مي كند و يك احساس رنگ زدر به شخص مي دهد و با وجودي كه هيچگونه طول موجي از نور كه را رنگ زرد مطابقت داشته باشد وجود ندارد.

درك نور سفيد
تحريك تقريبا برابر مخروطهاي حساس به نور قرمز، سبز و آبي احساس ديدن رنگ سفيد را در شخص ايجاد مي كند. با اين وجود هيچگونه طول موجي از نور كه با رنگ سفيد مطابقت داشته باشد وجود ندارد، بلكه رنگ سفيد تركيبي از كليه طول موجهاي طيف است ، بعلاوه احساس رنگ سفيد را مي توان با تحريك شبكه بوسيله تركيب مناسبي از فقط سه رنگ كه مخروطهاي مربوطه را تحريك مي كنند، به وجود آورد.

تكميل احساس رنگ بوسيله شبكيه و مغز
از مطالعات روانشناسي معلوم شده كه تفسير رنگ قسمتي بوسيله شبكيه و قسمتي روسيله مغز انجام مي‌شود. . هرگاه شخص يك فيلتر سبز خالص در جلوي چشم چپ و يك فيلتر قرمز خالص در جلوي چشم راست خود قرار دهد اشياء بطور عمده زرد رنگ به نظر مي رسد. مسلم است كه اين تفسير احساسهاي رنگ نمي تواند در شبكيه بوجود آمده باشد زيرا يك شبكه فقط به نور سبز و شبكيه ديگر فقط به نور قرمز جواب مي دهد. با اين وجود احساسهايي كه با اين روش درك مي شوند به همان وضوح احساسهايي كه هنگام قرار دادن دو نور خالص در جلوي يك شبكيه درك مي‌شوند با يكديگر مخلوط نمي گردند، بنابراين، تفسير رنگ ها لااقل تا حدودي در خود شبكيه قبل از ارسال اطلاعات نوري به مغز انجام مي‌شود.

ديد فوتوپيك و ديداسكوتوپيك
ديد فوتوپيك (Photopic) به معني تمز رنگ ها و ديد استكوتوپيك (Scotopic) به معني توانائي تميز بين فقط درجات مختلف سفيد و سياه مي باشد. در نور روشن ديد انسان از نوع فتوپيك است در حاليكه در زير است: در نور بسيار ضعيف فقط استوانه‌ها قادرند آنقدر تطابق به تاركي پيدا كند كه به حساسيت مورد نياز براي تشخيص نور برسند. بنابراين، در نور ضعيف، شكبيه فقط توانايي ديد اسكوتوپيك را دارد.

از طرف ديگر، در نور بسيار روشن، استوانه ها تا درجه اي نسبت به نور تطابق پيدا مي كنند كه يا از فعاليت باز مي ايستند و يا تحت تاثير سيگنالهاي صادره از مخروطها قرار مي گيرند. برعكس ، مخروطها نور شديد را براي عمل خود فوق العاده مناسب مي يابند. عده اي از فيزيولوژيستها عقيده دارند كه مخروط و نور شديد با ارسال سيگنالهاي مهالري از طريق سلولهاي افقي به جسم سيناپسي استوانه‌ها، عمل آنها را مهار مي سازند، بهرحال به نظر مي رسد كه نور شديد، عمل شبكيه منحصرا بر تشخيص نور بوسيله مخروطها استوار است.

كاربردهاي ارگونوميك رنگ
چند مثال از كاربردهاي ارگونوميك
قابليت ديد كاميون آتش نشاني (Fire truck Visinbility)
صداي آژير، چراغهاي چشمك زن و ظهور كاميون قرمز آتش نشاني، تهيج و حس خطر را بدنبال دارد. خطر نه فقط در جدال با حريق بلكه در چشم انداز حريق وجود دارد.
NFPA (انجمن ملي حفاظيت از حريق امريكا Natianal fire protection Assocition)
گزارش نموده كه حوادث ماشثين آلات حريق دومين و بزرگترين سبب مرگهخاي ناشي از جدال با حريق مي باشد (Washburn, & fahy 1995).
آموزش ايمني رانندگان جزء متداول برنامه ها كاهش صدمات بخش حريق بوده و براي چندمين دهه انجام شده است. ولي حوادث ماشين آلات آتش نشاني ادامه و اتفاق مي‌افتد.

تاريخچه ماشين آتش نشاني
در آغاز قرن حاضر، رنگ قرمز جهت اعلام خطر و كاميون هاي آتش نشاني بكاررفته است. ماشينهاي سواري سياه بودند، و كاميونها آتش ناشي خيلي بزرگتر از يكديگر ماشينهاي موجود در سطح جاده ها نبودند، بنابراين اين رنگ از اهميت ويژه اي برخوردار شد. ماشينهاي آن زمان راديو. تهويه مطبوع، ضبط صوت يا استريو نداشتند و از آن يكذديگر تفكيك نشده بودند. غالب آنها پنجره تداشتند و سرعت ترافيك آرام بود. در اين دوره آژيرها داراي قدرت كمي بودند (تعدادي از آنها توسط دست هندل زده مي شدند) و چراغهاي ويژه خطر نسبتا ضعيف بودند.

احتمالا مردم آن زمان مي انديشيدند كه رنگ قرمز مي تواند به افتراق (تشخيص) كاميونها آتش نشاني از ساير اتومبيل ها كمك نمايند.
با پيشرفت تكنولوژي، ماشينها و كاميونهاي آتش نشاني نيز كامل يافتند. امروزه اتومبيل‌ها بي نهايت بي صدا و راحت، جهت تفريح و حمل نقل مورد استفاده قرار مي گيردند.

ماشين آلات آتش نشاني خيلي بزرگتر، پرصداتر و داراي فلاشينگ هاي سريع و پرقدرت و چراغهي چرخان مي باشند. رنگ قرمز، كه عمدتا در 75 سال قبل براي كاميونهاي آتش نشاني مورد استفاده قرار مي گرفت، بعنوان رنگ انتخابي براي اين ماشين آلات بجا ماند. ماشين آلات حريق تعداد غير متعارفي از حوادث در هنگا انجام ماموريت بجا ماند. ماشين آلات حريق تعداد غير متعارفي از حوادث در هنگام انجام ماوريت را شامل مي شوند. در مطالعه اي گزارش شده كه حوادث ماشين آلات حريق به ميزان 10 مرتبه بيشتر از حوادث ماشينهاي شخصي مي باشد. (soloman & king 1995) آژيرها، چراغها و وضعيت قرمز به نظر جهت جلب توجه به اعلام خطر پيغام نجارت «راه» را باز نائيد». طراحي شده اند. اما اين اقدامات هميشه كارا نيستند. چرا؟

آژير شنيده مي‌شود، جهت يابي صدا مشكل مي باشد. متاسفانه، اختلال جهت يابي در اتومبيل هاي مدرن كه بطور موثر صدا را مد نظر قرار نمي دهند، چشم پوشي شده ‌است. چراغهاي فلاشينگ، صداي آژيرها را همراي مي نمايد. اين چراغها در محدوده9 وسيع از نظر اندازه، شكل و شدت وجود دارند، به اين ترتيب مي توان دريافت كه وسايل نقليه ويژه‌ خطر سال به سال رشد مي نمايند.

متاسفانه اثر چراغهاي فلاشينگ بطور محسوسي در نور روز تقليل مي يابد. در درخشندگ هاي زياد يا در زير تابش نور خورشيد، چراغها كاملا بي اثر مي‌شوند. بنابراين در روز، وقتيكه شدت ترافيك بيشترين مقدار را داراست، چراغهاي فراشينگ داراي كمترين اثر مي باشند. طي بررسيهائي ديده شده، 70% حوادث ماشين آلات آتش نشاني در طي روز اتفاق مي افد (Newyorkstate Department of mortor Vehicle 1990) در تلاش جهت كاهش ميزان حوادث، رئيس آتش نشاني شهرMissouri . st Iouis اخيرا به واحد ترابري دستور داد كه از چراغهاي قرمز و آژير در حريق ها بجز مكانهاي فوق العاده بحراني استفادن ننمايند. ايا چراغهاي فلاشينگ و آژيرها در حوادث سهمي هستند؟