Iluzii optice uimitoare: cum funcționează. Se pare că oamenii de știință studiază și ei această problemă și spun că există multe direcții științifice care încearcă să înțeleagă modul în care percepem lumea din jurul nostru.

Iluziile optice exploatează diferența dintre ceea ce văd ochii tăi și ceea ce percepe creierul tău. Ele demonstrează modul în care sistemul dvs. vizual editează o imagine înainte de a vă da seama de ea - la fel ca asistentul dvs. personal, diferențiind importantul de neimportant. Oamenii își creau iluzii optice cu mult înainte să știe cum funcționează. Astăzi, progresele în neuroștiință au făcut posibilă înțelegerea modului în care procesele vizuale funcționează pentru a vă păcăli creierul. Dar sunt și cele care nu au fost încă explicate.

Iluzie cu umbră pe o tablă de șah

Toată lumea cunoaște iluzia în care o umbră cade dintr-un corp pe o tablă de șah și două celule situate în afara umbrei și în interiorul ei arată diferit, alb și negru. Dar, de fapt, se dovedesc a fi de aceeași culoare. Edward Adelson în 1995 a folosit această iluzie pentru a le arăta oamenilor modul în care sistemul vizual uman percepe umbrele. Când încearcă să determine culoarea unei suprafețe, creierul ia în considerare faptul că suprafața este în umbră și semnalează automat că ar trebui redată ca mai deschisă. Deci creierul interpretează o celulă din umbră ca fiind mai deschisă, dar de fapt are aceeași culoare ca o celulă din afara umbrei.

Urmarirea liliacului

Această iluzie optică constă dintr-o cruce neagră în centrul unui cerc format din pete liliac. Una câte una, aceste pete dispar, contopindu-se cu fundalul gri. Treaba ta este să te concentrezi pe mire și să aștepți - vei observa că petele violet nu dispar de fapt, ci devin verzi! Această iluzie vizuală se numește efectul Troxler și a fost descoperită în 1804. Acest efect arată că ochiul uman este capabil să se concentreze pe ceva în mișcare, activ, ignorând orice altceva. Ochii tăi au nevoie de puțin timp pentru a se adapta pe măsură ce te concentrezi pe mire pentru a te obișnui, apoi încep să urmărească punctul care se schimbă, care se dovedește a fi verde, iar cei violet se amestecă în fundal ca neimportante.

Lumină care dispare

Dacă vă concentrați pe lumina intermitentă din centru, veți observa că punctele galbene împrăștiate în jurul sursei de lumină încep să dispară aleatoriu și să apară în locuri neașteptate. Acest lucru se întâmplă din cauza unui fenomen numit orbire indusă de mișcare. Nu are încă o explicație general acceptată, dar majoritatea oamenilor de știință cred că își are originea în cortexul vizual primar, partea a creierului responsabilă cu procesarea informațiilor despre obiectele statice și dinamice.

Iluzie Goering

În această iluzie optică geometrică, dungile par a fi îndoite spre exterior. Hering atribuie acest efect faptului că creierul uman supraestimează unghiul de intersecție a dungilor verticale roșii și a dungilor albastre rămase. Dar de ce apare această greșeală de calcul? Acest lucru se datorează cel mai probabil tendinței umane de a prezice vizual viitorul. Lumina ajunge extrem de repede la retină, astfel încât sistemul vizual uman a evoluat treptat pentru a compensa întârzierea dintre lumina care ajunge la retină și transmiterea semnalului către creier.

Iluzia gradației

Banda orizontală din această iluzie optică își schimbă culoarea de la deschis la întunecat, fiind exact pe același, dar doar opus fundal, care se schimbă din întuneric în deschis. După cum probabil ați ghicit, aceasta este doar o iluzie optică. Dacă închideți fundalul, veți vedea că dunga orizontală este de aceeași culoare. Această iluzie este similară cu prima, cu o tablă de șah - creierul analizează mediul în care se află diferite părți ale benzii orizontale și îl întunecă acolo unde fundalul este deschis și îl luminează acolo unde fundalul este întunecat.

Mișcare iluzorie

Momentan, nu există o explicație clară pentru ceea ce provoacă mișcarea iluzorie. Unii cred că acest lucru se datorează micilor mișcări involuntare ale ochilor care te fac să crezi că imaginea se mișcă. Alții cred că atunci când te uiți la un model atât de complex, cortexul tău vizual începe treptat să confunde obiectele statice cu cele dinamice, așa că crezi că vezi mișcare. În orice caz, această iluzie este și o iluzie optică care funcționează în orice condiții și nu îți vei putea convinge creierul de altfel.

Conferință științifică și practică a orașului

şcolari şi elevi

Societatea Științifică a Studenților „Otkrytie”

Instituția de învățământ municipal „Liceul nr. 1656”

Direcţie: FIZICĂ

Iluzii optice

Completat de: Dmitry Gritsai,

Kolesov Dmitri

Instituția de învățământ municipală clasa a IX-a „Liceul Nr. 166”

supraveghetor:

Puzhuls Irina Nikolaevna,

profesor superior de fizică

Instituția de învățământ municipal „Liceul nr. 1656”

Tomsk - 2007

Introducere ...........................................................................................................3

Capitol eu . Iluzii optice explicate în termeni de

fizică, biologie, psihologie.

1.1. Procesul vizual din punct de vedere biologic.................................................. ..........5

1.2. Psihologia vederii.................................................................. .... ....................................5

1.3. Evaluarea fizică a mediului ............................................................. ............ ............6

Capitol II

2.1. Imaginație și realitate.............................................................. ........................................7

2.2. Figuri imposibile – o trăsătură a imaginației..................................8

Capitol III . Iluzii optice.

3.1. Iluziile optice sunt o parte integrantă a vieții umane... 11

3.2. Istoria descoperirilor……………………………………………………..12

3.3. Clasificarea iluziilor optice………………………………………..12-15

3.3.1. Iluzia intersecției………………………………………………………..12

3.3.2. Iluzia „continuare-pauză” …………………………………..13

3.3.3. Iluzia de curbură…………………………………………………….13

3.3.4. Iradierea………………………………………………………………...14

3.3.5. Presiunea exterioară asupra dimensiunilor unui obiect……………......15

Concluzie …………………………………………………………………16

Literatura stiintifica ………………………………………………………17

Introducere.

În prezent, în ciuda dezvoltării științei și tehnologiei, oamenii continuă să-și folosească evaluările subiective în toate domeniile. Desigur, dacă acest lucru se referă la științe non-matematice, atunci nu este nimic în neregulă cu asta, dar când vine vorba de estimări, dacă se comite o eroare, se poate întâmpla ceva ireparabil, atunci ar trebui să uiți de intuiție și să folosești instrumente de măsură. Acest lucru se aplică cu siguranță așa-numitei evaluări „pe ochi”.

Expresia „iluzie optică” este foarte comună. Din păcate, ochiul nostru nu este un instrument precis în lume, deci este, de asemenea, predispus la greșeli. Aceste erori se numesc iluzii optice. Sunt cunoscute un număr foarte mare de ele și nu sunt toate de același tip, la fel ca și motivele apariției lor. Iată două cazuri reale:

Există un munte în California despre care șoferii locali spun că are proprietăți magnetice. Cert este că pe o mică porțiune de drum de 60 m lungime la poalele acestui munte se observă fenomene neobișnuite. Această secțiune este în pantă. Dacă opriți motorul unei mașini care conduce la vale, atunci mașina se rostogolește înapoi, de exemplu. în sus pe versant, parcă s-ar supune „atractiei magnetice” a muntelui. Această proprietate uimitoare a muntelui a fost considerată a fi stabilită atât de sigur, încât în locul corespunzător al drumului există chiar și o tablă cu o descriere a fenomenului.

Au fost, însă, oameni cărora le-a fost îndoielnic că muntele ar putea atrage mașini. Pentru a verifica, am nivelat această porțiune de drum. Rezultatul a fost neașteptat: ceea ce toată lumea credea că este o ascensiune s-a dovedit a fi o coborâre cu o pantă de 2 grade. Acest tip de pantă poate face ca o mașină să se rostogolească fără motor pe o autostradă foarte bună.

Iluzia vederii explică și poveștile călătorilor despre râuri în care apa curge în sus. Iată un extras despre aceasta din cartea unui fiziolog, profesorul Bernstein, „Senzațiile externe”: „În multe cazuri, avem tendința de a face greșeli atunci când judecăm dacă o anumită direcție este orizontală, dacă este înclinată în sus sau în jos. Mergând, de exemplu, pe un drum ușor înclinat și văzând la o oarecare distanță un alt drum care îl întâlnește pe primul, ne imaginăm că ridicarea celui de-al doilea drum este mai abruptă decât este în realitate. Suntem apoi surprinși să vedem că al doilea drum nu este deloc atât de abrupt pe cât ne așteptam.”

Acest lucru se explică prin faptul că luăm drumul pe care mergem ca plan principal, la care raportăm înclinarea altor direcții. Îl identificăm inconștient cu planul orizontal și apoi ne imaginăm în mod natural panta celeilalte căi ca fiind exagerată.

Acest lucru este facilitat de faptul că simțul nostru muscular nu detectează înclinații de 2-3 grade la mers. Pe străzile din Moscova, Kiev și alte orașe deluroase se observă adesea iluzia despre care vorbește savantul - fiziolog. Și mai curioasă este o altă iluzie optică care se întâmplă pe terenuri denivelate: un pârâu ni se pare că curge în sus!

La coborâre de-a lungul unui drum ușor înclinat care trece de-a lungul unui pârâu, care are o cădere și mai mică, adică. curge aproape orizontal, ni se pare că pârâul curge în sus pe versant. În acest caz, considerăm și direcția drumului ca fiind orizontală, deoarece suntem obișnuiți să luăm planul pe care stăm ca bază pentru a judeca înclinația altor planuri.

Prin urmare, pentru ca oamenii să facă mai puține greșeli, având încredere necondiționată în ochii lor, trebuie să țină cont de unele caracteristici ale aparatului lor vizual.

Obiective:

1. Explicați natura iluziilor optice.

2. Explicați din punct de vedere al biologiei, psihologiei și fizicii posibilitatea apariției lor.

3. Clasifică iluziile optice.

4. Arătați utilizarea trăsăturilor imaginației noastre folosind exemplul figurilor imposibile.

Sarcini:

1. Studiați literatura.

2. Stăpânește metodele de analiză și sinteză.

3. Identificați trăsăturile esențiale ale iluziilor luate în considerare.

4. Iluzii de grup cu trăsături esențiale similare.

5. Trageți concluzii.

Noutate științifică:

S-a realizat o clasificare a iluziilor optice.

Capitol eu . Iluziile optice explicate

din punct de vedere al fizicii, biologiei, psihologiei.

1.1. Procesul vizual din punct de vedere biologic.

Ochiul uman este un dispozitiv optic complex, cu ajutorul căruia o persoană percepe 90% din viața din jurul nostru. Astronomul și fizicianul Johannes Kepler în secolul al XIX-lea a examinat structura ochiului din punctul de vedere al opticii. El a arătat că în fundul ochiului se formează o imagine a obiectelor din jur. Conform legilor opticii, o astfel de imagine trebuie inversată. De aceea un nou-născut vede lumea pe dos. Dar treptat creierul începe să răstoarne imaginea și se obișnuiește cu ea. Este interesant că, dacă o persoană continuă să poarte ochelari care inversează imaginea pentru o perioadă lungă de timp, creierul îl va pune din nou „pe picioare”. Dar oamenii nu au creat o lentilă asemănătoare cu cea a ochiului până astăzi. La urma urmei, se poate, devenind fie mai convex, fie mai puțin „concentrându-se” asupra obiectelor apropiate și îndepărtate. Dar, dacă acest mecanism este perturbat, atunci persoana dezvoltă fie hipermetropie, fie miopie, așa că în acest caz trebuie să poarte ochelari.

Fundul, pe care cade imaginea și se formează într-o formă redusă, transmite imaginea către retină, care o percepe. Între cristalin și retină se află un corp vitros transparent, asemănător jeleului. Datorită faptului că în interiorul retinei există violet vizual, care se estompează atunci când este expus la lumină, îl putem percepe. Retina este formată din celule numite baghete și conuri. Datorită tijelor, percepem o imagine alb-negru. Conurile disting culoarea: unele sunt albastre, altele sunt verzi, iar altele sunt roșii. Toate celelalte culori sunt amestecate pentru ochiul uman.

1.2. Psihologia vederii.

În același timp, se știe că imaginea, după ce a intrat în ochii noștri și ajungând la retină prin canale speciale ale creierului, intră în creier, unde se formează. În acest caz, impulsurile sistemului vizual nu sunt diferite de impulsurile celulelor nervoase ale pielii nasului și urechii. Creierul le percepe mesajele ca imagini vizuale doar pentru că știe de unde provin. Acolo persoana prezintă imaginea. Dar de ce este creierul capabil să-și imagineze o imagine. Psihologia a studiat recent această problemă.

Creierul uman, pe lângă percepție, gândire, memorie și o serie de alte procese mentale, are o formă specială de psihic, care este unică pentru oameni - imaginația.

Caracterul ideal și misterios al psihicului nu se manifestă în altceva decât în imaginație. Se poate presupune că imaginația, dorința de a înțelege și explica, a atras atenția asupra fenomenelor psihice din cele mai vechi timpuri, a susținut-o și continuă să o stimuleze în zilele noastre. În ceea ce privește misterul acestui fenomen, el constă în faptul că până acum nu știm aproape nimic despre mecanismul imaginației, inclusiv despre baza sa anatomică și fiziologică. Chiar și în ce parte a creierului este localizată imaginația nu este cunoscută de știință.

Datorită imaginației, o persoană își creează, își planifică și își gestionează în mod inteligent activitățile. Aproape toată cultura umană materială și spirituală este un produs al imaginației și creativității oamenilor și știm deja destul de bine ce semnificație are această cultură pentru dezvoltarea mentală și îmbunătățirea speciei „homosapiens”. Imaginația duce o persoană dincolo de limitele existenței sale de moment, îi amintește de trecut, dezvăluind viitorul. Deținând o imaginație bogată, o persoană poate „trăi” în vremuri diferite, pe care nicio altă creatură vie din lume nu și le poate permite. Trecutul este înregistrat în imagini de memorie, înviat arbitrar printr-un efort de voință, viitorul este prezentat în vise și fantezii.

Imaginația ajută o persoană în multe feluri în acele cazuri de viață în care acțiunile practice sunt fie imposibile, fie dificile, fie pur și simplu impracticabile (inutile).

Imaginația diferă de percepție prin faptul că imaginile ei nu corespund întotdeauna realității, ele conțin elemente de fantezie și ficțiune. Dacă imaginația atrage în conștiință astfel de imagini încât nimic sau puțin nu corespunde în realitate, atunci se numește fantezie.

1.3. Evaluarea fizică a mediului.

Fizica, la rândul ei, este o știință exactă, prin urmare, pentru a nu intra în polemici - fantezia este mai importantă și necesară sau realitatea, să spunem că și realitatea joacă un rol important. O persoană vede totul în jurul său într-o dimensiune redusă, percepe doar razele soarelui. Din biologie se știe că ochiul este un organ de precizie imperfectă. Ochiul este influențat de mușchi de diferite forțe, retina ochiului are o oarecare curbură, ambii ochi sunt poziționați orizontal, au pete oarbe și, în general: zona de vedere binoculară a unei persoane este mică și vede doar în fața lui, în timp ce o muscă cu fațetele ei cu ochii ei este capabilă să vadă din spate și să perceapă mai mult de 300 de imagini pe secundă!

Prin urmare, a avea încredere în această versiune a evaluării subiective ca „prin ochi”, în special în fizică, nu este justificată. În consecință, percepem ce este de fapt cu distorsiunile.

Capitol II . Caracteristicile imaginației umane.

2.1. Imaginație și realitate

Imaginația poate fi de patru tipuri principale: activă, pasivă, productivă și reproductivă. Când se confruntă cu iluzii optice, oamenii fără voință își înșală mintea, de cele mai multe ori fără să observe acest lucru și doar apelând la ajutorul instrumentelor de măsură, descoperă discrepanța. Cu ceva timp în urmă ați putut verifica acest lucru. Priviți figura 1: există două bețe perpendiculare unul pe celălalt care se intersectează.

Sunt egale, dar se pare că cea verticală este vizibil mai lungă decât cea orizontală. Când observatorii au fost rugați să deseneze bețe care erau de fapt egale, rezultatele au diferit cu 33% de dimensiunile lor reale! Imaginile imaginației pasive apar împotriva voinței și dorinței unei persoane. Dar nicio imaginație nu este capabilă să inventeze ceva ce nu ar fi cunoscut unei persoane, prin urmare: o persoană va descrie în mod deliberat aceste bețe cu o discrepanță de 33%, deoarece este încrezător în dreptatea sa și, chiar dacă a aflat despre greșeală, el va continua să o facă în viitor, deoarece în această formă vor fi egali pentru el, în plus, acesta este un obicei înrădăcinat, de care este aproape imposibil de scăpat.

După cum a fost scris mai sus, o persoană este capabilă să o creeze datorită imaginației. Dar, cel mai adesea, impulsul procesului creativ este de tipul de imaginație activ (efort de voință), productiv (proiectare conștientă fără a reproduce ceea ce a fost creat înainte...) și reproductiv (copiere).

Mult mai rar, un astfel de impuls vine din imaginația pasivă. Deși din exemplul poeziei se știe cum autorul compune involuntar poezie, în același timp se străduiește să găsească ocazia de a scrie o nouă rimă pentru a nu o pierde. Ei spun: inspirația a apărut. În plus, procesul creativ, începând, de regulă, cu un efort volitiv, adică. din actul imaginației, captează treptat autorul atât de mult încât imaginația devine spontană, iar el nu mai este cel care creează imaginile, ci imaginile îl dețin și îl controlează pe artist, iar el se supune logicii lor.

2.2. Cifrele imposibile sunt o caracteristică a imaginației.

Prin urmare, a fost scopul de a vorbi mai detaliat despre un tip special de iluzii și desene: figuri și obiecte imposibile. Prima figură imposibilă a fost creată în 1934 de artistul suedez Oskar Reutersvärd, înfățișând nouă cuburi într-o ordine specială (Fig. 2).

Peru Reutersvärd deține sute de variante. Trei dintre ele, inclusiv cuburile, au fost reproduse pe o serie de mărci poștale emise în Suedia în 1982.

Dar poate cea mai faimoasă dintre figurile imposibile este triunghiul Penrose, (Fig. 3) publicat în 1958 în British Psychological Journal de L. și R. Penrose.

Au fost bazate pe desenul lui Reutherswerd. Aruncând o privire mai atentă la triunghi, vedem că toate cele trei colțuri ale acestui cadru sunt drepte, deși este clar că acest lucru nu poate fi. Aici regulile de înfățișare a obiectelor pe o coală plată de hârtie pe care le-am învățat încă din copilărie intră în conflict între ele.

Adăugând în continuare combustibil la focul conflictului dintre imaginație și bunul simț este un desen care arată cum să faci un triunghi Penrose (Fig. 4).

După cum puteți vedea, tot ce aveți nevoie pentru asta sunt trei cuburi de lemn și trei blocuri conectate cu bețe, așa cum se arată aici, sau cu lipici - și gata!

În ciuda simplității acestui triunghi, este posibil să desenezi o figură imposibilă din mai puține elemente. Fiți atenți la acest exemplu de două bare (Fig. 5): în dreapta se întind una peste alta, iar în stânga se află una lângă alta.

După ce ați înțeles principiul desenării unor figuri simple imposibile, puteți desena altele mai complexe. Acordați atenție acestui trapez (Fig. 6) - principiul desenului este că unghiurile sale, dacă vă uitați atent la ele, sunt de fapt drepte, similare cu unghiurile din imposibilul triunghi Penrose.

Și acest cub (Fig. 7) este remarcabil prin faptul că, dacă ne amintim definiția sa din geometrie - toate fețele sunt egale între ele, acesta nu este deloc un cub, deși cele trei fețe din mijloc care formează icoana Mercedes inversată sunt egale. , dar restul vizibil la noi șase laturi, nu. Iată o explicație a imposibilității sale.

Există figuri cunoscute în care un element sau decalajul dintre elemente dispare. Sunt aproape în principiu de desenele „un pătrat și jumătate”. Încercați să numărați numărul de bare din această imagine 8.

Este greșit să presupunem că „imposibilitatea” este domeniul numai al figurilor geometrice. Astfel de efecte au fost și continuă să fie folosite de artiștii suprarealismului, futurismului și a altor mișcări ale picturii.

Iată un produs al imaginației unui anumit artist (Fig. 9). Acesta este un diapazon imposibil, din care emană o umbră complet normală, din care emană unde sonore complet normale.

După cum știți, un tub telescopic mai mic, așa-numitul găsitor, este adesea atașat la un telescop, ceea ce vă permite să îndreptați mai mult sau mai puțin cu precizie telescopul principal spre partea de cer pe care vrem să o vedem. Apoi câte telescoape suplimentare sunt atașate acestui telescop (Fig. 10).

Și, dacă le găsești, unde este, de fapt, conducta principală!?

Furca Diavolului (Fig. 11) a fost numită astfel de unul dintre cei care au văzut „fenomenul” transformării dintr-un patrulater cu două paralelipipede dreptunghiulare extinzându-se într-o furcă cu trei pini cu capete cilindrice.

Dar, de fapt, principiul furculiței Diavolului este foarte simplu - elementar. După cum știți, o parte a unui patrulater dreptunghiular are doar trei fețe vizibile din lateral, dar un cilindru, văzut din lateral, are două linii de completare, prin urmare - trei plus trei și împărțit în doi - trei cilindri.

Pe baza principiului „Devil’s Fork”, sunt desenate multe imagini pe alte subiecte și subiecte. De exemplu, în această imagine (Fig. 12) trei bărbați din stânga poartă trei țevi, iar doi din dreapta îi ajută să transporte două... bare.

Și în această imagine (Fig. 13) sunt folosite proprietățile umbrei și, desigur, efectul dispariției elementului.

Capitol III . Iluzii optice.

3.1. Iluziile optice sunt parte integrantă a vieții umane

O serie de caracteristici foarte importante ale vederii umane ne-au permis să creăm imagini într-un plan și să le percepem în volum. Dar aceasta este o iluzie optică. Am percepe amestecul de culori pe pânză ca pete, iar pictura ar fi pentru noi o mulțime de pete pe hârtie. Prin urmare, ceea ce vedem în imagine este doar o iluzie a vieții de zi cu zi.

3.2. Istoria descoperirilor.

Prima cercetare în domeniul iluziilor geometrice optice a fost făcută de fizicianul Oppel. Apoi au existat peste 200 de lucrări științifice pe această temă, în care toți autorii au încercat să-și găsească propria explicație pentru această problemă. Fiecare om de știință își caută de multă vreme propria teorie pe acest subiect, totuși, aparent, nimeni nu a bănuit că aceste iluzii sunt mai probabil să fie regula decât excepția și că aceste trăsături ale vederii și percepției își lasă amprenta asupra întreaga noastră viață de zi cu zi, și nu doar pe fotografii individuale. Grecii antici erau foarte familiarizați cu particularitățile viziunii - distanța dintre coloanele Partenonului era diferită, dar publicul le-a perceput ca fiind aceleași - o iluzie. Dar un arhitect, mai apropiat de vremea noastră, a proiectat clădirea cu foarte mare precizie, iar când a fost construită, s-a dovedit că, dacă este privită din față, linia acoperișului era concavă dacă este privită din lateral, apoi spre interior. Toate distanțele au fost măsurate clar, dar nu au fost găsite inexactități - o caracteristică a vederii umane. iluzie. Ca unul dintre obiectivele acestei lucrări științifice, am încercat să clasificăm cele mai cunoscute iluzii geometrice optice și să explicăm posibilitatea apariției unora dintre ele.

3.3. Clasificarea iluziilor optice.

3.3.1. Iluzia intersecției.

Să ne întoarcem din nou la imagine, care prezintă linii orizontale și verticale (Fig. 1). După cum s-a notat, linia orizontală pare mult mai scurtă decât cea verticală, dacă nu apelezi la ajutorul instrumentelor de măsură. Unul dintre motivele acestei erori este linia verticală care se intersectează. Motivul greșelii noastre este că o persoană are vedere binoculară - mijlocul imaginii de ansamblu percepută de ochi; Pe măsură ce te îndepărtezi de mijlocul privirii, vederea încetează să fie la fel de clară ca în raza binoculară. Prin urmare, privirea unei persoane este „nituită” la linia de intersectare, iar ceea ce este la stânga și la dreapta cade dincolo de raza celei mai clare vederi. Linia orizontală este împărțită în două, motiv pentru care pare mai mică, căzând în flancurile slabe ale imaginii.

Ca urmare, se obțin erori foarte mari, dar există o singură consolare - ele apar numai atunci când experimentatorul se mulțumește doar cu o estimare cu ochii, fără a apela la ajutorul unei rigle de scară.

3.3.2. Iluzia „continuare-pauză”.

Fig.14

Iluzia pe care o observați acum (Fig. 14) este cunoscută de mai bine de o sută de ani. Săgețile sunt trase la capetele a două linii de lungime egală, către unul - divergent în direcții diferite, spre celălalt - convergând unul către celălalt. Linia din dreapta pare mai scurtă decât cea din stânga. Această iluzie se manifestă cel mai clar dacă săgețile se împart exact în jumătate, dar cea de jos pare mult mai lungă decât cea de sus. După ce observatorul a tras linii „cu adevărat egale”, discrepanța cu realitatea a fost de 33%. Chestia este că săgețile direcționale servesc într-un caz ca o prelungire falsă, iar în altul ca o scurtare. Săgețile îndreptate unele spre altele sunt o „continuare” a liniei verticale, iar săgețile care merg în direcții diferite, dimpotrivă, sunt „limitatoare” de lungime.

3.3.3. Iluzia curburii.

Odată cu curbura liniilor drepte, există multe tipuri diferite de iluzii. În această imagine (Fig. 15), din cauza fundalului, se pare că aceste linii nu sunt deloc linii paralele, ci arce.

Fig.15

În acest caz, distorsiunea vizuală este asociată în primul rând cu fundalul. Cert este că, dacă observi, nu sunt două linii care ies în prim-plan, ci o pată cu raze care emană din el. Punctul „înlănțuiește” vederea binoculară și două linii se extind dincolo de ea. Ochii au o altă proprietate foarte interesantă: liniile drepte sub variația de culori devin arcuite. Atenție la această imagine: arată o linie dreaptă prin fiecare curbă verticală, dar sub influența zigzagurilor alb-negru și a alternanței curbelor și liniilor drepte, se pare că aici nu este nimic drept.

Se știe că culorile alb-negru pot provoca multe iluzii la o persoană - așa funcționează retina. Prin urmare, există multe moduri de a te juca cu deficiențe de vedere. În această imagine (Fig. 16), impresia de linii orizontale curbe este creată deoarece pătratele alb și negru sunt deplasate unul față de celălalt.

De fapt, liniile orizontale sunt paralele.

3.3.4. Iradierea.

Se știe de mai bine de un secol că pe retina ochiului apare o imagine, constând din zone luminoase și întunecate, lumina din zonele puternic luminate pare să curgă în zone întunecate. Aceasta se numește iradiere. Acest efect de contrast poate fi observat în această Figura 17.

La intersecția liniilor albe, între pătratele negre, se formează așa-numitele sclipiri de culoare gri.

Obiectele întunecate apar întotdeauna mai mici decât obiectele luminoase de aceeași dimensiune. Dacă luăm în considerare simultan un cerc negru și un cerc alb de aceeași dimensiune pe un fundal deschis, atunci aria cercului ni se va părea a fi cu 20% mai mare decât aria cercului.

Oamenii par mai slabi in haine inchise la culoare decat in cele deschise. Soarele la apus formează o „crestătură” în linia orizontului.

Iradierea depinde doar de imperfecțiunea aparatului nostru vizual.

3.3.5. Presiunea externă asupra dimensiunii unui obiect.

Creierul uman are o proprietate uimitoare de comparație. Deci, vorbind despre dimensiunea unui elefant, îl comparăm mental cu alte obiecte și ni se pare gigantic. Dar puțini oameni au văzut o balenă albastră de dimensiune completă. Dar, dacă compari o balenă albastră cu un elefant, atunci elefantul va părea ochiului a fi de mărimea unui câine. Aceasta explică un alt tip de iluzie vizuală.

Priviți aceste cercuri (Fig. 19). Puteți vedea clar că cercul din dreapta este vizibil mai mic decât cel din stânga, dar în realitate nu este cazul.

Ambele căni au aceeași dimensiune. Iar motivul acestei iluzii este aceeași comparație. Obiectul din stânga este înconjurat de cercuri cu un diametru mai mare decât cel din stânga, iar asta dă impresia că cercul din dreapta este mai mare. În viața reală, un profesor de grădiniță i se pare un uriaș pentru un copil, dar copiii cresc și atunci când copilul ajunge la aceeași înălțime cu profesorul, nu i se va mai părea așa.

Triunghiul (Fig. 20) din acest paralelogram are laturile AB și AC egale, deși sub influența obiectelor externe se pare că AB este mai lung.

Concluzie.

În această lucrare, trăsăturile aparatului vizual, datorită cărora apar iluzii optice, au fost examinate și studiate din punct de vedere al fizicii, biologiei și psihologiei. Articole pe această temă au fost găsite și citite. Lucrarea a încercat să clasifice iluziile optice în mai multe tipuri principale. S-a constatat că cauza apariției lor nu este doar caracteristicile ochiului, ci și creierul. Prin urmare, această problemă nu poate fi studiată unilateral, folosind doar fizica.

Aș vrea să vă reamintesc încă o dată: distorsiunile vizuale despre care s-a scris mai sus sunt inerente fiecăruia dintre noi. Prin urmare, greșelile asociate acestora sunt comune atât simplilor muritori, cât și artiștilor profesioniști, arhitecților și mulți alții. Amintiți-vă: evaluările noastre vizuale ale mărimilor geometrice depind direct atât de parametrii fizici, cât și de caracteristicile psihologice.

Chiar și în cele mai serioase lucrări și proiecte științifice, este posibil să faci o greșeală care poate duce la consecințe îngrozitoare, folosind chiar și o cantitate mică de ochi.

Literatura stiintifica.

1. Aksenova M., Izmailova S. Enciclopedia pentru copii. Biologia volumului. M.,

„Avanta+” 1994. p.29.

2. Perelman Ya.I. Mecanica interesanta. 1979, p.123.

3. Perelman Ya.I. Fizica distractivă. M. 1981, p.73.

4. Ivanov P.S. Revista „Știință și viață”. M. 1989, nr. 4, p. 116.

5. Traitaka D.I. Biologie. Materiale de referinta. M., „Iluminismul” 1994,

6. Russell K., Carter F. Îmbunătățiți-vă inteligența. Minsk, „Medley” 1996, p.45.

1. Introducere 1

2. Conceptul de iluzie optică 4

3. Tipuri de iluzii 5

4.Istoria descoperirilor 11

5. Concluzie 12

6. Literatură 13

INTRODUCERE În prezent, în ciuda dezvoltării științei și tehnologiei, oamenii continuă să-și folosească evaluările subiective în toate domeniile. Desigur, dacă acest lucru se referă la științe non-matematice, atunci nu este nimic în neregulă cu asta, dar când vine vorba de estimări, dacă se comite o eroare, se poate întâmpla ceva ireparabil, atunci ar trebui să uiți de intuiție și să folosești instrumente de măsură. Acest lucru se aplică cu siguranță așa-numitei evaluări „pe ochi”. Expresia „iluzie optică” este foarte comună. Din păcate, ochiul nostru nu este un instrument precis în lume, deci este, de asemenea, predispus la greșeli. Aceste erori se numesc iluzii optice. Sunt cunoscute un număr foarte mare de ele și nu sunt toate de același tip, la fel ca și motivele apariției lor. Iată două cazuri reale: există un munte în California despre care șoferii locali spun că are proprietăți magnetice. Cert este că pe o mică porțiune de drum de 60 m lungime la poalele acestui munte se observă fenomene neobișnuite. Această secțiune este în pantă. Dacă opriți motorul unei mașini care conduce la vale, atunci mașina se rostogolește înapoi, de exemplu. în sus pe versant, parcă s-ar supune „atractiei magnetice” a muntelui. Această proprietate uimitoare a muntelui a fost considerată a fi stabilită atât de sigur, încât în locul corespunzător al drumului există chiar și o tablă cu o descriere a fenomenului. Au fost, însă, oameni cărora le-a fost îndoielnic că muntele ar putea atrage mașini. Pentru a verifica, am nivelat această porțiune de drum. Rezultatul a fost neașteptat: ceea ce toată lumea credea că este o ascensiune s-a dovedit a fi o coborâre cu o pantă de 2 grade. Acest tip de pantă poate face ca o mașină să se rostogolească fără motor pe o autostradă foarte bună. Iluzia vederii explică și poveștile călătorilor despre râuri în care apa curge în sus. Iată un extras despre aceasta din cartea unui fiziolog, profesorul Bernstein, „Senzațiile externe”: „În multe cazuri, avem tendința de a face greșeli atunci când judecăm dacă o anumită direcție este orizontală, dacă este înclinată în sus sau în jos. Mergând, de exemplu, pe un drum ușor înclinat și văzând la o oarecare distanță un alt drum care îl întâlnește pe primul, ne imaginăm că ridicarea celui de-al doilea drum este mai abruptă decât este în realitate. Suntem apoi surprinși să vedem că al doilea drum nu este deloc atât de abrupt pe cât ne așteptam.” Acest lucru se explică prin faptul că luăm drumul pe care mergem ca plan principal, la care raportăm înclinarea altor direcții. Îl identificăm inconștient cu planul orizontal și apoi ne imaginăm în mod natural panta celeilalte căi ca fiind exagerată. Acest lucru este facilitat de faptul că simțul nostru muscular nu detectează înclinații de 2-3 grade la mers. Pe străzile din Moscova, Kiev și alte orașe deluroase se observă adesea iluzia despre care vorbește savantul - fiziolog. Și mai curioasă este o altă iluzie optică care se întâmplă pe terenuri denivelate: un pârâu ni se pare că curge în sus! La coborâre de-a lungul unui drum ușor înclinat care trece de-a lungul unui pârâu, care are o cădere și mai mică, adică. curge aproape orizontal, ni se pare că pârâul curge în sus pe versant. În acest caz, considerăm și direcția drumului ca fiind orizontală, deoarece suntem obișnuiți să luăm planul pe care stăm ca bază pentru a judeca înclinația altor planuri. Prin urmare, pentru ca oamenii să facă mai puține greșeli, având încredere necondiționată în ochii lor, trebuie să țină cont de unele caracteristici ale aparatului lor vizual.

CONCEPTUL DE ILUZIE OPTICĂ

O iluzie optică este o reprezentare a unui fenomen sau obiect vizibil care nu corespunde realității datorită caracteristicilor structurale ale aparatului nostru vizual. Mai simplu spus, este o denaturare a realității. (Este important de reținut că acest lucru nu se referă la inconsecvențe care sunt asociate cu deficiențe vizuale individuale, cum ar fi daltonismul.)

De ce apar iluziile optice? Aparatul vizual uman este un sistem complex cu o limită de funcționalitate bine definită. Include: ochii, celulele nervoase prin care semnalul este transmis de la ochi la creier și partea creierului responsabilă de percepția vizuală. În acest sens, există trei cauze principale ale iluziei:

1) ochii noștri percep lumina care vine de la un obiect în așa fel încât informațiile eronate ajung la creier;

2) când transmiterea semnalelor informaționale de-a lungul nervilor este întreruptă, apar eșecuri, ceea ce duce din nou la percepție eronată;

3) creierul nu răspunde întotdeauna corect la semnalele care vin de la ochi.

Adesea iluziile optice apar din două motive simultan: sunt rezultatul muncii specifice a ochiului și conversia eronată a semnalului de către creier.

După origine, iluziile optice sunt împărțite în trei tipuri:

natural, sau creat de natură (de exemplu, miraj);

artificial, sau inventat de om (de exemplu, trucul „levitației” sau, după cum spun oamenii, „doamna zburătoare”;

mixte, adică iluzii naturale recreate de oameni (de exemplu, imagini iluzorii cunoscute, un model de miraj).

Există o diferență semnificativă între iluziile naturale și cele artificiale. Dacă o iluzie este inventată de o persoană, atunci ea are în mod necesar un secret constructiv și, după ce l-a comunicat observatorului, își pierde mult din mister. Iluziile naturale și mixte nu schimbă puterea impactului lor, indiferent dacă observatorul le cunoaște sau nu secretul.

Trebuie remarcat faptul că iluziile optice nu se nasc neapărat ca urmare a jocului de lumini și umbre. Astfel, iluzia deja menționată „doamnă zburătoare” se bazează pe un design mecanic inteligent.

TIPURI DE ILUZII

Iluzii vizuale

Iluziile optice sau Algebra imposibilului.

Se știe că viziunea noastră este imperfectă și uneori vedem ceva care nu este ceea ce există de fapt. Dar faptul că marea majoritate a oamenilor primesc uneori aceleași impresii vizuale eronate vorbește despre obiectivitatea viziunii noastre și despre faptul că aceasta, completată de gândire și practică, ne oferă informații relativ exacte despre obiectele din lumea exterioară. Pe de altă parte, faptul că diferiți oameni în procesul de percepție vizuală au abilități diferite de a greși și uneori văd în obiecte ceva ce alții nu observă, vorbește despre subiectivitatea senzațiilor noastre vizuale și despre relativitatea lor.

Vorbind în general despre cauzele iluziilor vizuale (erori, înșelăciuni), este necesar, în primul rând, să subliniem că, uneori, ele apar ca urmare a unor condiții speciale de observare create special, de exemplu: observarea cu un singur ochi, observarea cu fixarea axele ochilor, observarea printr-o fantă etc. .P. Astfel de iluzii dispar atunci când condițiile neobișnuite de vizualizare sunt eliminate.

În al doilea rând, majoritatea covârșitoare a iluziilor vizuale apar nu din cauza perfecțiunii optice a ochiului, ci din cauza unei judecăți false cu privire la ceea ce este vizibil, așa că putem presupune că aici apare înșelăciunea atunci când înțelegem imaginea vizuală. Astfel de iluzii dispar la schimbarea condițiilor de observare, atunci când se efectuează măsurători comparative simple și când anumiți factori care interferează cu percepția corectă sunt eliminați.

În sfârșit, se cunosc o serie de iluzii care sunt cauzate de imperfecțiunea optică a ochiului și de unele proprietăți deosebite ale diverșilor analizatori implicați în procesul vizual (retină, reflexe nervoase).

Iluziile vizuale nu includ trucuri optice și fantome misterioase create cu ajutorul oglinzilor, dispozitivelor de proiecție și altor dispozitive tehnice, precum și fenomene optice interesante observate uneori în natură (miraje, aurora boreală). Apariția acestuia din urmă se datorează proprietăților optice ale atmosferei terestre. În toate aceste cazuri, ochiul nostru se înșală pentru că este înșelat în mod deliberat fie cu ajutorul unor dispozitive tehnice, fie din cauza stării speciale a Mediului dintre ochi și obiectul de observație. De asemenea, iluziile vizuale pe care unii oameni le experimentează în amurg și întuneric, atunci când iluminarea insuficientă complică munca ochilor și creează o dispoziție specială și distorsiuni ale senzațiilor ca urmare a miopiei, hipermetropiei, daltonismului și a altor defecte ale aparatului vizual care sunt nu sunt tipice pentru majoritatea oamenilor, nu sunt iluzii de percepție.

Iluzii asociate cu caracteristicile structurale ale ochiului

Punct orb. Prezența unui punct orb pe retina ochiului a fost descoperită pentru prima dată în 1668 de celebrul fizician francez E. Marriott. Faptul este că retina ochiului în locul în care nervul optic intră în ochi nu are terminații ale fibrelor nervoase sensibile la lumină. Prin urmare, imaginile obiectelor care cad pe acest loc al retinei nu sunt transmise la creier și, prin urmare, nu sunt percepute. Un punct mort, s-ar părea, ar trebui să ne împiedice să vedem întregul obiect, dar în condiții normale nu observăm acest lucru. În primul rând, pentru că imaginile obiectelor care cad pe unghiul orb dintr-un ochi nu sunt proiectate pe unghiul orb din celălalt; în al doilea rând, deoarece părțile care căderea unui obiect sunt înlocuite involuntar de imagini ale părților învecinate sau de fundalul care înconjoară acest obiect (în figură, figura care dispare este înlocuită cu un fundal alb).

Iradierea. Fenomenul de iradiere (în latină - radiații neregulate) este că obiectele luminoase pe un fundal întunecat par a fi mai mari decât dimensiunea lor reală și par să capteze o parte din fundalul întunecat. Când privim o suprafață deschisă pe un fundal întunecat, din cauza imperfecțiunii lentilei, limitele acestei suprafețe par să se extindă, iar această suprafață ni se pare mai mare decât dimensiunile ei geometrice adevărate. În imagine, datorită luminozității culorilor, pătratul alb apare mult mai mare în raport cu pătratul negru pe fundal alb.

Iluzii când un obiect se mișcă

Atunci când obiectul de observație se mișcă, se întâlnesc și o serie de iluzii vizuale, care sunt cauzate de anumite proprietăți ale aparatului nostru vizual. De exemplu, dacă un cerc cu un sector colorat este rotit, atunci întregul cerc ne apare colorat. Acest lucru poate fi explicat prin capacitatea ochiului nostru de a păstra o impresie vizuală pentru o fracțiune de secundă, deși obiectul vizibil a dispărut deja din vedere.

Există o iluzie care poate fi numită spirala Platoului sau, mai simplu, efectul de spinning top. Dacă discul cu spirala (sus) este rotit în sensul acelor de ceasornic, atunci după fixarea pe termen lung cu ochiul avem impresia că toate ramurile spiralei sunt trase spre centru; când spirala se rotește în sens opus, vedem divergența spiralelor în sens opus de la centru spre periferie. Dacă, după ce ne uităm îndelung la o spirală în mișcare, ne uităm la obiecte staționare, le vom vedea mișcându-se în direcția opusă. Deci, de exemplu, dacă după o perioadă lungă de observare a terenului de la fereastra unui tren în mișcare sau a apei de la fereastra unui vas cu aburi în mișcare, ne îndreptăm privirea către obiecte staționare din interiorul trenului sau al navei cu aburi, atunci se va părea că ne spune că se mișcă și ei, dar în sens invers. Aceste iluzii implică imagini în mișcare secvențiale.

Cinematograful se bazează pe capacitatea ochiului nostru de a „vedea” în 0,1 secunde ceea ce a dispărut deja: la schimbarea a 24 de cadre pe secundă și când fereastra proiectorului este blocată în momentul schimbării cadrului cu un ecran special (obturator), sistemul nostru ochiul nu observă această schimbare și nu percepe mișcarea benzii, ci mișcarea mai lentă a figurilor proiectate pe ecran. Televiziunea folosește și legea impresiei vizuale. În acest caz, pe ecranul luminescent al tubului catodic al receptorului, fasciculul de electroni, la o viteză foarte mare, pare să „deseneze” o imagine a imaginii pe care o vedem, deplasându-se de-a lungul liniilor orizontale și deplasându-se vertical de la linie la alta. linia. Datorită vitezei mari a fasciculului de electroni care se deplasează din partea de sus a ecranului în linii până la marginea sa inferioară, nu observăm această mișcare, ci percepem imaginea ca un întreg.

Iluzii ale vederii culorilor

Cea mai importantă proprietate a ochiului nostru este capacitatea de a distinge culorile. Unul dintre fenomene - fenomenul unei schimbări a maximului de vizibilitate relativă în timpul trecerii de la lumina de zi la viziunea crepusculară - este acela că, la vederea crepusculară (la niveluri de lumină scăzute), nu numai că sensibilitatea ochiului la percepție scade în general, dar și că în aceste condiții ochiul are o sensibilitate scăzută la culorile părții cu lungime de undă lungă a spectrului vizibil (roșu, portocaliu), dar are o sensibilitate crescută la culorile părții cu lungime de undă scurtă a spectrului (albastru, violet). ). Macul roșu și floarea de colț din imagine la lumina zilei apar aproape unul de celălalt în luminozitate. La amurg, macul apare complet întunecat, iar floarea de colț pare mai deschisă.

Uneori, când ne uităm la obiecte colorate, întâlnim și erori vizuale sau iluzii. În primul rând, uneori judecăm greșit saturația culorii după luminozitatea fundalului sau culoarea obiectelor din jurul acestuia. În acest caz, se aplică și legile contrastului luminozității: culoarea se luminează pe un fundal întunecat și se întunecă pe alb. În al doilea rând, există conceptul de contraste de culoare reale, când culoarea obiectului pe care îl observăm se modifică în funcție de fundalul pe care îl observăm. Întâlnim iluzii de acest fel la următoarele tipuri. Cercul negru din imagine pare ușor roșcat pe un fundal verde când acoperim imaginea cu hârtie subțire transparentă, culoarea roșie iluzorie devine și mai vizibilă (claritatea marginilor este ștearsă și diferența de luminozitate a câmpului și a fundalului; este redusă, sporind astfel efectul). La fel, un cerc negru pe fond roșu va apărea verzui, pe un fond violet-albastru va apărea galben-verzui, iar pe un fundal albastru va apărea aramiu.

Un alt tip de iluzie de culoare este în cazul în care unele culori sunt percepute ca „proeminente”, iar altele ca „în retragere”. Acest fapt este clar ilustrat de figura următoare. Privind figura din stânga, avem tendința de a crede că este o piramidă trunchiată cu vârful îndreptat spre noi. Dar în stânga ne-am imagina mai degrabă un tunel cu o gaură de ieșire în depărtare. Culorile „proeminente” par de obicei să fie culori roșu-portocaliu-galben (sau „cald”), iar culorile „retrocedătoare” par de obicei să fie culori verde-albastru (sau „rece”).

Iluzii de percepție a mărimii

Chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii erau confuzi de faptul că luna și soarele apăreau mai mari la orizont decât atunci când erau sus pe cer. Această iluzie optică se numește iluzia lunii. Întregul efect este că prezența pământului dă impresia că luna la orizont este mai departe decât luna la zenit, deoarece spațiul umplut dintre observator și orizont dă impresia de întindere mai mare decât spațiul neocupat dintre observatorul și cerul de deasupra. Prin urmare, ni se pare că luna de la orizont pare mai mare decât luna în creștere.

Suntem în general obișnuiți cu faptul că toate obiectele care se retrag spre orizont sunt reduse în dimensiunile lor liniare pe retină: oameni, trenuri, nori, avioane... „Dacă am vedea un avion ridicându-se deasupra orizontului în spatele unui sat îndepărtat, aceeași dimensiune cu care o vedem deasupra capului, ar fi părut mai mare decât satul în sine și ar fi prezentat probabil o priveliște terifiantă”, scrie celebrul fizician englez William Bragg în cartea sa „The World of Light”. La fel este și luna: apropiindu-se de orizont, ar trebui să scadă în dimensiune, așa cum o cere în mod imperios experiența. Și deoarece „aproape de orizont” înseamnă pentru „concluziile noastre inconștiente” că luna a devenit mai departe decât atunci când era deasupra capului, trebuie făcut ceva cu faptul că constanța unghiulară a dimensiunii unghiulare a discului. Deci din punct de vedere psihologic se dovedește că discul a devenit mai mare. Altfel, îndepărtându-se, nu ar putea rămâne cu aceeași dimensiune unghiulară. Și vedem luna uriașă!

Iluzii de portret

Mulți au văzut portretele așa-zise misterioase, parcă vii, care ne privesc mereu, urmărindu-ne mișcările și întorcându-și ochii spre locul în care ne mișcăm. Acest lucru se explică prin faptul că pupilele ochilor din portret sunt plasate în mijlocul secțiunii ochiului. Exact așa vedem noi ochii care se uită la noi, dar când ochii privesc în lateral, pe lângă noi, pupila și întreg irisul ni se par a fi nu în mijlocul ochiului, ci deplasate în lateral. Când ne îndepărtăm de portret, pupilele, desigur, nu își schimbă poziția - rămân în mijlocul ochilor și, din moment ce continuăm să vedem întreaga față în aceeași poziție în raport cu noi, se pare că ne că portretul a întors capul și ne privește .

ISTORIA DESCOPERITĂRILOR

CONCLUZIE

90% din informații intră în creier prin ochii noștri. Chiar dacă o persoană trăiește fără ochelari de culoare trandafir, nu va putea întotdeauna să evalueze în mod realist situația pe care o vede. Așa funcționează ochiul nostru. Cunoscând caracteristicile vederii, o persoană poate analiza imaginea rezultată, poate înțelege când ochii îl înșală și când imaginea este complet reală.

O astfel de cunoaștere poate face viața mult mai ușoară, eliminând necazurile asociate iluziilor vizuale. Ele vă vor ajuta să înțelegeți mai bine unele fenomene naturale și structura unor obiecte (semafoare).

Nu uitați că iluziile optice ne însoțesc de-a lungul vieții. Prin urmare, cunoașterea principalelor lor tipuri, cauze și consecințe posibile este necesară pentru fiecare persoană.

LITERATURĂ

1. Wikipedia

2. Manual de fizică, clasa a 11-a. Editura Iluminismului.

Iluzii optice

Sau o iluzie optică

Efectuat:

elev de clasa a IX-a

Rakhmanova Zina Andreevna

Introducere________________________________________________________________ 3

Unele tipuri de iluzii optice______________________________ _ 4-10

Studii experimentale ale percepției iluziilor_________ 11-13

Crearea de fotografii cu iluzii optice _____________ 14

Concluzie ________________________________________________________ 15

Referințe________________________________________________16

Anexa________________________________________________17-28

INTRODUCERE

Expresia „iluzie optică” apare foarte des în viață. Din păcate, ochiul nostru nu este un instrument precis în lume, deci este, de asemenea, predispus la greșeli. Aceste erori se numesc iluzii optice. Mai simplu spus, este o denaturare a realității. Există un număr foarte mare dintre ele cunoscute și toate sunt la fel, la fel ca și motivele apariției lor.

Adesea, ceea ce vedem este înșelător și multe lucruri se dovedesc a nu fi deloc ceea ce par la prima vedere. Chiar și cele mai simple lucruri pot ascunde cele mai neașteptate descoperiri, trebuie doar să te uiți cu atenție.

Dar ar trebui să avem încredere în tot ceea ce vedem? Este posibil să vezi ceva ce nimeni nu a văzut? Este adevărat că obiectele staționare se pot mișca? Care sunt diferitele tipuri de iluzii optice? Îmi doresc foarte mult să găsesc răspunsuri la toate întrebările puse, așa că am decis să fac un studiu despre „Iluziile oculare” și să înțeleg această problemă.

Ţintă: pe care mi-am propus-o în studiu - Aflați ce stă la baza iluziei optice - miracole sau știință?

Pentru a atinge acest obiectiv, este necesar să rezolvăm următoarele

Sarcini:

1. Selectați material despre tipurile de iluzii optice și motivele apariției acestora.

2. Realizați un studiu în cadrul căruia se va putea determina procentul de obiectivitate în percepția unui obiect de către elevii din clasa a IX-a și cadrele didactice.

3. Învață să gestionezi iluziile.

Obiectul de studiu - iluzii optice.

Subiect de studiu- cauzele iluziilor optice.

Ipoteza cercetării– iluziile se bazează pe fenomene naturale obișnuite.

Unele tipuri de iluzii optice.

Studiind această problemă în literatura enciclopedică și pe internet, am aflat că tradus din latină cuvântul „iluzie” înseamnă „eroare, amăgire”. Aceasta sugerează că iluziile din cele mai vechi timpuri înseamnă anumite disfuncționalități în funcționarea sistemului vizual. În a doua jumătate a secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea, au fost create multe imagini de testare care indică erori în ceea ce vedem pe ele. ILUZIA OPTICA este o impresie a unui obiect sau fenomen vizibil care nu corespunde realitatii, i.e. iluzie optica.

Iluziile optice sunt împărțite în trei tipuri:

· natural, sau creat de natură;

· artificial, sau inventat de om;

· mixte, adică iluzii naturale recreate de om.

Tipuri de iluzii optice:

Iluzii optice naturale

Miraje

Un miraj este un joc de raze de lumină. Cuvântul „miraj” provine de la

Cuvânt francez și înseamnă „a reflecta, ca într-o oglindă” și în rol

„oglinzi” iese în afară... aer. Mirajele sunt de obicei împărțite în trei clase.

Prima clasă include miraje inferioare - o imagine inversată

articole. Se pare că aerul este format din straturi care au diferite

temperatura si densitatea. Când razele trec de la un strat la altul, ele încep să se refracte, iar dacă diferența de temperatură dintre straturi este mare, atunci razele

în general încep să se reflecte, creând în același timp iluzii care

se numesc miraje. De exemplu, în deșert nisipul devine fierbinte

sub soare, stratul inferior de aer se încălzește și începe să se reflecte

obiecte ca o oglindă. Mirajele inferioare pot fi observate și pe

drum asfaltat fierbinte de soare.

Mirajele de clasa a doua includ mirajele superioare. Sunt mai puțin obișnuite și mai pitorești decât cele inferioare. Mirajul superior apare atunci când straturile de aer din apropierea pământului sunt mult mai reci decât cele superioare: imaginea iese de pe pământ și atârnă în aer, uneori este cu capul în jos. Mirajul superior poate descrie un arc și se întoarce pe pământ după sute de kilometri (Peste mare se creează condiții ideale pentru formarea mirajului superior. Prin urmare, marinarii văd adesea nave atârnând în aer și chiar nave situate mult dincolo de orizont. Există și miraje laterale. Sunt asemănătoare cu cele de jos, doar într-un mod diferit.

În acest caz, totul este reflectat nu din pământ, ci din acesta încălzit de razele soarelui

ziduri. Mirajele de clasa a treia sau Fata Morgana sunt un fenomen misterios,

care nu poate fi explicat prin nicio lege a fizicii.

Mii de turiști și locuitori ai orașului Penglaive din estul Chinei

În 2006, am asistat la un fenomen rar - un miraj uriaș

Ceața atârnând peste țărm a creat iluzia unei imagini a orașului cu

clădiri moderne înalte, străzi largi ale orașului, 7

mașini zgomotoase și mulțimi de oameni care erau clar vizibile.

Mirajul a durat câteva ore, iar înainte de apariție au fost ploi torențiale timp de 2 zile.

ploile. Unul dintre cele mai bune locuri din lume pentru a vedea miraje este

Alaska. Cu cât frigul din Alaska este mai aprig, cu atât imaginile apar mai clare și mai frumoase pe cer.

Punct orb

În timpul cercetării, am învățat caracteristici uimitoare ale structurii ochiului nostru. De exemplu, există un punct orb în ochi, descoperit de fizicianul francez Mariotte în 1668. Punctul oarb este locul de pe retină în care nervul optic pătrunde în globul ocular. Desenul lui Mariotte pentru găsirea unui punct mort este bine cunoscut. Dacă privești crucea cu ochiul drept (ochiul stâng ar trebui să fie închis), apropiind sau mai departe desenul de ochi, vine un moment în care cercul negru nu este vizibil. Se pare că din cauza unui punct mort ar trebui să văd lumea din jurul meu cu goluri? Se dovedește că nu! Avem doi ochi, așa că atunci când o imagine cade în punctul orb al unui ochi, celălalt ochi vede toate detaliile.

Să vedem cum funcționează viziunea noastră. O rază de lumină care se reflectă de la unii

orice obiect, lovește corneea și trece prin pupila. În spatele elevului

există o lentilă cristalină, asemănătoare unei lentile transparente, care 8

refractează lumina și o concentrează pe retină. Urmează nervul optic

transmite un semnal către lobul occipital al creierului și o persoană vede

imagine. Aceasta înseamnă că vederea este controlată nu numai de ochi, ci și de creier.

Prin urmare, atunci când vorbesc despre „iluzie optică”, ar fi mai corect

a spune că de fapt propriul nostru creier este cel care ne înșală când

analizează ceea ce vede.

În această etapă a cercetării, am făcut o altă descoperire pentru mine -

omul invizibil din romanul scriitorului englez H.G.Wells nu putea

vedea! Atât pupila cât și cristalinul sunt transparente, astfel încât razele trec prin ochi

o persoană invizibilă trece fără obstacole și nu se poate aduna într-una

punct pentru a crea o imagine pe retină. Astfel, omul este invizibil

trebuie să fie orb.

Iluzia percepției dimensiunii

Una dintre cele mai faimoase iluzii ale percepției mărimii este iluzia Müller-Lyer. Privind această figură, mulți vor spune că segmentul cu săgețile îndreptate spre exterior este mai lung decât segmentul cu săgețile îndreptate spre interior. De fapt, segmentele sunt egale.

Două cercuri perfect egale din mijloc sunt percepute ca dimensiuni diferite, în funcție de faptul că sunt înconjurate de cercuri mai mari sau mai mici.

Iluzia cu cercuri se explică prin legea contrastului, un obiect va apărea mai mare decât dimensiunea sa reală pe fundalul obiectelor mici și invers.

Un alt exemplu al acestui tip de iluzie este iluzia Ponzo. Este evident pentru toată lumea că segmentul îndepărtat este mult mai mare decât cel apropiat. Cu toate acestea, în acest caz, ele sunt egale. Iluzia este creată din cauza unei erori la nivelul creierului nostru, deoarece este obișnuită cu faptul că, cu cât un obiect este mai departe, cu atât este mai mic.

Distorsiunea formei obiectelor.

Liniile paralele vor fi percepute ca neparalele dacă sunt privite pe un fundal de linii oblice care se intersectează reciproc. Un cerc își pierde forma obișnuită atunci când este privit pe un fundal de linii curbe.

Acest tip de iluzie se explică prin faptul că trăsăturile pronunțate ale fundalului afectează percepția obiectelor situate pe acest fundal.

Reevaluarea liniilor verticale. Din două linii de aceeași dimensiune, cea verticală este întotdeauna percepută vizual ca fiind semnificativ mai mare decât cea orizontală. Datorită acestei iluzii, înălțimea obiectelor ni se pare mai mare decât dimensiunea reală. (Femeia din dreapta pare mai scunda si mai grasa.)

Iluzii în mișcare.

O imagine statică pare să se miște. Aceeași imagine rotativă se poate roti în direcții diferite.

Iluziile geometrice creează oportunități enorme pentru artiști, fotografi și designeri de modă. Cu toate acestea, inginerii și matematicienii trebuie să fie atenți la desene și la consolidarea „evidentului”.

Iluzia percepției culorilor

Cea mai importantă proprietate a ochiului nostru este capacitatea de a distinge culorile. Dar și aici iluziile au reușit să mă înșele. În poză, printre dungile de albastru și galben, am văzut două nuanțe de roșu și două nuanțe de verde, deși în realitate există o singură culoare roșie și una verde. Eroarea a apărut din cauza luminozității fundalului și a culorii obiectelor din jur.

În grila lui Goering, la intersecția dungilor albe, cu excepția intersecției în care mi-am fixat privirea, erau vizibile mici pete gri. Se pare că poți vedea ceva care nu este acolo!?

Iluzia mișcării

Iluziile de mișcare sunt cele mai impresionante și mai greu de explicat. Te uiți la obiecte staționare și acestea încep să se miște. Aceeași imagine rotativă se poate roti în direcții diferite. Majoritatea iluziilor de mișcare se bazează pe repetarea regulată a fragmentelor de luminozitate sau culoare diferită. Vederea periferică joacă un rol principal în iluzia mișcării. Încercați să puneți degetul la tâmplă. Nu-l vei vedea. Dar dacă mișcați degetul, mișcarea va fi observată, deși sistemul vizual nu va putea recunoaște ce clipește acolo. Celebrul creator de iluzii de mișcare A. Kitaoka a efectuat cercetări și a aflat fapte interesante. Se dovedește că unii oameni nu pot vedea iluzia mișcării (după unele estimări, aproximativ 5%).

Un alt fapt nu este mai puțin interesant: persoanele în vârstă sunt mai predispuse decât tinerii să nu vadă mișcare.

Iluzii artificiale

Imagini duble

Imaginile duale sunt imagini în care o persoană identifică fie un fundal, fie o figură, în funcție de percepția sa asupra imaginii.

Imaginile sunt cu susul în jos

Indiferent cum răsuciți imaginile inversate, imaginile nu își schimbă locurile.

Figuri și obiecte imposibile

Există o clasă uriașă de așa-numitele „figuri imposibile” care sunt desenate greșit sau deliberat cu erori, rezultând efecte vizuale amuzante.

Recunoasterea formelor

Iluziile de recunoaștere a modelelor se caracterizează prin faptul că uneori este foarte dificil să se determine ce este reprezentat într-o imagine.

Uneori, imaginea principală în sine nu vă permite să vedeți imaginea suplimentară, cu alte cuvinte, nu vă permite să recunoașteți imaginea. Dacă, până la urmă, imaginea este recunoscută, aceasta poate fi văzută fără dificultate în timpul vizualizărilor ulterioare ale imaginilor.

Iluzii mixte

Aceasta este poate cea mai mare secțiune de iluzii. Include imagini iluzorii binecunoscute, diverse modele și, firește, această „înșelăciune” este creată de om. Un exemplu izbitor de iluzie optică mixtă sunt modelele uimitoare pe asfalt, care arată foarte impresionant dintr-un anumit unghi de vizualizare!

Aplicarea iluziilor optice

Iluziile optice nu sunt noi în arhitectură. Arhitecții Romei Antice aveau cunoștințe de optică, ceea ce era suficient pentru a crea iluzii optice magnifice pe podele folosind tehnica mozaicului.

În Odesa există o atracție foarte populară „Casa vrăjitoarei”. Iluzia optică a unei case plate este creată datorită faptului că pereții laterali ai casei sunt construiți la un unghi ascuțit. Privind la Casa Vamală din Australia, podelele par să se extindă și să se contracte, deși fiecare etaj al casei are aceeași înălțime.

Iluziile în circ sunt create prin utilizarea unor echipamente speciale - un fund dublu, arcuri speciale, partiții ascunse, o anumită instalare de oglinzi. Dispozitivele viclene efectuează tot felul de dispariții și apariții „misterioase” de lucruri și oameni, servesc la plutirea obiectelor și a oamenilor în aer, a le vedea sau a le arde.

Lumea modei este o lume a iluziilor vizuale. În istoria costumului, se poate urmări modul în care talia a fost „îngustată” cu ajutorul fustelor foarte largi, iar picioarele au fost mai lungi cu ajutorul unei talii înalte. Liniile verticale și detaliile vestimentare (dungi, cute la pantaloni, eșarfe lungi, tocuri înalte) subțiază vizual și măresc înălțimea. Dungile verticale contrastante care trec de-a lungul părților exterioare ale hainei creează o siluetă potrivită. Liniile orizontale (cusături, buzunare, volane, bretele pentru pantofi) te fac să arăți grasă. Cușca mărește volumul, iar cercurile dau formelor rotunjime. Un costum într-o singură culoare dă aspectul de înălțime, arată mai sofisticat și elegant, iar hainele cu pete strălucitoare de culoare te fac să arăți grasă.

Studii experimentale ale percepției iluziilor

Am dat exemple de mai multe tipuri de iluzii optice. Următorul pas este un mic experiment cu participarea elevilor de la școala noastră. Vor ceda ei în fața iluziei percepției vizuale? Le voi arăta, una câte una, iluzii optice și le voi cere să-mi răspundă la întrebări.

La experiment au participat 20 de elevi de clasa a IX-a:

1 desen

Care dintre cercurile situate în mijloc este mai mare?

STANGA DREAPTA

A) Cel din stânga este mai mare

B) Cel drept este mai mare

B) La fel

Opțiuni de răspuns pentru imaginea 1	Numarul studentilor	% dintre elevi
A	8	40%
B	6	30%
B (corect)	6	30%

al 2-lea desen

Numărați numărul de picioare ale elefantului prezentat în imagine:

Opțiuni de răspuns pentru

a 3-a poza

Numarul studentilor

% dintre elevi

65%

35%

al 3-lea desen

Figura prezintă două segmente albastre. Care este mai lung? Stanga sau dreapta?

A) Cel din stânga este mai lung

B) Cel potrivit este mai lung

B) La fel

Opțiuni de răspuns pentru a doua imagine	Numarul studentilor	% dintre elevi
A	9	45%
B	4	20%
B (corect)	7	35%

Sondajul profesorilor

Experiența nr. 1

Opțiuni de răspuns pentru prima poza	Numărul de profesori	% dintre elevi
A	4	67%
B	2	33%
B (corect)	0	0%

Experiența nr. 2

Opțiuni de răspuns pentru a doua imagine	Numărul de profesori	% dintre elevi
A	4	67%
B	2	33%

Experiența nr. 3

Opțiuni de răspuns pentru a treia imagine	Numarul studentilor	% dintre elevi
A	2	33%
B	2	33%
B (corect)	2	33%

CONCLUZII CERCETĂRII:

Am efectuat cercetări în rândul elevilor și profesorilor noștri de clasa a IX-a și am determinat procentul de percepție a iluziilor de către școlari și profesori. Experimentul a arătat că nu vedem întotdeauna ce este cu adevărat, prin urmare, ipoteza noastră este corectă. Am ajuns la concluzia: obiectele și fenomenele pe care le vedem nu corespund întotdeauna realității și sunt adevărul. Analiza pe care am efectuat-o ne învață că nu trebuie să ne limităm întotdeauna doar la ochi, ci să folosim logica și să facem măsurători.

Oamenii nu pot controla pe deplin ceea ce văd și se lasă ușor lăsați în fața iluziei. În experimentul meu, aceasta este o medie de 71% dintre studenți peste 3 experimente.

Și, în cele din urmă, mi-am încercat să creez fotografii cu iluzii optice.

La început poate părea că o iluzie optică este ușor de creat, de fapt este, dar înainte de a obține rezultate impresionante, oamenii de știință au petrecut mult timp și efort studiind structura ochiului, trăsăturile sale, caracteristicile vederii și reacția ochiului. ochi. Dar astăzi, iluzia optică este considerată nu numai una dintre metodele de cercetare, iluziile optice sunt considerate utile pentru dezvoltarea și antrenamentul natural al ochilor, iar mai recent, iluziile optice au început să fie folosite în viață. Acestea sunt în principal picturi, ilustrații sau fotografii.

Fotografiile cu iluzii optice au devenit recent din ce în ce mai populare, se creează expoziții speciale, deoarece aceste fotografii sunt legate mai mult de artă decât de activitatea științifică.

Am decis să mă încerc și eu în această artă.

Fotografii cu iluzii de înșelăciune.

Creion spart în apă

Completați experiența

Așezați un creion vertical în mijlocul fundului unui pahar gol și priviți-l astfel încât capătul său inferior, marginea paharului și ochiul să fie situate pe aceeași linie. Fără a schimba poziția ochilor, turnați apă în pahar. De ce partea vizibilă a fundului crește considerabil pe măsură ce nivelul apei din pahar crește, iar creionul și fundul par ridicate?

Așezați creionul înclinat într-un pahar cu apă și priviți-l de sus și apoi din lateral. De ce apare un creion rupt lângă suprafața apei când este privit de sus?
De ce, privită din lateral, partea creionului aflată în apă pare să fie deplasată în lateral și mărită în diametru?
Toate acestea se explică prin faptul că, la trecerea de la un mediu transparent la altul, o rază de lumină este refractată.

Observarea devierii unui fascicul de lanternă laser la trecerea printr-o placă plan-paralelă.

Raza incidentă, raza refractată și perpendiculara pe interfața dintre cele două medii, reconstruite în punctul de incidență al razei, se află în același plan; raportul dintre sinusul unghiului de incidență și sinusul unghiului de refracție este o valoare constantă pentru două medii, numită indicele de refracție relativ al celui de-al doilea mediu față de primul.

Se numește indicele de refracție relativ la vid indicele absolut de refracție.

În colecția de probleme, găsiți tabelul „Indicele de refracție al substanțelor”. Vă rugăm să rețineți că sticla și diamantul au un indice de refracție mai mare decât apa. De ce crezi? Solidele au o rețea cristalină mai densă, este mai dificil ca lumina să treacă prin ea, deci substanțele au un indice de refracție mai mare.

O substanță cu un indice de refracție mai mare n 1 se numește optic mai dens mediu dacă n 1 n 2 . Se numește o substanță cu un indice de refracție mai mic n 1 optic mai puțin dens mediu dacă n 1 2

Ei bine, am reușit?

Concluzie

Așadar, studiul iluziilor optice a ajuns la final și putem concluziona că iluzia nu este un miracol, ci o știință. Ipoteza propusă la începutul studiului a fost confirmată - aproape toate iluziile se bazează pe fenomene naturale obișnuite. În procesul de lucru, au fost găsite trei motive principale pentru apariția iluziilor optice:

1. Legile fizicii - refracția și reflectarea razelor creează iluzii,

care se numesc miraje.

2. Trăsăturile structurale ale ochiului vă permit să vedeți iluzii de percepție

culori și iluzii de mișcare, fenomene de iradiere și astigmatism și,

desigur un punct orb.

3. Cercetările au arătat că vederea este controlată nu numai de ochi, ci și

creier. Iluziile optice sunt un truc al creierului nostru, iar viziunea este aici

este doar un intermediar care transmite această înșelăciune.

Faptul că nu toate iluziile de astăzi au o explicație științifică poate indica faptul că vederea umană nu a fost suficient studiată.

Cunoștințele și faptele acumulate acumulate în timpul cercetării ne-au permis să învățăm cum să creăm și să controlăm iluziile optice. Ar fi interesant să se creeze un „Colț al iluziei” în clasă, unde copiii să se familiarizeze cu elementele de bază ale fizicii, să efectueze diverse experimente și cercetări și să aducă și să-și demonstreze invențiile. Ca primele exponate ale „Colțului iluziilor”, ofer un album de iluzii optice pe care le-am realizat. Astăzi, în studiul iluziilor, există încă multe secrete care așteaptă descoperirea.

Bibliografie

1. Perelman Ya.I. „Fizica distractivă”

2. Resurse de internet

3. Dicționar explicativ al limbii ruse S.I. Ozhegova

Încercați să vă imaginați că evoluția vieții de pe planetă a luat o altă cale iar animalele (inclusiv tu și eu) nu au putut dobândi un asemenea simț ca viziunea. Nu funcționează? Nu este surprinzător - suntem atât de obișnuiți să ne bazăm pe ochii noștri încât nici nu ne putem imagina cum ar fi lumea din jurul nostru fără componenta optică. În ciuda importanței vederii, aceasta nu este atât de perfectă - de exemplu, unele combinații de semnale pot „depăși” creierul (după cum știm, „vedem” cu neuronii, nu cu ochii), forțând o persoană să se încurce dimensiunea obiectelor sau ghiciți „mișcarea” într-o imagine statică. Acum, atenție! Stați confortabil, „dezactivați” toate simțurile, cu excepția vederii și concentrați-vă pe ecran - vom vorbi despre iluzii optice.

Iluzii optice clasice

Istoria iluziilor optice datează de mii de ani în 350 î.Hr., Aristotel a scris: „Se poate avea încredere în simțurile noastre, dar sunt încă ușor de înșelat”. Marele gânditor a remarcat că, dacă te uiți la o cascadă pentru un timp și apoi îți muți privirea către un munte nemișcat, stâncile pot părea că se mișcă în direcția opusă fluxului. Cercetătorii moderni numesc acest fenomen optic efectul secundar al mișcării sau iluzia cascadei.

Când urmărim curgerea apei, unii dintre neuronii din creierul nostru se adaptează la mișcarea unidirecțională a semnalelor luminoase, ca urmare, atunci când ne uităm la o cascadă la un obiect static, continuăm să „vedem” mișcare de ceva timp, doar în sens invers.

Iluzia percepției dimensiunii relative

iluzia Ebbinghaus

În secolul al XIX-lea, a început studiul activ al proprietăților percepției și al caracteristicilor organelor de simț umane. Atunci cercetătorii au dezvoltat iluzii optice care sunt acum considerate clasice, în primul rând iluzia Ebbinghaus.

Chiar dacă nu ești prea interesat de istoria psihologiei, probabil că îți este familiară, aruncă o privire la poză. Desigur, înțelegeți că dimensiunile cercurilor portocalii sunt aceleași, deoarece ați văzut astfel de iluzii de o mie de ori, dar ochii vă mint în continuare - pentru o fracțiune de secundă aveți senzația că sunt încă diferite. Creierul uman determină dimensiunea obiectelor și imaginilor pe baza dimensiunii obiectelor adiacente și inevitabil cade în capcană - pe fundalul unor cercuri mari și negre, portocaliul apare mai mic decât lângă cercurile mici.

Iluzia percepției profunzimii

La începutul secolului al XX-lea, psihologul italian Mario Ponzo a fost unul dintre primii oameni de știință care a demonstrat lumii că percepția dimensiunii obiectelor este influențată nu numai de obiectele adiacente, ci și de adâncimea fundalului. Italianul a dezvoltat iluzia clasică care îi poartă acum numele.

Iluzia Ponzo pare foarte simplă - între două linii înclinate există două orizontale identice, în timp ce una dintre ele este percepută ca mai lungă. Liniile înclinate creează perspectivă, creierul crede că linia orizontală superioară este situată „mai departe” decât cea inferioară și face o ajustare pentru „distanță” - din acest motiv, apare un efect curios.

Liniile „Magice” Müller-Lyer

O altă iluzie optică de manual, care are mai bine de o sută de ani, este iluzia Müller-Lyer. Esența sa este, de asemenea, destul de simplă - figura prezintă linii cu săgeți la capete, cea încadrată de „cozile” săgeților pare mai mare.

Oamenii de știință încă se ceartă despre mecanismul prin care apare iluzia, în prezent, următoarea interpretare este cea mai populară. Creierul interpretează trei linii convergente ca parte a unui obiect tridimensional, în timp ce liniile care formează un „vârf” sunt percepute ca un obiect mai apropiat (de exemplu, colțul unei clădiri când este privit din exterior). Săgețile „coadă”, la rândul lor, creează iluzia unui obiect îndepărtat („colțul camerei”). Ca și în iluzia Ponzo, creierul „compensează distanța” față de obiect, făcând liniile să pară diferite.

ghicitoarea lui Helmholtz

Surprizele sunt prezentate creierului nu numai prin linii convergente, ci și prin cele paralele verticale sau orizontale. La sfârșitul secolului al XIX-lea, fizicianul și fiziologul german Hermann von Helmholtz a arătat că un pătrat desenat cu linii orizontale pare mai larg și mai jos decât exact același, dar format din linii verticale.

Fenomenul descoperit de Helmholtz este utilizat pe scară largă în producția de îmbrăcăminte, cu toate acestea, contrar concepției greșite populare, dungile orizontale de pe pulovere și rochii nu „îngrașă”, ci exact opusul - fac vizual figura mai îngustă și mai înaltă. Reviste de modă lucioase conțin adesea sfaturi precum: „Purtă haine cu dungi verticale pentru a arăta mai subțire”, dar știința respinge fără milă acest lucru. Aruncați o privire la iluzia Helmholtz și vedeți singuri că efectul este exact invers.

Este demn de remarcat faptul că această iluzie optică a fost studiată în lung și larg, dar oamenii de știință nu pot ajunge încă la un consens cu privire la mecanismele apariției ei.

Iluziile clasice timpurii au dat peste cap ideile oamenilor despre lumea din jurul lor - după cum s-a dovedit, nu poți întotdeauna să-ți „crezi ochilor”. Nicholas Wead, specialist în istoria iluziilor optice de la Universitatea Dundee (Scoția), este încrezător că iluziile optice au jucat un rol semnificativ în studiul proprietăților percepției: „Prin crearea iluziilor, oamenii de știință și-au dat seama că chiar și înțelegerea mecanismul ochilor nu oferă o înțelegere holistică a naturii vederii.” Wade observă că pionierii iluziilor optice au încercat să le unifice sub o singură teorie generală, dar nu au avut succes. După cum a fost descoperit mai târziu, reacțiile creierului uman la iluziile optice sunt mult mai complexe și mai variate decât ceea ce au văzut cercetătorii la începutul secolelor XIX și XX.

Iluzii în secolul XX

În „epoca războaielor și revoluțiilor”, omenirea a asistat la multe descoperiri în ideile despre natura iluziilor optice. Progresele în știință și tehnologie au oferit specialiștilor posibilitatea de a privi problema diferit. De exemplu, experimentele lui Thorsten Wiesel și David Hubel au demonstrat că diferiți neuroni sunt responsabili de percepția diferitelor zone ale câmpului vizual - pentru această descoperire, cercetătorii au primit Premiul Nobel pentru Medicină în 1981.

Puțin mai târziu decât oamenii de știință, artiștii au preluat distorsiunile vizuale - în anii 1950, a apărut o întreagă mișcare în artă dedicată iluziilor optice, s-a numit op art (din engleza optical art - „art optică”). Artistul și sculptorul francez Victor Vasarely este considerat unul dintre fondatorii artei operaționale, lucrările sale sunt adesea citate ca exemple izbitoare de iluzii optice.

Iluziile timpului nostru

La începutul secolului al XXI-lea, interesul pentru distorsiunile vizuale continuă să crească - apar noi teorii științifice, cu ajutorul cărora oamenii de știință încearcă să explice mecanismele apariției iluziilor optice. Potrivit unuia dintre ei, distorsiunile apar din cauza faptului că creierul uman „prevestește” în mod constant imaginea pentru a compensa întârzierea dintre evenimentul în sine și momentul perceperii acestuia. De exemplu, în timp ce citiți acest articol, creierul dumneavoastră procesează semnale luminoase care provin de la un monitor de computer sau de pe ecranul unui gadget. Acest lucru necesită o anumită perioadă de timp, așa că într-un fel nu vezi prezentul, ci trecutul.

Omul de știință Mark Changizi consideră că încercările creierului de a „anticipa” o imagine explică unele distorsiuni vizuale.

Experimentele lui Changizi și ale colegilor săi de la Institutul de Tehnologie din California arată că această teorie nu este contrazisă de niciuna dintre iluziile optice clasice. Printre cele mai ilustrative exemple de „predicție” a unei imagini de către creier, Changizi numește celebra iluzie Hering. Când o persoană se mișcă înainte, obiectele pe care le vede se mișcă de-a lungul liniilor radiale, astfel încât creierul tinde să perceapă astfel de imagini ca un semn al mișcării în spațiu. „Aceste mecanisme funcționează excelent în viața reală, dar fac și creierul să facă greșeli atunci când o persoană vede linii radiale și, în același timp, rămâne pe loc”, notează cercetătorul.

Cubul Necker și alte „capricii” ale creierului

Invenția imagisticii prin rezonanță magnetică a fost un adevărat dar pentru cercetătorii iluziilor optice – știința a reușit în sfârșit să înțeleagă, cel puțin în termeni generali, ce se întâmplă în creierul uman atunci când sunt percepute. Astfel, studiind activitatea creierului unei persoane care se uită la un cub Necker, oamenii de știință au ajuns la concluzia că creierul percepe în mod ambiguu profunzimea imaginii. Neuronii par să se „certească” între ei care imagine ar trebui considerată „adevărată”, ca rezultat, observatorul vede cubul într-o poziție sau alta.

Situația este similară cu o altă iluzie optică binecunoscută - așa-numita grilă Herman. Aruncă o privire asupra imaginii - cu vederea periferică „vezi” puncte gri la intersecția liniilor albe, dar de îndată ce îți concentrezi privirea pe un „punct gri”, acesta „dispare” imediat. Potrivit uneia dintre cele mai populare explicații pentru acest fenomen în rândul oamenilor de știință, există o „luptă” continuă între neuroni pentru a procesa zonele întunecate și luminoase ale imaginii, ceea ce face ca o persoană să „observe” puncte pâlpâitoare.

Cele mai recente idei despre iluzii

Datorită metodelor moderne de cercetare, omenirea știe că diferite părți ale creierului sunt responsabile pentru percepția nuanțelor de culoare, formelor obiectelor și a mișcării lor în spațiu, dar modul în care obținem o imagine holistică rămâne în mare măsură un mister. Entuziaștii dezvoltă din ce în ce mai multe moduri noi de a înșela ochiul, reinterpretând și completând iluziile clasice. Privind la ele, „permitem” propriului nostru creier să ne inducă în eroare și, ca urmare, apar mai multe întrebări decât răspunsuri.

În prezent, interesul față de problemă este atât de mare încât, în ultimii zece ani, experții organizează anual un concurs pentru cea mai bună iluzie optică. De exemplu, în 2014 acest premiu a fost acordat iluziei dinamice Ebbinghaus, care înșală ochiul mult mai convingător decât versiunea clasică statică. Potrivit neurologului Suzanne Martinez-Conde, membru al juriului concursului, din cauza schimbării constante a dimensiunii obiectelor adiacente, efectul noii iluzii este de câteva ori mai puternic decât cel al unei imagini statice propuse de Hermann Ebbinghaus.

Martinez-Conde recunoaște că o mare parte din cercetările actuale privind iluziile optice se bazează pe munca făcută de oamenii de știință din secolul al XIX-lea. De exemplu, Hermann Helmholtz a fost primul care a înțeles că ochii oamenilor fac în mod constant mișcări coordonate rapide, așa-numitele sacade. Pentru a înțelege despre ce vorbim, închideți un ochi și apăsați ușor cu degetul pe pleoapa inferioară a celuilalt - „imaginea” pe care o vede creierul dumneavoastră va începe imediat să se miște. În viața obișnuită, nu observăm aceste „smucituri” microscopice, deoarece creierul a învățat de mult să netezească imaginea, dar atunci când se confruntă cu o situație neobișnuită (impact mecanic asupra globului ocular), sacadele se manifestă în toate lor. glorie.

Potrivit lui Suzanne, sacadele joacă un rol cheie în celebra iluzie „Șerpi rotatori”, care a fost dezvoltată de psihiatrul japonez Akioshi Kitaoka. În experimentele cu Snakes, Martinez-Conde și colegii ei au descoperit că atunci când se uită la iluzie, aceiași neuroni sunt activați ca atunci când privesc pe geamul unui tren care se mișcă rapid, când peisajul pare să „trece”, mai degrabă. decât invers. Mai mult, dacă, cu ajutorul unor trucuri, observatorul este obligat să oprească sacadele, iluzia dispare.

Neurologul explică acest lucru după cum urmează: apariția mișcării în „Șerpii rotativi” este creată din cauza unei cantități mari de informații optice care intră în diferite părți ale retinei. O anumită combinație de semnale luminoase păcălește creierul să perceapă o imagine statică ca fiind dinamică. Saccadele actualizează în mod constant „imaginea”, împiedicând creierul să se adapteze la ea, dar dacă se opresc, după un timp iluzia mișcării dispare.

Portal pentru școlari. Auto-pregătire