Хотя полагаться на него на сто процентов нельзя. В природе есть такие явления как зрительные иллюзии. Они обманывают наш глаз, и мы воспринимаем картинку не верно.
Вообще иллюзия - искажённое восприятие реально существующего объекта или явления, допускающее неоднозначную интерпретацию .
Зрительные иллюзии делятся на три типа: физические, которые возникают благодаря световым явлениям, психологические, связанные с индивидуальным восприятием каждого человека и особенности зрения, которые выявляются из – за строения нашего глаза.
Итак, Вы уже немного знаете, что такое иллюзия. Теперь мы предлагаем Вам изучить этот вопрос более подробно…
Глава 1. Физические иллюзии.
Явление преломления света.
Мы начнем наш рассказ с физических иллюзий. Иллюзий, которые возникают благодаря особенностям распространения света.
К таким иллюзиям можно отнести и явление преломления света, и миражи, и иллюзии интерьера многое другое.
Прозвучало интересное сочетание слов – явление преломления света, что же это?
Явление преломления света – при переходе из одной среды в другую, например, из воздуха в стекло или в воду , а также и наоборот, свет резко отклоняется от прямолинейного направления на границе раздела этих сред.
Чтобы определение стало более понятным, проведем такой опыт.
Опыт 1. Преломление света (для большей эффективности опыт лучше проводить в плохо освещенном помещении).
Возьмем лазерную указку, маленькое зеркальце и небольшой аквариум, наполненный водой.
Опустим зеркало на дно аквариума, зеркальной поверхностью вверх. Затем выключим свет в комнате. А теперь светим лазерной указкой в аквариум так, чтобы его свет попадал на зеркало. Что должно произойти? А Вы взгляните на потолок. Если опыт был проделан правильно, без ошибок, то на потолке должно появиться отражение лазерного луча. Это и есть явление преломления света.
Причина преломления лучей при переходе света из одной среды в другую – неодинаковая скорость распространения света в различных средах. В оптике принято при сравнении двух различных сред называть оптически более плотной ту среду, в которой свет распространяется с меньшей скоростью. А менее оптически плотной называют ту среду, в которой свет распространяется с большей скоростью.
В нашем случае, ориентируясь на опыт, получается, что в воздухе и в воде скорость распространения света неодинакова, иначе преломления света не произошло бы.
Для любознательных.
На рисунке изображена установка, на которой можно наблюдать преломление светового пучка при переходе из воздуха в воду и после отражения от зеркала на дне в воздух (α – угол падения луча, γ – угол преломления луча). Если преломленный луч в данной среде приближается к перпендикуляру (угол падения больше угла преломления), то это значит, что скорость света в этой среде меньше, чем в той, из которой луч входит в данную среду. Если преломленный луч удаляется от перпендикуляра (угол преломления больше угла падения), то скорость света в этой среде больше, чем в той, из которой луч выходит.
Зеркала. Камера обскура. Калейдоскоп.
Очень много интересных опытов можно проделать с зеркалами. Можно подглядеть за угол, увидеть того, кто стоит позади Вас и это только самое простое !...
Свет, падающий на поверхность тела, частично или полностью отражается от этой поверхности в ту же среду, из которой он шел. Такое явление и называют отражением света.
Поверхности тел могут быть гладкими или шероховатыми с мельчайшими неровностями. Опыт показывает, что отражение света от таких поверхностей происходит по – разному.
Глядя на освещенную неровную поверхность любого тела, мы видим эту поверхность. Но когда мы смотрим на чистое плоское зеркало, то не видим его поверхности, а видим свое отражение в зеркале. Если постепенно запылить поверхность зеркала, то изображение предметов в нем начнет тускнеть, а при сильном запылении или замазывании зеркала, изображение вообще исчезнет. Мы будем видеть лишь слой пыли и мела, потому что этот слой образует поверхность с мельчайшими неровностями. Путем шлифовки и полировки негладкую поверхность можно сделать зеркальной. Но есть и природные зеркала – гладь озера, реки, залива и т.д.
Изучая явление преломления света, мы сами того не подозревая обратились к двум законам отражения. Здесь такой же принцип. Эти законы гласят:
Угол падения равен углу отражения.
Луч падающий и луч отраженный лежат в одной плоскости с перпендикуляром к отражающей поверхности в точке падения луча.
Возьмем два зеркала и поставим их напротив друг друга. Встанем между ними. Что Вы видите в зеркале напротив Вас? Если все сделать правильно, то в обоих зеркалах Вы отразитесь бесконечно много раз. А все потому, что Ваше отражение в первом зеркале отразилось во втором.
Очень интересным примером являются и кривые зеркала. Из – за неровной поверхности изображение искажается, и нам кажется, что мы превращаемся в монстра.
Чтобы понять, что такое камера обскура проведем такой опыт.
Городская научно-практическая конференция
школьников и учащейся молодежи
Научное общество учащихся «Открытие»
МОУ «Лицей №1656»
Направление: ФИЗИКА
Оптические иллюзии
Выполнили: Грицай Дмитрий,
Колесов Дмитрий
9 класс МОУ «Лицей № 166»
Руководитель:
Пужульс Ирина Николаевна,
учитель физики высшей
МОУ «Лицей № 1656 »
г.Томск – 2007
Введение ...........................................................................................................3
Глава I . Объяснение оптических иллюзий с точки зрения
физики, биологии, психологии.
1.1. Зрительный процесс с точки зрения биологии.......................................5
1.2. Психология зрения....................................................................................5
1.3. Физическая оценка окружающего...........................................................6
Глава II
2.1. Воображение и реальность......................................................................7
2.2. Невозможные фигуры - особенность воображения..............................8
Глава III . Оптические иллюзии.
3.1. Оптические иллюзии - неотьемлемая часть человеческой жизни… 11
3.2. История открытий ……………………………………………………..12
3.3. Классификация оптических иллюзий ……………………………..12-15
3.3.1. Иллюзия пересечения ………………………………………………..12
3.3.2. Иллюзия «продолжения-обрыва» …………………………………..13
3.3.3. Иллюзия искривления ……………………………………………….13
3.3.4. Иррадиация ………………………………...………………………...14
3.3.5. Внешнее давление на размеры предмета ………………………......15
Заключение …………………………………………………………………16
Научная литература ………………………………………………………17
Введение.
В настоящее время, несмотря на развитие науки и техники, человек продолжает пользоваться своими субъективными оценками по всем направлениям. Конечно, если это касается нематематических наук, то в этом нет ничего плохого, но когда речь идет об оценках, при ошибке в которых, может произойти непоправимое, то тогда следует забыть об интуиции и воспользоваться измерительными приборами. Это, безусловно, касается так называемой оценки «на глаз».
Выражение «обман зрения» очень распространено. К сожалению, наш глаз не точный прибор в мире, поэтому и ему свойственно ошибаться. Эти ошибки называют оптическими иллюзиями. Их известно очень большое количество и все они не однотипны, как и причины, их возникновения. Вот два жизненных случая:
В Калифорнии есть гора, о которой местные автомобилисты говорят, что она обладает магнитными свойствами. Дело в том, что на небольшом участке дороги длиной 60м у подножья этой горы наблюдаются необыкновенные явления. Участок этот идет наклонно. Если у автомобиля, едущего вниз по наклону, выключить мотор, то машина катится назад, т.е. вверх по наклону, как бы подчиняясь «магнитному притяжению» горы. Это поразительное свойство горы считалось установленным настольно достоверно, что в соответствующем месте дороги красуется даже доска с описанием феномена.
Нашлись, однако, люди, которым показалось сомнительным, чтобы гора могла притягивать автомобили. Для проверки произвели нивелировку этого участка дороги. Результат получился неожиданным: то, что все принимали за подъем, оказалось спуском с уклоном в 2 градуса. Такой уклон может заставить автомобиль катиться без мотора на очень хорошем шоссе.
Иллюзией зрения объясняются также рассказы путешественников о реках, вода в которых течет вверх по уклону. Привожу выписку об этом из книги одного физиолога, профессора Бернштейна «Внешние чувства»: «Во многих случаях мы склонны ошибаться при суждении о том, горизонтально ли данное направление, наклонено ли оно вверх или вниз. Идя, например, по слабо наклоненной дороге и видя на некотором расстоянии другую дорогу, встречающуюся с первой, мы представляем себе подъем второй дороги более крутым, чем на самом деле. С удивлением убеждаемся мы затем, что вторая дорога вовсе не так крута, как мы ожидали».
Это объясняется тем, что мы принимаем дорогу, по которой идем за основную плоскость, к которой относим наклон других направлений. Мы бессознательно отождествляем ее с горизонтальной плоскостью и тогда, естественно, представляем преувеличенным наклон другого пути.
Этому способствует то, что мышечное наше чувство совсем не улавливает при ходьбе наклонов в 2-3 градуса. На улицах Москвы, Киева и других холмистых городов часто приходится наблюдать иллюзию, о которой говорит ученый - физиолог. Еще любопытнее другой обман зрения, которому случается поддаваться в неровных местностях: ручей кажется нам текущим в гору!
При спуске по слабо наклонной дороге, идущей вдоль ручья, который имеет еще меньшее падение, т.е. течет почти горизонтально, нам кажется, что ручей течет вверх по уклону. В этом случае мы тоже считаем направление дороги горизонтальным, так как привыкли принимать ту плоскость, на которой стоим, за основу для суждения о наклоне других плоскостей.
Поэтому, чтобы люди допускали меньше ошибок, безоговорочно доверяя своим глазам, им необходимо учитывать некоторые особенности своего зрительного аппарата.
Цели работы:
1. Объяснить природу возникновения оптических иллюзий.
2. Объяснить с точки зрения биологии, психологии и физики возможность их появления.
3. Классифицировать оптические иллюзии.
4. Показать применение особенностей нашего воображения на примере невозможных фигур.
Задачи:
1. Изучить литературу.
2. Освоить методику анализа и синтеза.
3. Выделить существенные признаки рассматриваемых иллюзий.
4. Сгруппироватьиллюзии содинаковыми существенными признаками.
5. Сделать выводы.
Научная новизна:
Была проведена классификация оптических иллюзий.
Глава I . Объяснение оптических иллюзий
с точки зрения физики, биологии, психологии.
1.1. Зрительный процесс с точки зрения биологии.
Глаз человека - сложнейший оптический прибор, с помощью которого человек воспринимает 90% окружающей нас жизни. Астроном и физик Иоган Кеплер в 19 веке рассмотрел устройство глаза с точки зрения оптики. Он показал, что на глазном дне формируется изображение окружающих предметов. По законам оптики такое изображение должно быть перевернутым. Именно поэтому перевернутым видит мир новорожденный младенец. Но постепенно мозг начинает переворачивать изображение и привыкает к этому. Интересно, что, если человек будет долго продолжать носить очки, переворачивающие изображение, то мозг опять поставит его «на ноги». А вот линзу, подобную хрусталику глаза люди не создали и по сей день. Ведь он может, становясь, то более выпуклым, то менее «наводить резкость» на ближние и дальние предметы. Но, если этот механизм нарушается, то у человека появляется, либо дальнозоркость, либо близорукость, поэтому ему в таком случае приходится носить очки.
Дно, на которое попадает и формируется изображение в уменьшенном виде, передает изображение сетчатке, которая воспринимает его. Между хрусталиком и сетчаткой лежит прозрачное стекловидное тело, похожее на студень. Благодаря тому, что внутри сетчатки есть зрительный пурпур, выцветающий под действием света, мы можем его воспринимать. Сетчатка состоит из клеток, называемых палочками и колбочками. Благодаря палочкам мы воспринимаем черно-белое изображение. Колбочки различают цвет: одни - синий, другие - зеленый, третьи - красный. Все остальные цвета являются для человеческого глаза смешанными.
1.2. Психология зрения.
Вместе с тем известно, что изображение, попав нам в глаз и дойдя до сетчатки по специальным мозговым каналам, попадает в головной мозг, где и формируется. При этом импульсы зрительной системы ничем не отличаются от импульсов нервных клеток носа, кожи уха. Мозг воспринимает их сообщения зрительными образами только потому, что знает, откуда они пришли. Там человек и представляет изображение. Но почему мозг способен представить изображение. Этим вопросом с недавнего времени занимается психология.
Мозг человека, помимо восприятия, мышления, памяти и ряда других психических процессов имеет особенную форму психики, присущую исключительно людям - воображение.
Ни в чем другом, кроме воображения, не проявляется идеальный и загадочный характер психики. Можно предполагать, что именно воображение, желание понять и объяснить привлекло внимание к психическим явлениям в древности, поддерживало и продолжает его стимулировать в наши дни. Что же касается загадочности этого феномена, то она состоит в том, что до сих пор нам почти ничего ни известно о механизме воображения, в том числе о его анатомо-физиологической основе. Даже то, в каком отделе головного мозга локализовано воображение, науке не известно.
Благодаря воображению человек творит, разумно планирует свою деятельность и управляет ею. Почти вся человеческая материальная и духовная культура является продуктом воображения и творчества людей, а какое значение эта культура имеет для психического развития и совершенствования вида «гомосапиенс», мы все уже достаточно хорошо знаем. Воображение выводит человека за пределы его сиюминутного существования, напоминает ему о прошлом, открывая будущее. Обладая богатым воображением, человек может «жить» в разном времени, что не может позволить себе никакое другое живое существо в мире. Прошлое зафиксировано в образах памяти, произвольно воскрешаемых усилием воли, будущее представлено в мечтах и фантазиях.
Воображение во многом помогает человеку в тех случаях жизни, когда практические действия или не возможны, или затруднены, или просто нецелесообразны (бесполезны).
От восприятия воображение отличается тем, что его образы не всегда соответствуют реальности, в них есть элементы фантазии, вымысла. Если воображение рисует сознанию такие картины, которым ничего или мало чего соответствует в действительности, то оно носит название фантазии.
1.3. Физическая оценка окружающего.
Физика, в свою очередь, является точной наукой, поэтому, чтобы не вгрызаться в полемику - фантазия важнее и нужнее или реальность, скажем, что и реальность несет немаловажную роль. Человек видит все вокруг себя в уменьшенном размере, воспринимает только солнечные лучи. Из биологии известно, что глаз - орган неидеальной точности. На глаз влияют мышцы различной силы, у сетчатки глаза есть некоторая кривизна, оба глаза расположены горизонтально, в них есть слепые пятна, да и вообще: область бинокулярного зрения у человека мала и видит он только перед собой, в то время как муха со своими фасеточными глазами способна видеть и сзади и воспринимать более 300 изображений в секунду!
Поэтому доверие такому варианту субъективной оценки как «на глазок», особенно в физике, не оправданно. Следовательно, то, что есть на самом деле, мы воспринимаем с искажениями.
Глава II . Особенности человеческого воображения.
2.1. Воображение и реальность
Воображение может быть четырех основных видов: активное, пассивное, продуктивное и репродуктивное. Сталкиваясь с оптическими иллюзиями, люди без воли обманывают свой разум, чаще всего даже не замечая этого и, лишь прибегнув к помощи измерительных приборов, обнаруживают несоответствие. Некоторое время назад вы смогли убедиться в этом. Посмотрите на рисунок 1: на нем две перпендикулярные друг другу палочки, которые пересекаются.
Они равны, но кажется что вертикальная заметно длиннее горизонтальной. Когда наблюдателей просили нарисовать на самом деле равные палочки, то от реальных размеров результат отличался на 33%! Образы пассивного воображения возникают помимо воли и желания человека. Но никакая фантазия не способна изобрести нечто такое, что не было бы человеку известно, следовательно: человек сознательно будет изображать эти палочки с несоответствием в 33%, так как уверен в своей правоте и, даже узнав об ошибке, он и в дальнейшем будет ее совершать, ведь именно в таком виде они будут для него равными, к тому же это закоренелая привычка, избавиться от которой практически невозможно.
Как было написано выше, именно благодаря воображению человек способен творить. Но чаще всего, импульсом творческого процесса является активное (усилием воли), продуктивное (сознательное конструирование без воспроизведения созданного до…) и репродуктивное (копирование) типы воображения.
Гораздо реже таким толчком служит пассивное воображение. Хотя известно на примере поэзии, как автор непроизвольно сочиняет стихи, при этом стремится найти возможность записи новой рифмы, чтобы не потерять ее. Говорят: появилось вдохновение. Кроме того, творческий процесс, начинаясь, как правило, с волевого усилия, т.е. с акта воображения, постепенно настолько захватывает автора, что воображение становится спонтанным, и уже не он творит образы, а образы владеют и управляют художником, и он подчиняется их логике.
2.2. Невозможные фигуры - особенность воображения.
Поэтому появилась цель подробнее рассказать об особом виде иллюзий и рисунков: невозможные фигуры и объекты. Первую невозможную фигуру создал в 1934 году шведский художник Оскар Ройтерсверд, изобразив девять кубиков в особом порядке (рис.2).
Перу Ройтерсверда принадлежат сотни вариантов. Три из них, в том числе кубики, были воспроизведены на серии почтовых марок, выпущенных в Швеции в 1982 году.
Но, пожалуй, самая известная из невозможных фигур - это треугольник Пенроуза, (рис.3) опубликованный в 1958 году в «Британском психологическом журнале» Л. и Р. Пенроузами.
Они основывались на рисунке Ройтерсверда. Присмотревшись к треугольнику, мы видим, что все три угла этой рамы являются прямыми, хотя ясно, что этого быть не может. Здесь вступают в конфликт между собой усвоенные нами с детства правила изображения предметов на плоском листе бумаги.
Еще больше подливает масла в огонь конфликта между воображением и здравым смыслом - чертеж, показывающий, как можно сделать треугольник Пенроуза (рис.4).
Как вы видите для этого нужно всего то три деревянных кубика и три брусочка, соединенных палочками, как показано здесь или клеем - и готово!
Несмотря на всю простоту этого треугольника, можно нарисовать невозможную фигуру из меньшего количества элементов. Обратите внимание на этот пример из двух брусков (рис.5): справа они лежат друг на друге, а слева - рядом друг с другом.
Поняв принцип рисования простых невозможных фигур, можно рисовать и более сложные. Обратите внимание на эту трапецию (рис.6) - принцип ее рисования заключен в том, что углы её, если к ним приглядеться, на самом деле прямые, аналогично углам в невозможном треугольнике Пенроуза.
А этот кубик (рис.7) примечателен тем, что, если вспомнить из геометрии его определение - все грани равны между собой, это совсем не кубик, хотя три средние грани, образующие перевернутый значок «Мерседеса», равны, но остальные, видимые нам шесть граней, нет. Вот объяснение его невозможности.
Известны фигуры, в которых пропадает один элемент или промежуток между элементами. Они близки по принципу начертания к «полуторабрусковым» рисункам. Попытайтесь сосчитать количество брусков на этом рисунке 8.
Неверно предполагать, что «невозможность» - удел лишь геометрических фигур. Такими эффектами пользовались и продолжают пользоваться художники сюрреализма, футуризма и ряда других направлений в живописи.
Вот продукт воображения некоего художника (рис.9). Это невозможный камертон, от которого исходит вполне нормальная тень, от которой отходят вполне нормальные, звуковые волны.
Как известно, к телескопу часто прикрепляют меньшую телескопическую трубу, так называемый искатель, позволяющий более или менее точно навести основной телескоп на тот участок неба, который мы хотим рассмотреть. Тогда сколько дополнительных подзорных труб пристроено к этому телескопу (рис.10).
И, если вы их обнаружите, где, собственно, основная-то труба!?
Вилка Дьявола (рис. 11) была таковой названа одним из увидевших за «феномен» превращения из четырехугольника с двумя отходящими прямоугольными параллелепипедами в трехштырьковую вилку с цилиндрическими концами.
Но на самом деле принцип вилки Дьявола очень прост - элементарен. Как известно, у части прямоугольного четырехугольника сбоку видно лишь три грани, а у цилиндра при наблюдении сбоку - две линии завершения, следовательно - три плюс три и разделить на два - три цилиндрика.
По принципу «вилки Дьявола» нарисовано множество картинок на другие темы и сюжеты. К примеру, на этой картинке (рис.12) три человечка слева несут три трубы, а два справа им помогают нести два… бруска.
А на этой картинке (рис.13) использованы свойства тени и, конечно, эффект исчезновения элемента.
Глава III . Оптические иллюзии.
3.1. Оптические иллюзии - неотьемлемая часть человеческой жизни
Ряд очень важных особенностей человеческого зрения позволил нам создавать изображения на плоскости, а воспринимать в объеме. А ведь это обман зрения. Смешение цветов на холсте мы бы восприняли пятнами, и картина была бы для нас множеством клякс на бумаге. Поэтому, то, что мы видим на картине лишь иллюзия повседневности.
3.2. История открытий.
Впервые исследование в области оптических геометрических иллюзий было сделано физиком Оппелем. Затем было более 200 научных работ на эту тему, где все авторы пытались найти свое объяснение этой проблеме. Каждый ученый долго разыскивал свою теорию на этот счет, однако, видимо, никто так и не догадался, что эти иллюзии, скорее являются правилом, нежели исключением и что эти особенности зрения и восприятия накладывают свой отпечаток на всю нашу повседневную жизнь, а не только на отдельные картинки. С особенностями зрения были очень хорошо знакомы древние греки - расстояние между колоннами Парфенона были разными, а зрителями воспринимались как одинаковые - иллюзия. Но один архитектор, более близкий нашему времени спроектировал здание с очень высокой точностью, а когда его построили, то оказалось, что если наблюдать спереди, то линия крыши вогнута наружу, если сбоку, то - вовнутрь. Все расстояния были четко промерены, но неточности не нашлось - особенности человеческого зрения. Иллюзия. Как одну из задач этой научной работы мы попытались классифицировать наиболее известные оптикогеометрические иллюзии и объяснить возможность появления некоторых из них.
3.3. Классификация оптических иллюзий.
3.3.1. Иллюзия пересечения.
Вновь обратимся к картинке, на которой изображены горизонтальная и вертикальная линии (рис.1). Как было замечено - горизонтальная линия кажется гораздо короче вертикальной, если не прибегать к помощи измерительных инструментов. Одной из причин такой ошибки является пересекающая вертикальная линия. Причина нашей ошибки в том, что у человека есть бинокулярное зрение - серединка от общей картины, воспринимаемой глазами; по мере удаления от середины взгляда зрение перестает быть таким же четким, как в радиусе бинокулярного. Поэтому взгляд человека «приковывается» к пересекающей линии, а то, что левее и правее падает за радиус наиболее четкого зрения. Горизонталь поделена надвое, поэтому и кажется меньше, попадая в слабые фланги рисунка.
В результате получаются очень большие ошибки, но утешает одно - они возникают лишь тогда, когда экспериментатор довольствуется только оценкой на глаз, не прибегал к помощи масштабной линейки.
3.3.2. Иллюзия «продолжения-обрыва».
Иллюзия, которую вы сейчас наблюдаете (рис. 14) известна вот уже более ста лет. К концам двух равных по длине линий пририсованы стрелки, к одной - расходящиеся в разные стороны, к другой - сходящиеся навстречу друг другу. Правая линия кажется короче левой. Наиболее ярко такая иллюзия проявляется, если стрелки делят точно пополам, но нижняя кажется намного длиннее верхней. После того, как наблюдатель нарисовал «действительно равные» линии, то несоответствие с реальностью составило 33%. Все дело в том, что стрелки направления служат в одном случае как ложное удлинение, а в другом - укорачиванием. Стрелки, направленные навстречу друг другу, являются «продолжением» вертикальной линии, а стрелки, идущие в разных направлениях, наоборот - «ограничителями» длины.
3.3.3. Иллюзия искривления.
С искривлением прямых существует множество всевозможных иллюзий. На этой картинке (рис.15) из-за заднего плана создается впечатление, что эти линии вовсе не параллельные линии, а дуги.
В данном случае визуальное искривление связано в первую очередь с задним планом. Дело в том, что, если вы заметили, на первый план как бы выходят не две линии, а пятно с исходящими от него лучами. Пятно «приковывает» бинокулярное зрение, и две линии выходят за его пределы. У глаз есть еще одно очень интересное свойство: прямые линии под пестротой цветов становятся дугообразными. Обратите внимание на эту картинку: на ней через каждую вертикальную кривую изображена прямая, но под действием черных и белых зигзагов и чередованием кривых и прямых, кажется, что здесь-то прямого ничего нет.
Известно, что черные и белые цвета могут вызывать у человека множество иллюзий - так устроена сетчатка. Поэтому существует множество способов игры со слабостями зрения. На этой картинке (рис.16) создается впечатление искривленных горизонтальных линий потому, что смещены между собой черные и белые квадратики.
На самом деле горизонтальные линии параллельны.
3.3.4. Иррадиация.
Уже более века известно, что на сетчатке глаза возникает изображение, состоящее из светлых и темных областей, свет от ярко освещенных участков как бы перетекает на темные участки. Это называется иррадиацией. Наблюдать такое последствие контраста можно на этом рисунке 17.
На пересечении белых линий, между черными квадратами образуются так называемые вспышки серого цвета.
Темные предметы всегда кажутся меньшими светлых предметов того же размера. Если рассматривать одновременно черный круг и белую окружность одинаковых размеров на светлом фоне, то площадь окружности будет нам казаться на 20% больше площади круга.
В темной одежде люди кажутся тоньше, чем в светлой. Солнце на закате образует «выемку» в линии горизонта.
Иррадиация зависит только от несовершенства нашего зрительного аппарата.
3.3.5. Внешнее давление на размеры предмета.
У человеческого мозга есть одно потрясающее свойство сравнения. Так, говоря о величине слона, мы мысленно сравниваем его с другими объектами, и он кажется нам гигантским. Но мало кто из людей видел синего кита в полный размер. Но, если сравнивать синего кита со слоном, то слон покажется глазу величиной с собаку. Этим объясняется еще один тип зрительных иллюзий.
Посмотрите на эти кружки (рис.19). Вам ясно видно, что правый кружок заметно меньше левого, но на самом деле это не так.
Оба кружка по размеру одинаковы. И виною этой иллюзии является все то же сравнение. Левый объект окружают круги большего диаметра, чем левого и из-за этого создается впечатление, что правый кружок больше. В реальной жизни ребенку воспитатель в детском саду кажется гигантом, но дети растут и, когда ребенок станет такого же роста, как и воспитатель, он перестанет ему казаться таким.
У треугольника (рис.20) в этом параллелограмме стороны АВ и АС равны, хотя под действием внешних объектов создается впечатление, что АВ длиннее.
Заключение.
В этой работе были рассмотрены и изучены особенности зрительного аппарата, благодаря которым возникают оптические иллюзии, с точки зрения физики, биологии и психологии. Были найдены и прочитаны статьи на эту тему. В работе были сделаны попытки классифицировать на несколько основных типов оптические иллюзии. Было выяснено, что виною их возникновения являются не только особенности глаза, но и головного мозга. Поэтому эту проблему нельзя изучать однобоко, пользуясь лишь физикой.
Хочется напомнить еще раз: искажения зрения, о которых было написано выше, присуще каждому из нас. Поэтому ошибки, связанные с ними присущи как простым смертным, так и профессионалам-художникам, архитекторам и многим другим. Помните: наши глазомерные оценки геометрических величин находятся в непосредственной зависимости, как от физических параметров, так и от психологических особенностей.
Даже в самых серьезных научных работах и проектах можно допустить ошибку, которая может привести к ужасным последствиям, пользуясь даже в малой доле оценкой на глаз.
Научная литература.
1. Аксенова М., Измайлова С. Энциклопедия для детей. Том Биология. М.,
«Аванта+» 1994. с.29.
2. Перельман Я.И. Занимательная механика. 1979, с.123.
3. Перельман Я.И. Занимательная физика. М. 1981, с.73.
4. Иванов П.С. Журнал «Наука и жизнь». М. 1989, № 4, с.116.
5. Трайтака Д.И. Биология. Справочные материалы. М., «Просвещение» 1994,
6. Рассел К., Картер Ф. Улучши свой интеллект. Минск, «Попурри» 1996, с.45.
Физиологические иллюзии могут возникать у совершенно здоровых психически людей под влиянием аффективных состояний - напряжения, усталости или по причине снижения степени внимания. Иллюзии физического и физиологического характера считаются эпизодическими, кратковременными, и их можно мгновенно критически оценить.
При этом возможность человека, прийти к критической оценке, считается наиболее важным и основным критерием разграничения простых иллюзий и нарушений патологического психического состояния, изучением которых занимаются психиатры.
Ориентировочные рефлексы человека являются, результатом воздействия различных внешних специфических раздражителей, проявляющихся в качестве сокращений мышц, относящихся к конкретному органу, что приводит его в положение, максимально соответствующее внешнему воздействию.
Восприятие человеком действительности, когда он считает, что "видит" или "слышит", представляет собой отчёт сознания вследствие раздражения определённых рецепторов конкретных воспринимающих элементов (сетчатки глаза, кортиева органа и пр.). На первый взгляд, эти процессы должны находиться в полном соответствии друг с другом (гармоничное соответствие объективного проявления и субъективного восприятия), однако это не так.
Именно расхождения между объективными реальными показателями и ошибочным или ложным восприятием субъективного характера создают физиологические иллюзии. Самым ярким примером естественной физиологической иллюзии, является нарушение глазомера – невозможность точно определить "на глаз" реальные размеры расстояний, предметов – расхождения в показаниях сознания восприятия и их объективных параметров.
Также физиологической иллюзией называется ошибочное восприятие уменьшенных визуально размеров крупного предмета, если он находится в группе мелких элементов, и наоборот. Известный физиологический эффект часто демонстрируют психологи и врачи офтальмологи – при надавливании пальцем сбоку на глазное яблоко все предметы в восприятии человека, раздваиваются.
То есть, можно назвать все физиологические иллюзии специальными эффектами преувеличенной стимуляции органов зрения и мозга (цветом, яркостью, движением, позицией, размерами, наклонами). Любая физиологическая иллюзия может возникнуть под воздействием неадекватного по качеству или силе раздражителя на любой орган чувств.
К физиологической иллюзии специалисты относят часто встречающееся явление - "иллюзию противовращения", появляющуюся у человека при воздействии на полукружные каналы вестибулярного аппарата в процессе изменения скорости вращения в конкретной плоскости (например, у космонавтов, лётчиков, в случае длительного катания на карусели). Направление восприятия иллюзии противовращения прямо противоположно реальному процессу вращения.
Любую иллюзию противовращения сопровождают расстройства вегетативного характера, ощущения (ложные, мнимые) вращения собственного тела и предметов, часто человек ощущает неприятные изменения сознания, появляются чувство страха и растерянности, рассредоточивается внимание.
Чтобы подавить эти ощущения необходимо проявить волевое усилие, чтобы избежать – длительные тренировки вестибулярно-вегетативного аппарата, рефлексов (это, конечно, касается лётчиков и космонавтов, для того чтобы они имели возможность в процессе "слепого" полёта не реагировать на иллюзию, а ориентироваться по приборам).
Физиологические иллюзии, будучи явлениями, более-менее всем известными, легко корректируются здоровыми психически людьми, и только в редких случаях приводят к ложным и мнимым восприятиям. Сами по себе такие одиночные физиологические иллюзии не обуславливают бредового состояния, не являются источниками его проявления или дальнейшего развития. А в качестве дополнительного признака они могут только усиливать уже развившийся в результате психического заболевания бред, как извращённое внешнее болезненное восприятие.
По мнению Д. Н. Узнадзе одной из форм физиологической иллюзии является иллюзия установки, неправильное восприятие массы, объёма предметов, какой-либо величины. Данная иллюзия создаётся при неоднократном сравнении нескольких пар предметов, для получения нужного результата проводят серию опытов, создавая предварительно нужные предпосылки для возникновения физиологической иллюзии установки, то есть, условия непосредственно установки.
Так, например, при поднимании одновременно каждой рукой пары предметов, различающихся по весу, а следом – другой пары, с одинаковым весом, возникает иллюзия установки, что предмет, находящийся в той руке, в которой до этого был более лёгкий предмет, является более тяжёлым (контрастная физиологическая иллюзия установки).
Д. Н. Узнадзе объясняет механизмы возникновения иллюзии установки теорией стойкого образования у человека внутренних подсознательных восприятий (установок), подготавливающих его к последующему, уже мнимому восприятию дальнейших событий.
Некоторые физиологические иллюзии восприятия отличаются сложным характером проявления, например, ситуация невесомости, при непривычной и незнакомой сознанию человека стимуляции вестибулярных ощущений, нарушает визуальную и акустическую оценку положения объектов (к подобным явлениям относятся физиологические иллюзии времени, осязания, температуры, цвета и пр.).
Общей теории, объясняющей механизмы возникновения физиологической иллюзии, по сей день не существует. Иллюзорные эффекты по теории немецкого учёного Г. Гельмгольца, представляются результатом функционирования в необычных условиях одних и тех же постоянных механизмов восприятия, которые в привычных условиях обеспечивают устойчивую реальность.
Проявления иллюзий физиологического характера учёные объясняют спецификой процессов кодирования в сознании информации, особенностями строения глаза, световыми эффектами, возникновением иррадиации, контрастов.
Изменение особенности восприятия физиологических иллюзий можно трактовать в качестве определения глобальных характеристик и личностных качеств человека – его эмоциональное состояние в критических ситуациях восприятия (в момент усталости или активности), его характер, и даже определить тип личности, патологические изменения, статус человека, свойственную ему самооценку, склонность к внушению.
Примеров физиологических иллюзий очень много. Существует известная многим психологам иллюзия восприятия цвета, при которой тёмная фигура на светлом фоне, всегда будет казаться меньшей по размеру, чем светлая фигура на тёмном фоне, хотя в реальности они одинаковы. Этот эффект в давние времена использовали дуэлянты, они предпочитали приходить на дуэль, одетые в чёрные костюмы, справедливо полагая, что в меньшую визуально фигуру, будет сложнее попасть из пистолета.
Этот эффект учёные объясняют иррадиацией - возникшее на сетчатке глаза изображение, состоящее из светлых и тёмных зон, искажается под воздействием того, что свет от ярко освещённых участков условно " перемещается" в тёмные участки. За счёт этого явления светлый предмет на тёмном фоне воспринимается большим, чем он есть в реальности, так как "захватывает" участок тёмного фона.
Учёным и специалистам в различных отраслях известны самые разнообразные и интересные физиологические иллюзии. Иллюзия Вебера заключается в том, что холодный предмет всегда воспринимается более тяжёлым, чем тёплый предмет, имеющий в реальности такой же вес.
Иллюзия физиологического характера звукового контраста выражается в восприятии звуков одинаковой силы на фоне тихих звуков более громкими, чем на фоне более громких.
Иллюзией Мюллера-Шумана называется ошибочное восприятие более лёгкого груза после многократного поднимания тяжёлого груза, ещё легче, чем он есть в реальности и, наоборот, если несколько раз поднять лёгкий груз, то более тяжёлый, поднятый после этого, кажется тяжелее.
Иллюзия Шарпантье обманывает наше сознание визуально-физиологическим путём – поднимая два одинаковых по весу и внешнему виду предмета, имеющих при этом разный объём, человек будет воспринимать меньший из них по габаритам - более тяжёлым.
Эффект Бецольда-Брюкке – это иллюзия, выражающаяся в изменениях оттенка света в случаях изменения его интенсивности. Особенно желто-красные и желто-зеленые тона при увеличении интенсивности освещения воспринимаются как более желтые, а голубовато-красные и голубовато-зеленые воспринимаются более голубыми. В чистых красных, желтых, зеленых и голубых тонах этот эффект не имеет места.
Эффект Пуркинье был открыт им в 1825 году, когда он обратил внимание на изменение яркости дорожных знаков голубого и красного цвета в разное время суток. В дневное время краски были одинаково яркими, а на закате голубая краска казалась более яркой, чем красная. А в сумерках цвета блекнут полностью, и воспринимаются человеком в серых тонах. Красный цвет кажется чёрным, а голубой - белым. Этот эффект вызван переходом при слабой освещённости колбочкового зрения к палочковому.
Иллюзия Луны состоит в том, что видимый (или кажущийся) размер этого небесного тела (или Солнца) воспринимается человеком приблизительно в 1,5 раза большим, когда тело расположено низко над горизонтом, чем при нахождении его высоко в зените. Это пример настоящей физиологической иллюзии. Доказать что это "игра" восприятия можно, постаравшись закрыть на расстоянии вытянутой руки Луну большим пальцем. Он закроет одинаково как восходящий лунный диск, так и небесное тело, находящееся в зените.
Необыкновенно интересным является эффект Мак-Гурка, практически доказывающий, что слуховая и визуальная информации, которые доносит до сознания человека речь, не только взаимодействуют в сознании между собой, но и влияют на то, что человек слышит. Учёные Мак-Гурк и Мак-Дональд провели удивительный эксперимент, создав условия, при которых слуховые сигнальные импульсы произносимого слога не отвечали соответствующим движениям губ.
Для этого участникам эксперимента предъявляли видеозапись человека, произносившего только губами несколько раз слоги "ga-ga", а фонограмма озвучивала другие слоги – "ba-ba". Слушая фонограмму с закрытыми глазами, участники узнавали правильные слоги. При визуальном восприятии только движений губ говорившего человека, при отключённой фонограмме, они так же точно воспринимали произносимые звуки как "ga-ga".
Но, при одновременном предъявлении им противоречащих слуховых и зрительных стимулов, они слышали такие звуки, которых не было вообще в действительности ни в одном случае, а что оказалось ещё более интересным для учёных, так это то, что большая часть участников эксперимента не осознали несоответствия слухового и зрительного восприятия стимуляции. Эффект Мак-Гурка многие специалисты называют классическим примером физиологической иллюзии, так как в ней задействованы сразу два органа чувств.
Физика - источник вдохновения философов, материал для обобщений, а также повод для нескончаемых иллюзий. Вообще, в мире трудно отделить иллюзии от реальности. Многое зависит от точки зрения. В этой статье она научная, хотя и в науке есть немало ожесточенных споров.
Пожалуй, более всего повлияли на философов три достижения в физике: термодинамика с ее тепловой смертью Вселенной, расщепление атома и теория относительности. Причем наиболее шумным также и для самой физики оказалось деление атома...
Физическое тело построено из пищи. Поэтому именно для него качество питания (структурированная вода, свежие, цельные продукты, соблюдение физиологических механизмов пищеварения и усвоения пищи и продукты, насыщенные биоплазмой будет иметь решающее значение.
Но это упрощенный взгляд на такой сложный «механизм», каковым является физическое тело. Оно имеет множество интересных особенностей, сопряженных с более тонкими телами. Так, физическое тело состоит из биогенных элементов, процентное...
Хорошая физическая форма - это не только залог привлекательности, но и отличного настроения, здоровья и удачи. Специальная тренировка поможет избавиться от стресса и накопить энергию, необходимую для успешной жизни.
Освоив несложный комплекс упражнений, вы сможете улучшить качество жизни, найдя для себя неиссякаемый источник энергии. Жизнь без перенапряжения - это возможно. «Комплект антикризисных мер» поможет расслабиться, забыть о чувстве стресса, стать бодрее, удачливее и успешнее...
Физическая зависимость от алкоголя или наркотиков у крыс развивается в результате потери пластичности мозга - утраты способности его клеток регулировать интенсивность взаимодействия между собой, это открытие поможет создать методы лечения зависимости у людей, сообщается в статье французских исследователей, опубликованной в журнале Science в пятницу.
Крысы, как выяснилось совсем недавно, так же, как и люди, могут попасть под физическую зависимость от наркотических веществ. У грызунов возникают...
Современная философская наука определяет пространство и время как всеобщие формы существования, координации объектов. Пространство имеет три измерения: длину, ширину и высоту, а время лишь одно - направление от прошлого через настоящее к будущему.
Пространство и время существуют объективно, вне и независимо от сознания.
По этому определению время - ещё одна форма существования объектов. Вторая форма.
Но может ли быть вторая форма существования? Может ли существовать кусок древесины и...
Вот и стало ясно – что в физическом мире – в нашей вселенной – материя неоднородна.
Поскольку образовалась разными способами.
Два - из которых – достаточно понятны.
И мы можем их назвать - условно говоря – духовным и ментально-витальным.
Вот и рассмотрим – в этом аспекте – разницу материальностей звезды по имени солнце, и планеты по имени земля.
Полагая – что она существует – и между всеми звёздами – и их планетами.
Много раз (и не мной одним, и не только тут) говорилось...
По поводу вегетарианства (все нижесказанное в равной степени относится и к сыроедению) мне бы хотелось сразу сделать два важных заявления.
Во-первых, вегетарианство (отказ от потребления животных белков) является иллюзией, и человек в любом случае будет продолжать употреблять животные белки, а во-вторых, вегетарианство вовсе не так безобидно, как кажется.
Сначала я хочу показать, что вегетарианство - это иллюзия.
Давайте подумаем, чем, по большому счету, отличается вегетарианец от...
Аксиомы и аксиоматизация - это важные инструменты познания. Им сопутствуют иллюзии, знание которых, возможно, избавит исследователей от попыток применения инструментов там, где от них нет никакой пользы.
При слове "аксиома", обычно вспоминаются аксиомы геометрии Эвклида как образец для подражания и как убедительная причина введения такого понятия. Однако для других наук попытки подражания закончились крахом (есть, правда, и иные мнения). А один из постулатов Эвклида, якобы не требующий...
