Исследовательская работа по физике "Оптические иллюзии"

15

Оглавление

Введение стр. 2

Глава 1. Оптические иллюзии и их виды

1.1. Что такое оптические иллюзии стр.3

1.2. Почему возникают оптические иллюзии стр.3

1.3. Виды оптических иллюзий стр.4-7

1.4. Сцена и экран стр. 7-8

1.5. Магические трюки стр. 8

ЗD стр. 8

Глава 2. Опыты. стр. 9-11

Анкетирование, диаграммы стр. 12-14

Заключение стр. 15

Список используемой литературы стр. 15

Введение

Актуальность

В повседневной жизни, мы очень часто сталкиваемся с оптическими иллюзиями. В своей исследовательской работе я хочу узнать, почему возникают оптические иллюзии, и познакомится с наиболее известными.

Объект исследования – почему возникают иллюзии

Предмет исследования – оптические иллюзии

Цель исследования – выяснить, почему возникают оптические иллюзии, и познакомиться с видами.

Для достижения цели, я поставила перед собой задачи:

-изучить литературу об иллюзиях;

- познакомиться с видами оптических иллюзий;

- в ходе опытов выяснить, свойства иллюзий;

- обобщить полученные знания.

Гипотеза: я думаю, что иллюзии возникают из-за особого строения глаза.

Методы исследования:

- анализ источников информации;

- проведения опытов;

- обобщение полученных знаний.

Глава 1. Оптические иллюзии и их виды.

1. Что такое оптические иллюзии?

Когда наши глаза открыты, свет из внешнего мира входит в них. Источником света может быть солнце или электрическая лампочка. Прежде чем войти в наши глаза, свет отражается от предметов, находящихся в вашем поле зрения - так называется все, что мы можем видеть.

Оптические иллюзии (более узко — зрительные иллюзии) — ошибки в зрительном восприятии, вызванные неточностью или неадекватностью процессов неосознаваемой коррекции зрительного образа (лунная иллюзия, неверная оценка длины отрезков, величины углов или цвета изображённого объекта, иллюзии движения, «иллюзия отсутствия объекта» — баннерная слепота, и др.), а также физическими причинами («сплюснутая Луна», «сломанная ложка» в стакане с водой). Причины оптических иллюзий исследуют как при рассмотрении физиологии зрения, так и в рамках изучения психологии зрительного восприятия.

1.2. Почему возникают оптические иллюзии?

Почему же возникают оптические обманы?

Зрительный аппарат человека - сложная система, обладающая определенными возможностями. С оптическими иллюзиями мы часто встречаемся в повседневной жизни.

Во-первых, это естественные оптические иллюзии , миражи. Часто возникают световые обманы относительно цвета солнца на восходе и закате или иллюзии величины небесных светил у горизонта.

Многие иллюзии объясняются строением глаза человека и его ограниченными возможностями. Так много дорожных аварий происходит в сумерках на перекрестках, где висят светофоры, когда перестраивается работа зрительного аппарата, или ночью, когда водители принимают свет светофора за свет обычного фонаря.

Подобрав правильный рисунок на обоях, мы можем зрительно расширить небольшую комнату. Выбрав нужную расцветку ткани, можно скрыть недостатки своей фигуры. Хотя зрительная иллюзия - это не всегда игра света и тени или естественное восприятие данного объекта.

Существует много специально выдуманных оптических головоломок, создающих потрясающие эффекты!

1. Виды оптических иллюзий

Иллюзии восприятия цвета

Уже около ста лет известно, что когда на сетчатке глаза возникает изображение, состоящее из светлых и тёмных областей, свет от ярко освещённых участков как бы перетекает на тёмные участки. Это явление называется оптической иррадиацией.

Одна из таких иллюзий описана в 1995 году профессором Мачассуасетского технологического института Эдвардом Адельсоном ("иллюзия тени Адельсона"). Он обратил внимание, что восприятие цвета существенно зависит от фона и одинаковые цвета на разном фоне воспринимаются нами как разные, даже если находятся близко и видны нами одновременно.

Восприятие глубины

Иллюзии восприятия глубины — неадекватное отражение воспринимаемого предмета и его свойств. В настоящее время наиболее изученными являются иллюзорные эффекты, наблюдаемые при зрительном восприятии двухмерных контурных изображений. Мозг бессознательно видит рисунки только одно-выпуклые (-вогнутые). Восприятие зависит от направления внешнего (реального или подразумеваемого) освещения.

Восприятие размера

Иллюзии часто приводят к совершенно неверным количественным оценкам реальных геометрических величин. Оказывается, что можно ошибиться на 25 % и больше, если глазомерные оценки не проверить линейкой.

Глазомерные оценки геометрических реальных величин очень сильно зависят от характера фона изображения. Это относится к длинам (иллюзия Понцо), площадям, радиусам кривизны. Можно показать также, что сказанное справедливо и в отношении углов, форм и так далее.

Движущиеся иллюзии

Неподвижное изображение кажется движущимся.

При рассматривании одинаковых движущихся мячей, можно увидеть, что они разного размера.

Одно и то же анимационное изображение может изображать вращающийся объект по

часовой, против часовой или попеременно (совершать колебательные движения).

Перевёртыши

Перевёртыш — вид оптической иллюзии, в которой от направления взгляда зависит характер воспринимаемого объекта. Одной из таких иллюзий является «уткозаяц»: изображение может трактоваться и как изображение утки, и как изображение зайца.

Стерео-иллюзии

Стереопары, наложенные на периодическую структуру (Бела Юллеш, Венгрия) позволяют наблюдать стереоизображение так же, как и обычную стереопару. Периодическое изображение облегчает «разведение» глаз (как правило, на бесконечность), что после фокусировки глаз на расстояние несколько десятков сантиметров позволяет увидеть стереоизображение.

Метод позволяет частично совмещать изображения стереопары, снимая ограничения на их размер, однако накладывает некоторые ограничения на содержание рисунков и практически рассчитывается с помощью компьютеров.

Известны также под калькированным с английского названием «автостереограммы» Комната Эймса

Комната, придуманная Адельбертом Эймсом-мл. в 1946 году, представляет собой пример трёхмерной оптической иллюзии. Комната спроектирована таким образом, что при взгляде спереди кажется обычной, с перпендикулярными стенами и потолком. На самом деле, форма комнаты представляет собой трапецию, где дальняя стена расположена под очень острым углом к одной стене и, соответственно, под тупым углом к другой. Правый угол, таким образом, значительно ближе к наблюдателю, чем левый.

Засчёт иллюзии, усиливаемой соответственно искажёнными шахматными клетками на полу и стенах, человек, стоящий в ближнем углу, выглядит великаном по сравнению состоящим в дальнем. Когда человек переходит из угла в угол, наблюдателю кажется, что он резко растёт или, наоборот, уменьшается.

1. Сцена и экран

В наши дни большинство невероятных специальных эффектов, которые можно создавать с помощью компьютеров.

Создатели фильмов всегда использовали зрительные иллюзии, даже на заре кинематографа – более 100 лет назад. В то время иллюзии основывались на технике, успешно принявшейся на театральной сцене.

Один из самых ранних спецэффектов, использовавшихся в театре, - призрак узника. Большое зеркало, спрятанное под сценой, передавало отражение фигуры актера на большой лист стекла, установленный на авансцене. Стекло на затемненной сцене было незаметно, и перед зрителями появлялся прозрачный призрак!

В кино и на телевидении часто используется технический прием, который называют наложением: два эпизода показывают одновременно. Это создает иллюзию, что один и тот же актер дважды появляется в одном кадре.

На телевидении наложение часто делают с помощью цветовой рирпроекции. Две видеоленты, либо изображают с двух камер, демонстрируют одновременно. Каждый раз, когда на первой картинке появляется голубой фон, она накладывается на вторую картинку.

С помощью компьютеров на телевидении и в кино удается создавать почти любые зрительные эффекты. Картинку можно сохранить в цифровом формате - в виде триллионов двоичных чисел .Компьютерное программное обеспечение способно производить сложные вычисления с сохраненными числами для получения впечатляющих эффектов.

1. Магические трюки

Большинство магических трюков, или фокусов, - это оптические иллюзии, нуждающихся в многолетних тренировках. Фокусники, или иллюзионисты, владеют искусством обмана зрения.

Демонстрируя ловкость рук, фокусники стараются отвлечь внимание зрителей.

Для этого они часто взмахивают волшебной палочкой.

Чтобы обмануть аудиторию, фокусники используют ловкость рук.

Манипуляция - способ держать игральные карты или монеты так, чтобы их не было видно зрителям. Нужны длительные тренировки, чтобы движения рук, скрывающих предмет, выглядели естественными.

Дэвид Копперфилд сегодня чуть ли не самый знаменитый иллюзионист мира.

Один из его наиболее успешных трюков - когда он создает впечатление, что летит над сценой.

3D

Вы можете рассматривать трехмерные ( стереоскопические) картинки и смотреть стереоскопические фильмы, надев специальные очки, у которых одна линза красная, а другая зеленая.

Две слегка отличающиеся друг от друга картинки печатаются одна поверх другой. Каждую из них можно увидеть только через одно соответствующее ей стекло цветных очков. Так каждый глаз видит свою картинку, мозг соединяет их, и создается трехмерное изображение.

Выводы: я узнала, что такое оптические иллюзии, почему они возникают, и их виды.

Глава 2. Опыты

Опыт 1. «Цвета спектры»

Я проделала простой опыт, который показывает, как цвета спектра, соединяясь , образуют белый цвет.

Для этого я разделила картонный кружок на шесть секторов и каждый из них раскрасила в один из цветов спектра.

Быстро вращаясь цвета начали сливаться, и вскоре вся поверхность кружка показалось белой.

Опыт 2. «Что больше?»

Для этого опыта я отрезала карточки одинакового размера, которые для наглядности сделала, синим и красным цветами.

На этой картинке видно, что красная карточка меньше чем синяя, хотя они одинаковые!

Здесь я поменяла местами карточки, и уже видно, что синяя меньше чем красная.

Все происходит из-за того, что мы, смотря на карточки, сравниваем её с другой, по верхнему сектору. Все заключается в форме этих карточек.

Опыт 3. «Преломление света»

С помощью соломинки и стакана воды, я провела простой опыт, демонстрирующий преломление света. Я опустила соломинку в стакан с водой и рассмотрела ее с разных углов.

При контакте с водой свет преломляется, искажая вид соломинки.

Опыт 4. « Гибкий карандаш ».

Для этого опыта я взяла простой карандаш и зажала его между большим и указательным пальцем с краю. Теперь начала двигать его плавно вверх-вниз и получила эффект « гибкого» карандаша.

Анкетирование

Я провела анкетирование среди одноклассников, и задала им такие вопросы:

Какие оптические иллюзии вы встречали в повседневной жизни?

Какие линии вы видите на этой картинке?

Результаты представлены в таблице и диаграмме.

Выводы: по главе второй я, провела опыты, которые показывают: цвета спектра, преломления света и др. Также я узнала мнения, своих одноклассников проводя анкетирование.

Заключение

Изучая литературу по своей теме: я

- узнала, почему возникают оптические иллюзии;

- изучила литературу об иллюзиях;

- познакомилась с видами оптических иллюзий;

- в ходе опытов выяснила, свойства иллюзий;

- обобщила полученные знания.

Список используемой литературы

А. ким, В. Демыкина «Большая Детская энциклопедия»

ru. wikipedia. Org/wiki/Обман зрения

M. Миннарт «Свет и цвет в природе»

Тед Эндрюс «Контактное ясновидение»

О. Рутерсвард «Невозможные фигуры»

С. Толанский «Оптические иллюзии»