Проектная работа для конференции 'Оптические иллюзии'

Районная научно-практическая конференция школьников

«Что, как и почему - разберусь и объясню»

«Оптические иллюзии»

Автор работы: Борисова Ангелина ученица 7 класса

Руководитель: Гулиева Лариса Анатольевна -

учитель физики, химии

МОУ ООШ села Акатная Маза Хвалынского района Саратовской области

2015 год

Введение.

Видимое не всегда

соответствует действительному.

Н. Коперник

Часто можно наблюдать, что один и тот же предмет, видимый невооружённым глазом, вблизи кажется крупнее, чем на расстоянии от нас. Если нам нужно рассмотреть детали на картине, висящей на стене, мы подходим к ней ближе. Параллельные рельсы, «убегающие» вдаль, кажутся пересекающимися где-то вдали. Почему всё это происходит? Мы привыкли доверять собственному зрению, однако оно нередко обманывает нас, показывая нам то, чего в действительности не существует. В таких случаях мы сталкиваемся со зрительными иллюзиями - ошибками зрительного восприятия.

Объектом нашей работы являются зрительные иллюзии.

Цель работы: объяснить причины возникновения зрительных иллюзий.

Гипотеза: оптические иллюзии можно объяснить с помощью законом геометрической оптики.

Задачи:

- изучить теоретический материал по данной теме;

- рассмотреть виды зрительных иллюзий;

- найти примеры применения зрительных иллюзий.

Что же такое зрительные иллюзии? Слово иллюзия происходит от латинского illusere - обманывать. Оптические иллюзии - зрительные иллюзии, за счёт которых происходит искажение пространственных соотношений признаков воспринимаемых объектов. Мы воспринимаем окружающее нас как данность: солнечный луч, играющий бликами на поверхности воды, переливы красок осеннего леса, синеву неба, яркость радуги… Мы не сомневаемся что окружающий мир таков, каким мы его видим. Но так ли это на самом деле? Почему зрение иногда подводит нас? Как мозг человека интерпретирует воспринимаемые объекты? Иллюзорен ли видимый мир? Человек воспринимает большую часть информации об окружающем мире благодаря зрению, но мало кто задумывается как это происходит. В начале XIX века английский поэт Уильям Блэйк писал:

Посредством глаза, но не глазом

Смотреть на мир умеет разум.

Чаще всего глаз считают похожим на фотоаппарат или телекамеру, проецирующую внешние объекты на сетчатку глаза, которая является светочувствительной поверхностью. Мозг «смотрит» на эту картинку и «видит» всё, что нас окружает. Но это далеко не так.

Во-первых, изображение на сетчатке перевёрнуто.

Во-вторых, из-за несовершенных оптических свойств глаза, картинка на сетчатке расфокусирована, то есть размыта.

В-третьих, глаз совершает постоянные движения, значит, изображение находится в постоянной динамике.

В-четвёртых, глаз моргает приблизительно 15 раз в минуту, поэтому изображение через каждые 5 - 6 секунд престаёт проецироваться на сетчатку.

Так что же «видит» мозг? Поскольку человек обладает бинокулярным зрением, то фактически он видит два размытых, дёргающихся и периодически исчезающих изображения, а поэтому возникает проблема совмещения информации, поступающей через левый и правый глаз. Значит, оптические иллюзии - это действие, когда мы видим совершенно иное, чем оно есть на самом деле.

Все оптические иллюзии принято делить на три вида:

1.Естественные, которые создаёт сама природа, например, миражи.

2.Искусственные, то есть придуманные человеком, например, фокусы иллюзионистов.

3.Смешанные, естественные иллюзии, воссозданные человеком, например, иллюзионные картинки.

Основными причинами возникновения оптических иллюзий учёные называют следующие:

- Естественные нарушения восприятия, когда идущий от предмета свет наши глаза воспринимают ошибочно, передавая ложную информацию в мозг.

- Нарушения происходят уже во время передачи НПО нервным путям к мозгу.

- Мозг неправильно интерпретирует сигналы, поступающие от глаз.

Рассмотрим основные виды оптических иллюзий на конкретных примерах.

1. Иллюзии движения: изображённые на картинках фигуры при просмотре начинают двигаться или пульсировать, хотя на самом деле они неподвижны. (Слайды 5 - 7).

2. Иллюзии зрительного искажения: горизонтальные линии кажутся искривлёнными, хотя они все параллельны между собой (Слайд 8), а фигуры в центре мы видим перекошенными, но все они - квадраты (Слайд 9).

3. Иллюзии искажения размеров: чёрный кружок справа мы воспринимаем большего диаметра, чем левый, но они одинаковы; вертикальная линия нам кажется немного длиннее, чем горизонтальная, хотя они абсолютно одинаковы (Слайды 10, 11).

4. Иллюзии восприятия размера: сами того не замечая, мы руководствуемся именно этим видом иллюзии в выборе одежды. Соответственно на нём построено моделирование одежды для людей разной комплекции. Глядя на эту картинку (Слайд 12) любой из нас скажет, что девушка, находяшаяся справа, толще той, что слева. На самом деле это одна и та же девушка, а эффект создаётся за счёт полосок на одежде: вертикальные линии как бы «удлиняют» фигуру, а горизонтальные напротив её «расширяют». Поэтому худым следует носить одежду с горизонтальными или, в крайнем случае, косыми линиями, а дамам несколько иной комплекции предпочтительнее модели с продольной линией.

Очень многие ошибочные зрительные впечатления обусловлены тем, что мы воспринимаем фигуры и их части не отдельно, а всегда в некотором соотношении с окружающими их другими фигурами, некоторым фоном или обстановкой. К таким иллюзиям относятся те, которые часто используются на практике.

При восприятии фигуры и фона мы склонны видеть, прежде всего, пятна меньшей площади, а также пятна более яркие, выступающие. Чем больше контраст, тем лучше заметен объект и тем отчетливее видны его контур и форма.

Чем меньше контраст, тем менее заметен объект. На основе иллюзии «Фигура и фон» делают камуфляжную одежду для военных и охотников. В годы Великой Отечественной войны такие камуфляжные халаты использовали снайперы и разведчики (Слайд 14).

Камуфляж в природе:

Эти модницы облачаются в новую одежду, лишь только меняется время года. Белые куропатки носят коричневое оперение (под цвет кустарника) летом, серое (под цвет скал) осенью и ослепительно-белое (под цвет снега) зимой. Таким образом, окрас птиц, обитающих в высокогорной тундре, всегда соответствует изменениям в среде обитания (Слайд 15).

Природный камуфляж позволяет антилопе оставаться незамеченной для многочисленных хищников. Подобный способ маскировки очень популярен в животном мире. Одна загвоздка - он больше подходит домоседам, нежели путешественникам. Ведь едва лишь изменится окружающий пейзаж, как животное тут же станет «видимым» (Слайд 16).

Мастерицы пэчкворда - создающие работы из разноцветных лоскутков, или художники при создании картин умело используют разновидности иллюзий «Меняющийся рельеф и перспектива», «Фигура и фон», поэтому рисунки на их изделиях, картины кажутся объемными (Слайды 18, 19).

Задание для всех по слайду

В заключении хочу показать ещё один вид зрительных иллюзий - стерео-иллюзии. Это стереокартинки и 3D изображения, когда на плоском экране или листе бумаги мы можем видеть объёмные фигуры. Стереокартинка состоит из двух картинок. Одна картинка фона, которую мы видим без усилий. Другая же это специально подготовленная 3D модель. При наложении друг на друга они становятся стереограммой. Для фона может послужить практически любая бессмысленная картинка, важно, чтобы фон не отвлекал и не привлекал внимание.

Чтобы увидеть стереокартинку полностью и с 3D эффектом, нужно максимально приблизить её к лицу, напрячь зрение. Затем медленно отдалить картинку на расстояние 20см, при этом глаза требуется расслабить. И произойдёт чудо: на переднем плане вы увидите объёмные фигуры, а рисунок фона отодвинется назад. Когда мы смотрим фильм c 3D-эффектом, специальные очки позволяют нам увидеть фигуры объёмными.

Рассматривать стереокартинки оказывается очень полезно для глаз:

- напрягая и расслабляя глазную мышцу, мы тренируем её и улучшаем остроту зрения и предупреждаем нарушения глазного давления;

- поворачивая глазное яблоко вправо и влево, усиливаем циркуляцию крови.

Выводы:

1. Я нашла ответы на вопросы, которые меня интересовали. Сходящиеся дороги объясняются разновидностью оптической иллюзии, которая называется «Меняющийся рельеф в пространстве».

2. Я рассмотрела примеры применения оптической иллюзии в жизни.

3. Если бы глаз наш не способен был поддаваться никаким обманам, не существовало бы живописи, архитектуры, скульптуры и мы лишены были бы всех наслаждений изобразительных искусств. Художники, модельеры широко пользуются этими недостатками зрения.

4. Всё, что мы видим - это ИЛЛЮЗИИ!

Список литературы:

1. А. Акбаев. Физика и живая природа. Ижевск: Удмуртский университет 1999.

2. А. А. Вадимов, М.А. Тривас. Иллюзии зрения. М.: Наука, 1971.

3. А. В. Луизов. Цвет и свет. Л.: Энергоатомиздат, 1989.

4. Я. И. Перельман. Занимательная физика. Т.1,2. М.: Наука, 1883.

5. Еженедельное приложение «Физика» к газете «Первое сентября» №37, 2000.

6. Еженедельное приложение «Физика» к газете «Первое сентября» №28, 1997.

7. Приложение «Физика для младших школьников» №6, 1999.

8. "Физиология человека" - учебное пособие для студентов мед. институтов под ред. чл. - кор. АМН СССР Г. И. Косицкого, 1985 г.