«Ну почему, почему, почему был светофор зеленым?»

МБОУ «Таксимовская средняя общеобразовательная школа №1 им. А.А.мезенцева»

«Ну почему, почему, почему был светофор зеленым?»

Автор: ученица 7 класса

Скоробач Любовь

Руководитель: учитель физики

Анашкина Ирина Владимировна

2016

Содержание:

Введение  

1. История создания светофора
2. Сигналы светофора
3. Психофизиология цвета
4. Физика цвета
5. Социологическое исследование «Что я знаю о светофоре»
6. Волонтерская акция «Помни правила движения, как таблицу умножения»

Заключение

Источники

Введение

Три глаза есть у светофора.

                                                                                                   Подчиняйся им без спора.
                                                                                                     Красный свет - прохода нет,
                                                                                                    Жёлтый – будь готов к пути,
                                                                                       А зелёный свет - иди.

  Цветовая палитра световых сигналов светофора невелика. Практически повсеместно красный сигнал светофора запрещает движение, жёлтый запрещает выезд на охраняемый светофором участок, но допускает завершение его проезда, а зелёный — разрешает движение.  

Почему выбор цветов для светофоров пал на красный, жёлтый и зелёный? Какие факторы повлияли на этот выбор?   На эти вопросы я пыталась найти ответы, познакомившись с информацией о цветовосприятии человека, с историей создания светофора.

Цель работы: рассмотреть факторы, повлиявшие на выбор цветов светофора.

Задачи:

• познакомиться с историей создания светофора;
• рассмотреть физику и психофизиологию цветовосприятия человека;
• провести социологическое исследование среди учащихся 2-х классов
•  подготовить и провести  волонтерскую акцию по ПДД в школе 1 ступени.

Методы:

• поисковый;
• исследовательский;
• анализ и синтез;
• анкетирование;
• творческая работа.

История создания светофора

Светофо́р (от рус. свет и греч. φορός — «несущий»)  — устройство оптической сигнализации, предназначенное для регулирования движения людей, велосипедов, автомобилей и иных участников дорожного движения, поездов железной дороги и метрополитена, речных и морских судов.

Первый светофор был установлен в декабре 1868 года в Лондоне возле здания Британского парламента. Его изобретатель - Дж. П. Найт - был специалистом по железнодорожным семафорам. Светофор управлялся вручную и имел два семафорных крыла: поднятые горизонтально означали сигнал «стоп», а опущенные под углом в 45° - движение с осторожностью. В тёмное время суток использовался вращающийся газовый фонарь, который подавал сигналы красного и зелёного цветов. В январе 1869 года газовый фонарь светофора взорвался, ранив управляющего светофором полицейского.

 Первая автоматическая система светофоров (способная к переключению без участия человека) была разработана в 1910 году Эрнстом Сиррином  из Чикаго. Его светофор использовал неподсвеченные надписи Stop и Proceed.

Изобретателем первого электрического светофора считается Лестер Вайр из США. В 1912 году он разработал (но не запатентовал) светофор с двумя круглыми электрическими сигналами (красного и зелёного цвета). В августе 1914 года в Кливленде (США) Американская светофорная компания установила на перекрёстке 105-й улицы и авеню Эвклида четыре электрических светофора конструкции Джеймса Хога. Они имели красный и зелёный сигнал и, переключаясь, издавали звуковой сигнал. Система управлялась полицейским, сидящим в стеклянной будке на перекрёстке. Светофоры задавали правила движения, аналогичные принятым в современной Америке: поворот направо осуществлялся в любое время при отсутствии помех, а поворот налево - на зелёный сигнал вокруг центра перекрёстка.

 В 1920 году трёхцветные светофоры с использованием жёлтого сигнала были установлены в Детройте США и Нью-Йорке. Авторами изобретений были Уильям Поттс и Джон Ф. Харрис. В Европе аналогичные светофоры были впервые установлены в 1922 году в Париже на пересечении Рю де Риволи (фр. Rue de Rivoli) и Севастопольского бульвара и в Гамбурге на площади Штефансплатц. В СССР первый светофор установили 15 января 1930 года в Ленинграде на пересечении проспектов 25 Октября и Володарского (ныне Невского и Литейного проспектов). А в Москве светофор появился в декабре того же года на углу улиц Петровка и Кузнецкий Мост. В связи с историей светофора часто упоминают имя американского изобретателя Гаррета Моргана, запатентовавшего в 1922 году светофор оригинальной конструкции. Существует устойчивый миф о большом влиянии Моргана на развитие светофоров, однако в действительности он лишь один из многих изобретателей разнообразных светофоров начала XX века. В середине 1990-х были изобретены зелёные светодиоды с достаточной яркостью и чистотой цвета, и начались эксперименты со светодиодными светофорами. Москва стала первым городом, в котором светодиодные светофоры стали применяться массово. Наиболее распространены светофоры с сигналами (обычно круглыми) трёх цветов: красного, жёлтого и зелёного.

Сигналы светофора

Наиболее распространены светофоры с сигналами (обычно круглыми) трёх цветов: красного, жёлтого и зелёного.

Почему же Лестер Вайр выбрал эти цвета? Возможно в первую очередь им, конечно же, руководило психофизиологическое восприятие цвета человеком – красного как опасность и запрет, а зеленого как спокойствие и разрешение. Но так ли это на самом деле?

На вопрос: "Что такое цвет?" — чаще всего отвечают: "Цвет — это длина волны", "Цвет — это свойство поверхности", "Цвет — это спектральный состав электромагнитного излучения". Ответы эти неточны или, как минимум, неполны.

Рассмотрим их подробнее. "Цвет — это длина волны" — но электромагнитное излучение с длиной волны, к примеру, 675 нм в зависимости от интенсивности воспринимается либо как красно-коричневый, либо как алый цвет.

"Цвет — это свойство поверхности" — но серые стены домов, освещенные закатным солнцем, кажутся нам оранжевыми.

"Цвет — это спектральный состав электромагнитного излучения" - но электромагнитное излучение различного спектрального состава может восприниматься как один и тот же цвет.

Более того, когда мы в полной темноте ударимся о дверной косяк, в нашем сознании появится цветное изображение без всякого электромагнитного излучения. Во сне или в воспоминаниях также возникают самые настоящие цветовые ощущения.

Итак, ключевыми словами в исследовании данного вопроса являются: "восприниматься", "казаться", "выглядеть", "сознание", "ощущение". То есть никакого "цвета" не существует, если нет "сознания", если некому испытывать "ощущения". Исходя из этого, можно дать такое определение:

Цвет — это ощущение, которое возникает в сознании человека при воздействии на его зрительный аппарат электромагнитного излучения с длиной волны в диапазоне от 380 до 760 нм. Эти ощущения могут быть вызваны и другими причинами: болезнь, удар, мысленная ассоциация, галлюцинации, и др.

Т.е. цвет — это, прежде всего, ощущение. "Цвет" не существует без наблюдателя. Цветовые ощущения могут существовать без объекта, но не могут существовать без субъекта

Способность к цветоощущению возникла в процессе эволюции как реакция адаптации, как способ получения сведений об окружающем мире и способ ориентирования в нем. Каждый человек воспринимает цвета индивидуально, отлично от других людей. Однако у большей части людей цветовые ощущения очень схожи.

Рассмотрим все факторы, по которым были выбраны три цвета светофора  – красный, желтый и зеленый!  Это обусловлено двумя основными причинами. Одна из них находится в сфере явлений физики, другая в области психофизиологии человека.

Психофизиология

Разные цвета различным образом воздействует на человека. Действие цветов обусловлено, с одной стороны, непосредственным физиологическим влиянием их на организм, а с другой – ассоциациями, которые цвета вызывают на основе предшествовавшего опыта. Некоторые цвета возбуждают, другие, напротив, успокаивают нервную систему.

Показательную классификацию цветов по их воздействию на настроение создал еще Гете. С этой точки зрения он разделил цвета на:

• возбуждающие, оживляющие, бодрящие;
• порождающие печально-беспокойное настроение.

К первым, он относил красно-желтые, ко вторым - фиолетовые. Промежуточное место он отводил зеленому цвету, который способствует, по мнению Гете, состоянию спокойной умиротворенности. Определяющую роль в этом эмоциональном воздействии цветов играют, по-видимому, ассоциации:  голубой цвет ассоциируется с цветом голубого неба, зеленый - с растительностью, природой, голубо-зеленый - с водою, оранжевый - с пламенем и т.д. Несомненно физиологическое воздействие цвета на человеческий организм. Французский невропатолог Ч. Фере отмечал, что показания динамометра, определяющего сжатием руки мускульную силу, изменяются при различных условиях освещения. При кратковременной работе производительность труда увеличивается при красном свете и уменьшается при синем; при длительной работе производительность труда увеличивается при зеленом цвете и снижается при синем и фиолетовом. Экспериментальные исследования В.М.Бехтерева, И.Н.Спиртова и других установили возбуждающее и угнетающее действие различных цветов, в связи с чем Бехтеревым была поставлена задача использования терапевтического эмоционального воздействия цветов на психическое состояние душевнобольных. Ф.Стефанеску-Гоанга установил, что при действии пурпурного, красного, оранжевого, желтого цветов учащается и углубляется дыхание и пульс, а при действии зеленого, голубого, синего и фиолетового цветов возникает обратное действие. Следовательно, первая группа цветов является возбуждающей, а вторая - успокаивающей. По замечаниям художников и искусствоведов:

• красный цвет- возбуждающий, согревающий, оживляющий, активный, энергичный, очень богат ассоциациями;
• оранжевый - веселый, жизнерадостный, пламенный, соединяющий радостность желтого с возбуждением красного;
• желтый - теплый, бодрящий, веселый, привлекательный, несколько кокетливый;
• зеленый - спокойный, создает приятное (уютное) настроение, очень богат ассоциациями;
• синий - спокойный, серьезный, нежный, печальный, тоскливый, мирный, сентиментальный;
• фиолетовый цвет соединяет эмоциональный эффект красного и синего цветов - одновременно притягивающий и отталкивающий, полный жизни и возбуждающий тоску и грусть.

Таким образом, цвета в светофоре выбраны исходя из психофизиологического воздействие цвета на организм. Красный цвет должен способствовать приведению человека в состояние большей внимательности и сосредоточенности.

Желтый цвет в светофоре отнюдь не случайно соседствует с красным. Во-первых, это цвет хорошего настроения и веселья. Во-вторых, как и красный, он тоже вызывает чувство приближения и одновременно возбуждения. Поэтому нет ничего удивительного, что автомобили, окрашенные в желтый цвет, гораздо реже оказываются участниками дорожных происшествий. Ну а что касается зеленого цвета в светофоре, то он здесь просто незаменим. Зеленый цвет создает чувство легкости и успокоенности (опасность миновала!).

Физика цвета

Глаз способен воспринимать волны длиной от 400 до 700 нанометров (нанометр – одна миллиардная метра, единица измерения длины световых волн).

Световые волны различаются, во-первых, длиною. Чем число колебаний больше, тем длина волны меньше, и, наоборот, чем меньше число колебаний, тем больше длина волны.

Длина световой волны обусловливает цветовой тон. Световые волны различаются, во-вторых, амплитудой их колебаний, т.е. их энергией. Она определяет яркость цвета.

Световые волны отличаются, в-третьих, формой световой волны, получающейся в результате смешения между собой световых волн различных длин. Форма световой волны обусловливает насыщенность цвета.

Согласно теории цветовое зрения Юнга-Гемгольца (1821-1894) ощущение любого цвета можно получить смешиванием спектрально чистых излучений красного, зеленого и синего цвета. Эта теория хорошо согласуется с наблюдаемыми фактами и предполагает, что в глазу есть только три типа светочувствительных приемников. Они отличаются друг от друга областями спектральной чувствительности.

Следует сказать о том, что именно эти три цвета светофора  наиболее хорошо воспринимаются глазом человека по своим физическим параметрам и длине волны. Максимальная чувствительность глаза при дневном свете достигается на длине волны 555 нм, а при сумеречном свете - на длине волны 510 нм. Длина волны в диапазоне 600–700 нм воспринимается как красный цвет, 500–600 – как зёленый, т.е. как основные цвета светофора.

Присущее им ощущение цветности красного и зеленного сигналов должно четко идентифицироваться без возможности ошибки. Что и наблюдается. Даже дальтоники, не разбирающие цветов по тональности серого,  могут безошибочно реагировать на цвет светофора красный или зеленый. Хотя это определение физическим дефектом зрения человека сильно ослаблено. Потому и существует запрет на вождение с таким заболеванием.

Из приведенного рисунка мы видим, что наши цвета  – красный, желтый и зеленый находятся в самом начале видимого спектра, соответственно имеют самую большую длину волны.

Кроме того, при создании светофора  вопрос стоял  и о диапазоне видимости при разных погодных условиях. И в учет бралось такое понятие как рассеяние света.

Это упругое рассеяние  света объектами или поверхностями, намного меньшими, чем длина волны падающего света. Этот тип рассеяния происходит в лучах синего цвета неба в течение дня. Рассеяние Рэлея обратно пропорционально четвертой степени длины волны, что означает, что более короткая длина волны синего света будет рассеяна более сильно, чем более длинные волны (например, зеленый и красный цвета). Что и бралось в учет. Эту зависимость вывел британский физик Джон Рэлей еще в 1871 г. На этой зависимости и основывали свой выбор все изобретатели светофоров, потому как мы знаем воздух, как днем, так и ночью содержит капли взвешенной жидкости. По этой причине и бралось в учет рассеяние Рэлея.

Красный, желтый и зеленый цвета рассеиваются меньше, чем другие цвета. Из этого можно сделать вывод, что в плохую погоду – туман или дождь, красный цвет светофора будет виден дальше всех, желтый рассеется чуть быстрее, ну а зеленый будет видим на менее дальнее расстояние.

Так что причина выбора именно этих трех цветов светофора, оказывается в закономерностях физики.  

Социологическое исследование «Что я знаю о светофоре»

После изучения этой темы мне стало интересно, знают ли наши младшие школьники, что означают сигналы светофора. Я провела анкетирование 39 второклассников нашей школы, предложив им ответить на следующие вопросы:

1. На какой сигнал светофора можно переходить улицу?
2. Что означает желтый сигнал светофора?
3. На какой сигнал нельзя начинать движение?
4. Как вы думаете, почему выбраны именно такие цвета для светофора?

Результат оказался ожидаемым. В Таксимо нет ни одного светофора поэтому, скорее всего о  нем  помнят те,  кто выезжал за пределы поселка.

На вопрос почему  выбраны именно такие цвета для светофора, ответы были разнообразными и интересными, хотя большенство ответили незнаю.

• Чтобы знать, что зеленый ехать желтый приготовиться, а красный стоять.
• Потому что они ярче всего светят.
• Их видно в темноте. Что бы мы понимали, когда можно идти,  а когда нельзя.
• Потому что красный обозначает  стоп,   зеленый идти, а желтый приготовиться.
• Потому что они яркие.
• Чтобы переходить или готовиться или стоять.
• Больше нет цветов.
• Они яркие и их можно увидеть при любых условиях
• Потому что это по правилам дорожного движения

        Проанализировав результаты анкетирования, я пришла к выводу, что учащимся начальных классов нашей школы необходимо напомнить правила дорожного движения.

4 «а» класс – активные участники волонтерского движения в школе и в районе. Я обратилась к их классному руководителю Потаповой Марине Николаевне, и мы вместе подготовили и провели волонтерскую акцию  «Помни правила движения, как таблицу умнажения»

«Помни правила движения, как таблицу умнажения»

Волонтерская акция

1-4 классы

1. Привет, друзья! (протягивая руку к залу)

Все: Привет, народ! (протягивают руку к залу):

   1. Сейчас приветствует всех Вас агитбригада –

Все: «Просто класс!»        

2. Мы правила дорожные примерно изучаем

3. И как вести автомобиль по правилам мы знаем

4. И в жизни каждого из нас есть давняя мечта

5. Иметь бы свой автомобиль в дальнейшем, а пока…

Все: А вы знаете, что…

6. первые попытки создать самодвижущуюся повозку были сделаны ещё два века назад.

Все: А вы знаете, что…

7. в России в 80-е годы XVIII века над её проектом работал известный русский изобретатель Иван Кулибин.

Все: А вы знаете, что…

8.в 1885 году немецкий изобретатель Г. Дайлелер, а в 1886 году его соотечественник К. Бенц начали производство первых самодвижущихся экипажей с бензиновыми двигателями.

ВСЕ: А вы знаете, что…

9. Первые правила движения были созданы в 1812г.

Все: А вы знаете, что…

10. первый советский автомобиль был выпущен в 1924 году.

ВСЕ: А вы знаете, что…

11. 3 июля 1936г. образовалась Государственная автоинспекция.

ВСЕ: А вы знаете, что…

12. Помощниками ГИБДД является отряд Юных инспекторов движения, созданный в 1973г.

ВСЕ: А вы знаете, что…

13. В 1998 году Госавтоинспекция получила новое название - Государственная инспекция безопасности дорожного движения.

На мотив песни «Если с другом вышел в путь»

1. Мы по улицам друзья

Мы по улицам друзья

Ходим без опаски

Потому что ты и я

Потому что ты и я

Изучили классно!

                Припев:

Светофор,

Переход,

Где назад, а где вперёд?

Всё знает юный пешеход.

Как по зебре идти?

Неприятность не найти

Поможет ПДД в пути.

14. Это правило первым заучи

На зеленый лишь свет вперед иди

Через улицу весь идет народ

Там, где надпись ты увидишь «Переход»

15.  Тут шалить, мешать народу - запрещается

16.  Быть примерным пешеходом – разрешается

17.  Автобус сзади обходи, налево и направо при этом посмотри

18.  Если есть тебе 14 лет – то твой транспорт – пока велосипед.

19.  В 16 лет – сядешь ты на мопед.

20.  А стукнет 18 лет – садись дружок в кабриолет.

1.  И помни, садясь за руль велосипеда, машины и мопеда

2.  Если правила не знать, если их не выполнять

Все. То беды не миновать

       3. Правил дорожных на свете немало.

4. Все бы их выучить нам не мешало,

5. Но основное из правил движенья

    Знать как таблицу должны умноженья.

 6. На мостовой - не играть, не кататься!

7.  Делаем ребятам предостережение:

выучите срочно правила движенья!

Чтоб не волновались каждый день родители,

Чтоб спокойней были за рулем водители!

На мотив песни «Улыбка»

1. Никогда нигде не забывай

Пешеходом быть внимательным и добрым

На проезжей части не играй,

И на тротуаре не толкай прохожих.

                Припев:

И тогда наверняка не получишь синяка,

И считать тебе не надо будет шишек.

Даже строгий постовой –

Старый или молодой –

Станет другом для девчонок и мальчишек.

Даже строгий постовой –

Старый или молодой –

Станет другом для девчонок и мальчишек.

Заключение

Рассмотрев все факторы, по которым были выбраны три цвета светофора  – красный, желтый и зеленый, я выяснила,  что  и психофизиологический фактор и закономерности физики сыграли роль в  выборе цветов светофора. По социологическим данным наша страна занимает первое место  в мире по количеству смертных случаев в ДТП. Поэтому нужно постоянно говорить о необходимости  соблюдения правил всеми участниками дорожного движения. Итогом моего исследования стала подготовка и проведение волонтёрской акции, на необходимость которой указали результаты опроса младших школьников.  В ближайшее время я планирую рассказать о том, почему выбор цветов для светофора пал на красный, жёлтый и зелёный и какие факторы повлияли на это своим одноклассникам на тематическом классном часе.

Источники

• В.И. Рыдник «Многоцветье спектров». Издательство «Детская литература», Москва, 1989 год.
• http://colorvisiontesting.com/
• www.kushvablog.ru
• ru.wikipedia.org