НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ "Путешествие в удивительный мир оптических иллюзий."

                     Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа п. Новопушкинское»

Энгельсского муниципального района Саратовской области.

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ

Путешествие в удивительный мир

 оптических иллюзий.

Выполнила ученица 6а класса

Попкова Ксения

Руководитель учитель математики

Трунина Татьяна Николаевна

2019 год

Оглавление:

1.Введение. Цели и задачи исследовательской работы……………..……..….…3

    2.Основная часть

     Определение понятия «зрительные иллюзии»………..………………..…... .4

     Механизм работы оптической системы глаза…..………...……………..........4

     Причины возникновения оптических иллюзий .……………..……………....5

      Виды зрительных иллюзий………………………..………………..….……...5

      Миражи…………..……………………...…………………………………...….5

     Иллюзии восприятия размера ……..…….………..…………….…..….……...5

     Иллюзия, обусловленная контрастом …..………....…………………......…...5

     Искажение формы предметов ……..………………...…………….…..…........6

          Перевёртыши. …..……………………..……………..………….…...…….…..6

          Движущиеся иллюзии …………………….…………..………..……….……..6

      Живые портреты …………………………..…………..………………............7

      Геометрические иллюзии………..…………….………..………….....………..7

      Невозможные фигуры и объекты…………………………………..……….…8

   3. Опрос одноклассников, мониторинг результатов…………….……..…..……..8

4. Заключение.……………………………………………………………..….…....10

5.Используемая литература……………….………………………………............11

                                                    Введение.

Мы часто говорим «об обмане зрения», «обмане слуха», но обмана чувств не бывает. Но что же нас обманывает? Наш собственный мозг.

Большая часть обманов зрения зависит от того, что мы не только видим, но и бессознательно рассуждаем, и сами вводим себя в заблуждение. Получается, что это – обман суждения, а не чувств.

        Зрительные иллюзии широко используются в архитектуре для создания кажущегося увеличения высоты и площади залов; в изобразительном и цирковом искусстве; в кинематографе и телевидении.

Что же такое «оптические иллюзии», и что лежит в основе иллюзий – чудеса или наука;стоит ли доверять всему, что мы видим? Можно ли увидеть то, что никто не видел? Правда ли, что неподвижные предметы могут двигаться? Каково разнообразие оптических иллюзий?Все это предстоит мне выяснить в моей работе.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие

задачи:

1.  Подобрать материал о видах оптических иллюзий и причинах их возникновения.

2.  Провести исследование, в ходе которого можно будет определить процент объективности восприятия объекта учащимися моего класса.

3. Научиться управлять иллюзиями.

Объект исследования - оптические иллюзии.

Предмет исследования - причины возникновения оптических  иллюзий.

Гипотеза исследования – в основе иллюзий лежат обычные природные явления.

Основные методы  работы: 
1. Работа с материалами Интернет по данной теме. 

2.Систематизация полученных материалов. 

3.Опрос одноклассников, работников школы. 

4.Мониторинг результатов опроса. 

5.Анализ результатов мониторинга. 

2.Основная часть.

Определение понятия «зрительные иллюзии»

Изучая  вопрос о происхождении иллюзии в Интернет - сети, я выяснила,  что иллю́зия (лат. illusio «заблуждение;обман») — это обман чувств, нечто кажущееся, то есть искажённое восприятие реально существующего объекта или явления, допускающее неоднозначное понимание; программный номер иллюзиониста; в переносном смысле — нечто несбыточное, мечта.

ОПТИЧЕСКАЯ ИЛЛЮЗИЯ-это впечатление о видимом предмете или явлении, несоответствующее действительности, т.е. оптический обман.  

Всегда ли мы можем доверять нашему зрению? Как оказалось, нет! Ученые придумали и построили много обманчивых картинок, наглядно демонстрирующих, сколь ограничены возможности наших глаз. Обратите внимание на стрелки. Они создают иллюзию искажения длины.

На самом деле, как это ни странно, они равны.

Механизм работы оптической системы глаза

Изучив литературу, я выяснила, что человек видит таким образом:
1. Свет проходит сквозь роговицу и зрачок к хрусталику.
2. Затем он проходит через хрусталик и жидкость, заполняющую глазное яблоко, и попадает на сетчатку.
3. Сетчатка принимает световой импульс и передает его зрительному нерву.
4. Зрительный нерв посылает сигнал мозгу.
5. Мозг переводит сигнал в зрительный образ.

Учёные объясняют, что основными причинами возникновения оптических иллюзий является следующее: наши глаза так воспринимают идущий от предмета свет, что в мозг приходит ошибочная информация; мозг не всегда правильно реагирует на сигналы, приходящие от глаз.

Виды иллюзий:

1.Миражи:

Мира́ж (фр. mirage — букв. видимость) — оптическое явление в атмосфере: преломление потоков света на границе между резко различными по плотности и температуре слоями воздуха. Для наблюдателя такое явление заключается в том, что вместе с реально видимым отдалённым объектом (или участком неба) также видно и его отражение в атмосфере.

2.Иллюзия восприятия размера

Какой из внутренних квадратов больше? Черный или белый?

Это явление иллюзии состоит в том, что светлые предметы на темном фоне кажутся более увеличенными против своих настоящих размеров и как бы захватывают часть темного фона. Когда мы рассматриваем светлую поверхность на темном фоне, то как бы раздвигаются границы этой поверхности, и она  кажется нам больше своих истинных геометрических размеров. На рисунке за счет яркости цветов белый квадрат кажется значительно большим относительно черного квадрата на белом фоне, хотя на самом деле они имеют одинаковые размеры.

Любопытно отметить, что зная о данном свойстве черного цвета скрадывать размеры, дуэлянты в XIX веке предпочитали стреляться именно в черных костюмах в надежде на то, что противник промахнется при стрельбе.

Черные отрезки имеют одинаковую длину!

3. Иллюзии, обусловленные контрастом.

Какой круг больше? Тот, который окружен маленькими кругамиили же тот, который окружен большими?Они одинаковые.Воспринимаемая величина фигур оказывается зависимой от окружения, в котором они даны. Кружки одинакового размера кажутся разными, в зависимости от окружения: кружок кажется большим среди маленьких и меньшим среди больших.

4.Искажение формы предметов.

Параллельные линии будут восприниматься как непараллельные, если их рассматривать на фоне взаимно пересекающихся косых линий. Круг теряет свою правильную форму, если его рассматривать на фоне кривых линий.

Этот вид иллюзий находит свое объяснение в том, что резко выраженные особенности фона влияют на восприятие расположенных, на этом фоне предметов.

5.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.

6.Движущиеся иллюзии

 Неподвижное изображение кажется движущимся. Одно и то же вращающееся изображение может вращаться в разные стороны. Эффект усиливается при наклонах, вращениях, приближении или удалении головы.

Оптическую иллюзию«Вращающийся змей»  изобрел японский психиатр АкиошиКитаока, специализирующийся на зрительном восприятии и зрительных иллюзиях. «Вращающийся змей» принесла талантливому психологу мировую известность, а его работы неоднократно отмечались премиями за оригинальные исследования.

 Согласно ему, «зрительные иллюзии» как ничто другое помогают определить психическое состояние человека в данный момент.

Тест на психическую и физическую усталость.

Посмотрите на статичное изображение выше (это не анимация).

• Если изображение абсолютно неподвижно — вам не о чем беспокоиться, психическое здоровье в полном порядке. Такой результат возможен у человека уравновешенного, спокойного и отдохнувшего.
• Если изображение движется медленно — вам необходим отдых, как физический, так и моральный. Особенно важен полноценный сон, который является лучшим антидепрессантом.
• Активное движение изображения служит симптомом накопленной усталости, высокого уровня стресса и ухудшения здоровья. Вы нуждаетесь в отдыхе – может, даже в лечебно-профилактическом учреждении.

Возможно, вам стоит немного подкорректировать свой образ жизни или стереотипы мышления, чтобы наладить душевную гармонию и укрепить здоровье.

7. Живые портреты.

Многим приходилось видеть так называемые загадочные, как бы живые, портреты, которые всегда смотрят прямо на нас, следя за нашими передвижениями и обращая глаза туда, куда мы переходим. Эта интересная особенность таких портретов известна очень давно и многим всегда казалась непонятной. Чем же объясняется свойство этих портретов? Во-первых, оно объясняется тем, что зрачки глаз на портрете помещены в середине разреза глаз. Именно такими мы видим глаза, смотрящие на нас, когда же глаза смотрят в сторону, мимо нас, то зрачок и вся радужная оболочка кажутся нам находящимися не на середине глаза, несмещенными вбок. Когда мы отходим в сторону от портрета, зрачки, конечно, своего положения не меняют — остаются посреди глаз, а так как все лицо мы продолжаем видеть в прежнем положении по отношению к нам, то нам и кажется, что портрет повернул голову и следит за нами.

8.Геометрические иллюзии.

Геометрические иллюзии создают огромные возможности для художников, фотографов, модельеров. Прекрасный тому пример- картины венгерского художника Виктора Вазарели «Изучение перспективы», позволяющая «обмануть» наше зрение. Перспекти́ва — техника изображения пространственных объектов на какой-либо поверхности в соответствии с теми кажущимися сокращениями их размеров, изменениями очертаний формы и светотеневых отношений, которые наблюдаются в натуре.

Рассмотрите, как Вазарели с помощью изгибов линий удалось передать вмятины, выпуклости, капли на плоском листе бумаги. На картинах Вазарели видно как линии, уходящие в глубь, сходятся в одной точке, а фигура, находящаяся дальше от нас, изображается в виде фигуры меньших размеров.

9.Невозможные фигуры и объекты

Существует огромный класс так называемых "невозможных фигур", ошибочно или умышленно нарисованных с ошибками, в результате чего возникают забавные визуальные эффекты.

3.Опрос одноклассников. Мониторинг результатов.

Я провела исследование среди учащихся 6 классов. В опросе участвовало 27 учащихся.Ребятам нашей школы было предложено ответить на вопросы, рассматривая изображения оптических иллюзий.

1.«Какой отрезок больше (красный или синий)?» Мы получили следующие результаты:

На диаграмме видно, что большая часть учеников  выбрали синий отрезок.

2.Какой отрезок больше (AB или CD)?

На диаграмме видно, что большая часть учеников  выбрали отрезок AB
3.«Параллельны ли линии букв?». Практически все учащиеся подверглись обману иллюзии.




На диаграмме видно, что большая часть учеников  выбрали вариант- нет.

4.«Параллельны ли прямые?».

На диаграмме видно, что большая часть учеников  выбрали вариант - нет.

5.Сколько ног у слоника?

На диаграмме видно, что большая часть учеников  выбрали вариант: «3 ноги».

6.Можно ли провести касательно ко всем окружностям?

На диаграмме видно, что большая часть учеников  выбрали вариант-  нет.

4.Заключение

Итак, мое исследование оптических иллюзий подошло к концу. И я сделала вывод, что иллюзия – это не чудо, а наука. Гипотеза, выдвинутая в начале исследования, подтвердилась – практически в основе всех иллюзий лежат обычные природные явления. В процессе работы были найдены три основные причины возникновения оптических иллюзий:

1. Законы физики – преломление и отражение лучей создают иллюзии,которые называют миражами.

2. Особенности строения глаза позволяют видеть иллюзии восприятияцвета и иллюзии движения.

3. Исследование показало, что зрение контролирует не только глаз, но имозг. Оптические иллюзии – это обман нашего мозга, а зрение является посредником, который этот обман передает.

Я пришла к выводу: объекты и явления, которые мы видим, не всегда соответствуют реальности  и являются правдой. Проведенный анализ учит нас, что не всегда следует ограничиваться только оценкой на глаз, а следует подключать логику и производить измерения.

С помощью данного проекта, я сделала выводы, что 90% информации приходит в наш мозг через глаза. Зная особенности зрения, человек может анализировать получаемую картинку, понимать, когда глаза его обманывают, а когда изображение полностью реально. Подобные знания могут существенно облегчить жизнь, избавив от неприятностей, связанных со зрительными обманами. Не стоит забывать, что оптические иллюзии сопровождают нас в течение всей жизни, поэтому знание основных их видов, причин и возможных последствий необходимо знать каждому человеку.

5.Используемая литература:

Я. И. Перельман Занимательная физика. Книга 1 М.: Наука. 1986.-272 с., ил.

Перельман Я.И.  Занимательная физика. Книга 2 М.: Наука. 1986. – 272 с., ил.

А. П. Савин, В. В. Станцо Занимательная математика в рассказах для детей. –М.: Астрель. 2012. – 382 с.

Шарыгин, И. Ф. Наглядная геометрия . 5-6 кл.: пособие для общеобразовательных учреждений / М. : Дрофа, 2012. – 189.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Иллюзия_(значения)

https://ru.wikipedia.org/wiki/Оптическая_иллюзия

https://sna-kantata.ru/illyuzii-akioshi-kitaoka/