ГАУ ДПО «Саратовский областной институт развития образования»

Направление:

Физико- математическое

Исследовательская работа

Оптические иллюзии

Автор работы:

Шарапов Дмитрий Геннадьевич,

обучающийся 10 класса,

МБОУ «СОШ №1 имени Героя Советского Союза

П. И. Чиркина г. Калининска Саратовской области»

Руководитель:

Коришонкова Надежда Александровна,

учитель физики, МБОУ «СОШ №1 

имени Героя Советского Союза

П. И. Чиркина г. Калининска

Саратовской области»

2021

Содержание

введение         3-4

основная часть        4-6

Эксперементальные опыты        7

Классификация        8-9

Вывод        11

Интернет ресурсы        12

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».

Проблема Иллюзии – игра зрения. Часто то, что мы видим обманчиво, и многое оказывается совсем не тем, чем кажется на первый взгляд. Даже самые простые вещи могут таить в себе самые неожиданные открытия, нужно только присмотреться. Но стоит ли доверять всему, что мы видим? 

Цель проекта:

1. Доказать существование оптических иллюзий в реальной жизни и выяснить, почему человеческий глаз воспринимает оптические иллюзии.

Задачи проекта:

1. Изучить тему проекта используя интернет ресурсы.
2. Выявить причины появления оптических иллюзий.
3. Продемонстрировать разные виды классификаций.

Гипотеза – «Можно ли верить своим глазам?».

Основная часть

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.

Наше  восприятие обманчиво, и многое оказывается совсем не тем, чем кажется на первый взгляд. Даже самые простые вещи могут таить в себе самые неожиданные открытия, нужно только  присмотреться.

Но 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?

Со времен древности до наших дней архитекторы и художники продолжают совершенствовать свое умение вводить людей в заблуждение с помощью различных оптических эффектов. Например, давно замечено, что на темном фоне светлые предметы кажутся больше, чем на самом деле, а тёмные на светлом выглядят меньше. В оптике это явление получило название иррадиации.

Изучение литературы, периодической печати, поиски в Интернете показали, то, что оптическое искусство таит в себе еще множество нераскрытых тайн. Человек воспринимает большую часть информации об окружающем мире благодаря зрению, но мало кто задумывается о том, как именно это происходит. Чаще всего глаз считают похожим на фотоаппарат или телекамеру, однако, мы смотрим глазами, а видим мозгом. Глаза и мозг постоянно обманывают друг друга, создают несуществующие образы, а порою мешают увидеть главное.

Но человек видит таким образом:

1. Свет проходит сквозь зрачок к хрусталику.

2. Затем он попадает на сетчатку.

3. Сетчатка передает импульс зрительному нерву.

4.Зрительный нерв посылает сигнал мозгу.

5. Мозг переводит сигнал в зрительный образ.

Так что же всё-таки "видит" наш мозг?

Наш мир полон зрительной информации. Мозг справляется с ней только благодаря накоплению образов, которые помогают не напрягаться каждый раз, видя одни и те же предметы или явления: свет и тень, размер, форма объекта и расстояние до него. Мы не сомневаемся, что реальный мир именно таков, каким мы его видим. Но иногда это неправильно. Например, угадайте – сколько (на рисунке 1) изображено лошадей 4 или 5? На самом деле – здесь нет ни одной лошади! Это всё – просто пятна. Остальное просто «дорисовывает» ваш мозг.

Рисунок 1.

Итак, оптическая иллюзия – это впечатление о видимом предмете или явлении, не соответствующее действительности, т.е. оптический обман.

Восприятие размера человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, хиазму, зрительные тракты в определенные области  затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор или зрительную систему.

Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопичным (то есть формировать трехмерное изображение). Зрительные сигналы поступают в три различные системы мозга, каждая из которых имеет свою функцию: одна обрабатывает информацию о форме, другая о цвете, а третья о движении.

В тех случаях, когда подсознательная обработка информации недостаточна, или же избыточна, возникают оптические иллюзии. Так слепое пятно – сетчатая оболочка глаза в том месте, где в глаз входит зрительный нерв, не имеет светочувствительных окончаний нервных волокон. Поэтому изображения предметов, приходящих на это место сетчатки не передаются в мозг и, следовательно, не воспринимаются.
        

Экспериментальные опыты, подтверждающие оптические иллюзии

1.        Что произойдет если наполовину наполнить стакан водой? Как  только вода дойдет до нижней стрелки она магическим образом изменит направление. Что же произошло? В этом эксперименте вид проходит из воздуха через стекло через воду через заднюю часть стекла, а затем опять через воздух, перед тем как попасть на стрелку.  Всякий раз, когда свет проходит из одной среды в другую он преломляется это явление, носит название рефракция.  Преломление света дает парадоксальный зрительный эффект прямые линии  и предметы выглядят сломанными и изогнутыми хотя таки не являются.

2.        Часто погруженная в воду линейка или карандаш кажется переломленной из-за того, что лучи света на границе воздуха и воды испытывают преломление. Мы видим прозрачные предметы исключительно за счет того, что свет преломляется и отражается на их поверхностях. Если бы этого эффекта не было, все прозрачные предметы стали бы полностью невидимыми. Это является оптической иллюзией.

3.        Я проделал простой опыт, который показывает, как цвета спектра, соединяясь, образуют белый цвет. Для этого я разделил картонный кружок на шесть секторов и каждый из них раскрасил в один из цветов спектра. Быстро вращаясь, цвета начали сливаться, и вскоре вся поверхность кружка показалось белой. 

4.        Madonnari — один из видов уличного искусства, очень популярного в мире. Рисунки сделаны на тротуаре и искажены таким образом, что появляется иллюзия трехмерного объекта, когда смотришь на рисунок с определенной точки. Многие художники используют методы, разработанные еще в шестнадцатом веке, чтобы делать такие рисунки.

5.        Круги неподвижны. При протягивании над ними сетки с чёрными и белыми полосами нам кажется, что круги начинают двигаться. Повторяю то, во что невозможно поверить - круги просто нарисованы на бумаге, это не мультипликация. Оживляет их наш мозг, обрабатывая изображение на сетчатке.

6.        Для этого опыта я отрезал карточки одинакового размера, которые для наглядности сделал, синим и красным цветами. На этой картинке видно, что красная карточка меньше чем синяя, хотя они одинаковые! Здесь я поменял 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.

На (схеме 1) представлена классификация оптических иллюзий. Схема 1.

Буквальные иллюзии - самые простые оптические иллюзии, которые характеризуются различием в изображении.

Физиологические иллюзии результат избыточной стимуляции глаз или мозга каким-либо стимулятором, например, движением, цветом, яркостью, углом наклона и т. д.

Когнитивные иллюзии - это результат взаимодействия мозга с накопленным пониманием или знанием о мире. Когнитивные иллюзии далее можно разделить на три подвида.

Двойственные иллюзии - Эти иллюзии основаны на восприятии объектов или образов с различным проявлением изображений. Изображение, воспринимаемое мозгом, постоянно меняется или «переключается» между возможными иллюзиями изображений на картинке.

Искажённые иллюзии - Эти иллюзии основаны на смене физических аспектов таких как: размер, изгибы, длина. Такие изображения не остаются постоянными, а вызывают ощущение изменений размеров объектов: длины, формы.

Парадоксальные иллюзии - Согласно своему названию, эти иллюзии противоречат увиденному. Они создаются вымышленными или парадоксальными объектами в реальной жизни или в трёх измерениях, выглядя при этом достаточно убедительными в двух измерениях.

(На рисунке 2) изображена популярная иллюзия. На первый взгляд кажется, что линии наклонены в разные стороны, но это всего лишь иллюзия. На самом деле все линии параллельны.

Рисунок 2.

 (На рисунке 3) изображен Бливет, также известный как  дьявольские вилы, является необъяснимой фигурой, оптической иллюзией и невозможной фигурой. Кажется, что три цилиндрических стержня превращаются в два бруска

Рисунок 3.

(На рисунке 4) изображена  необычная иллюзия, которую используют некоторые предприниматели. Посетитель думает, что это и есть на самом деле яма, но на самом деле все полы в здании ровные, а это всего лишь искусство иллюзий.

Рисунок 4.

Вывод

Я простейшими опытами доказал существование оптических иллюзий в реальной жизни и выяснил почему человеческий глаз воспринимает оптические иллюзии.

Если вам кажется, что все понятно, скорее всего, вам только кажется.

                                                                                                                                                /Макс Фрай./

                                         Интернет-ресурсы

1. Оптические иллюзии – Википедия https://ru.wikipedia.org/wik
2. Иллюзии зрительного восприятия | Иллюзии http://illuzi.ru/node/633
3. Инфоурок. (комната Эймса) http://www.netlore.ru/node/2713 
4. Иллюзии | citaty.in https://citaty.info/tema/illyuzii