Физика и оптические иллюзии

Слайд 1.Здравствуйте! В последнее время в социальных сетях стало модным выкладывать так называемые «иллюзорные картинки», заставляющие задуматься: верить или нет тому, что ты видишь на мониторе и как объяснить увиденное?
Когда я узнал, что они связанны с моими любимыми школьными предметами - геометрией и физикой, а так же биологией я решил разобраться, почему возникают зрительные иллюзии.
Слайд 2. Актуальность исследования состоит в том, что полученные знания об оптических иллюзиях помогут понять их, а накопленные факты позволят научиться создавать оптические иллюзии и управлять ими.
Цель исследования: изучение различных оптических иллюзий и выяснение их причин возникновения.
Задачи:
1. Познакомиться с понятием и видами иллюзий
2. Провести анкетирование для выявления восприятия оптических иллюзий
3. Найти объяснение причин иллюзий
Объект исследования: оптические иллюзии.
Предмет исследования: причины оптических иллюзий
Гипотеза: все люди видят иллюзии одинаково.
Методы исследования:
1.Изучение Интернет-ресурсов по теме исследования;
2.Анкетирование учителей и учащихся.
Слайд 3. Оптическая иллюзия (зрительная иллюзия) — ошибка в зрительном восприятии, вызванная неточностью или неадекватностью процессов неосознаваемой коррекции зрительного образа, а также физическими причинами.
Слайд 4. Все оптические иллюзии в зависимости от их происхождения можно разделить на 3 вида:
1. Естественные (созданные природой) – мираж.
2. Искусственные (придуманные человеком). Этот вид часто используют фокусники-иллюзионисты. Такие иллюзии имеют конструктивный секрет и объясненный механизм возникновения и действия.
3. Смешанные (естественные иллюзии, которые воссоздал человек) – это и модель миража, и иллюзионные картинки.
Слайд 5. Зрительные искажения. Некоторые простые рисунки мы видим искаженными. Эти искажения могут быть довольно большими. Часть рисунка может казаться на 20% длиннее или короче; прямая линия может настолько искривляться, что трудно поверить, что она действительно прямая. В сущности, все мы видим эти искажения, причем в одном и том же направлении в каждом подобном рисунке. Обнаружено, что то же явление наблюдается и у животных.
Слайд 6. Иллюзии восприятия 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, площадям, радиусам кривизны.
Слайд 7. Иллюзии движения. При движении объекта наблюдения встречается также ряд зрительных иллюзий, которые обусловлены некоторыми свойствами нашего зрительного аппарата. Например, если круг с окрашенным сектором привести во вращение, то весь круг нам кажется окрашенным. Это можно объяснить способностью нашего глаза в течение долей секунды удерживать зрительное впечатление, хотя видимый предмет уже исчез из вида. На свойстве нашего глаза в течении 0,1 секунды «видеть» то, что уже исчезло основан кинематограф.
Слайд 8. Невозможные фигуры. Удивительный треугольник – трибар. Эта – фигура – возможно первый опубликованный в печати невозможный объект. Она появилась в 1958 году. Её авторы, отец и сын Лайонелл и Роджер Пенроузы. С первого взгляда трибар кажется просто изображением равностороннего треугольника. Но стороны, сходящиеся вверху рисунка, кажутся перпендикулярными. В тоже время левая и правая грани внизу тоже кажутся перпендикулярными. Если смотреть на каждую деталь отдельно, то она кажется реальной, но, в общем, эта фигура существовать не может. Она не деформирована, но при черчении были неправильно соединены правильные элементы.
Слайд 9. Иллюзии негатива. Внимание на слайд. Череп. Эта старинная иллюзия знакома многим. Смотрите на черный крестик в глазнице черепа примерно полминуты. Затем переведите взгляд на светлый лист бумаги, светлую стену, потолок, и вы увидите белый череп с темными провалами на месте глаз, носа, рта. Чем дальше будет от вас поверхность, тем большего размера череп вы будете наблюдать. Горящая лампа.
То же, что и с черепом. Тридцать секунд внимательно рассматриваете черную лампу в самом центре, затем переведите взгляд на белую стену и лампа зажжется.
Слайд 10. Иллюзии цвета и контраста. Важнейшим свойством нашего глаза является его способность различать цвета. Одним из свойств, относящихся к цветному зрению можно считать явление смещения максимума относительной видимости при переходе от дневного зрения к сумеречному. При сумеречном зрении (низких освещенностях) не только понижается чувствительность глаза к восприятию цветов вообще, но и в этих условиях глаз обладает пониженной чувствительностью к цветам длинноволнового участка видимого спектра (красный, оранжевый) и повышенной чувствительностью к цветам коротковолновой части спектра (синий, фиолетовый). Можно указать на ряд случаев, когда мы при рассматривании цветных объектов также встречаемся с ошибками зрения или иллюзиями. Во-первых, иногда о насыщенности цвета объекта мы ошибочно судим по яркости фона или по цвету других, окружающих его предметов. В этом случае действуют также закономерности контраста яркостей: цвет светлеет на темном фоне и темнеет на светлом. Во-вторых, существует понятие собственно цветовых или хроматических контрастов, когда цвет наблюдаемого нами объекта изменяется в зависимости от того, на каком фоне мы его наблюдаем. Можно привести множество примеров воздействия на глаз цветовых контрастов. Таким образом, мы узнали, что такое оптические иллюзии и узнали о некоторых видах оптических иллюзий.
Слайд 11. Чтобы узнать, как человек воспринимает оптические иллюзии, провели анкетирование и предложили объяснить, что они видят на картинках.
На первой картинке большинство видит первую грань темнее. 1. На самом деле, эти грани одного цвета. Просто наш мозг воспринимает нижнюю грань, как светлую. Чтобы доказать, что они одного цвета: нужно просто закрыть пальцем линию, которая делит грани.
Слайд 12. На второй картинке половина считает, что кот спускается по лестнице, половина, что кот поднимается по лестнице. Этот кот спускается по лестнице. Во-первых, присмотритесь к контуру ступенек (такие выступы не делал бы ни один здравомыслящий строитель), а во-вторых, обратите внимание на тень, которую отбрасывает животное, а также на положение его лап и на задранный вверх хвост.
Слайд 13. На третьей картинке не все увидели на пересечении граней точки. На самом деле их тут нет. Все зависит от того на какой части рисунка вы фокусируете свой взгляд.
Слайд 14. На четвертом изображении большинство опрошенных увидели, что второй круг больше первого. Визуально видно, что эти круги не равны. Так происходит, потому что желтые круги находятся внутри синих кругов разного размера. Тот желтый круг, который внутри маленьких синих кругов кажется больше, но есть способ доказать, что они равны. Следует просто провести параллельные линии из одного желтого круга к другому.
Слайд 15. На пятом рисунке все увидели куб. На самом деле куба здесь нет. Все линии между белыми кругами достраивает ваше воображение.
Слайд 16. Шестой и седьмой рисунок, фотографии с изображением платья и кроссовок, опрошенные увидели по-разному: одни видят черно-синее платье и серо-зелёные кроссовки, другие бело-золотистое платье и бело-розовые кроссовки. Сетчатка глаза состоит из палочек и колбочек, преобразующих световые раздражители в нервное возбуждение. Они по-разному преобразуют сигнал. Палочки более чувствительны к свету, видят тени и эффективнее работают в темноте. Колбочки же чувствительны к цвету, но менее чувствительны к свету. То есть в условиях слабой освещенности вы видите больше палочками, чем колбочками.
Платье видится сине-черным или бело-золотым в зависимости от того, имеет ли ваш глаз больше палочек или колбочек, а также от условий освещенности в помещении. У разных людей разное соотношение палочек и колбочек. С кроссовками происходит то же самое.
Слайд 17. На рисунке восьмом не все прочитали слово LIFT. Это иллюзия основана на принципе «белое на черном», но так как мы привыкли к черным буквам на белом фоне и многие люди не могут увидеть слово «LIFT».
Таким образом, проведя анкетирование, выяснили, что не все видят иллюзии одинаково.
Слайд 18. Основными причинами возникновения оптических иллюзий ученые называют следующие: 1.Естественные нарушения восприятия, когда идущий от предмета свет наши глаза воспринимают ошибочно, передавая в дальнейшем ложную информацию мозгу. 2.Нарушения происходят уже во время передачи по нервным путям к мозгу. 3. Мозг неправильно интерпретирует сигналы, которые приходят от глаз
Слайд 19. 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. Помогут лучше понимать некоторые природные явления, устройства некоторых предметов.
Слайд 20.
Гипотеза, что все видят иллюзии одинаково, не подтвердилась, так как большинство иллюзий опрошенные восприняли по-разному.
Не стоит забывать, что оптические иллюзии сопровождают нас в течение всей жизни. Поэтому знание основных их видов, причин и возможных последствий необходимо каждому человеку.