Оптические иллюзии

Городская научно-практическая конференция 

школьников  и учащейся молодежи

Научное общество учащихся «Открытие»

МОУ «Лицей №1656» 
 
 
 

Направление: ФИЗИКА 
 
 
 

Тема:

Оптические  иллюзии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                               Выполнили: Грицай Дмитрий,

                                                                                         Колесов Дмитрий

                                                                                           9 класс МОУ «Лицей № 166» 

                                                                      Руководитель:

                                                                                           Пужульс Ирина Николаевна,

                                                                                           учитель физики высшей

                                                                                           квалификационной категории,

                                                                                           МОУ «Лицей № 1656 » 
 
 
 
 
 
 

г.Томск – 2007 

Оглавление. 

Введение...........................................................................................................3

Глава I. Объяснение оптических иллюзий с точки зрения

физики, биологии, психологии.

1.1. Зрительный процесс с точки зрения биологии.......................................5

1.2. Психология зрения....................................................................................5

1.3. Физическая оценка окружающего...........................................................6

Глава II. Особенности человеческого воображения.

2.1. Воображение и реальность......................................................................7

2.2. Невозможные фигуры - особенность воображения..............................8

Глава III. Оптические иллюзии.

3.1. Оптические иллюзии - неотьемлемая часть человеческой жизни… 11

3.2. История открытий ……………………………………………………..12

3.3. Классификация оптических иллюзий ……………………………..12-15

3.3.1. Иллюзия пересечения ………………………………………………..12

3.3.2. Иллюзия «продолжения-обрыва» …………………………………..13

3.3.3. Иллюзия искривления ……………………………………………….13

3.3.4. Иррадиация ………………………………...………………………...14

3.3.5. Внешнее давление на размеры предмета ………………………......15

Заключение…………………………………………………………………16

Научная литература ………………………………………………………17 
 
 
 
 
 
 
 
 

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».

     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. Вот два жизненных случая:

     В Калифорнии есть гора, о которой  местные автомобилисты говорят, что она обладает магнитными свойствами. Дело в том, что на небольшом участке дороги длиной 60м у подножья этой горы наблюдаются необыкновенные явления. Участок этот идет наклонно. Если у автомобиля, едущего вниз по наклону, выключить мотор, то машина катится назад, т.е. вверх по наклону, как бы подчиняясь «магнитному притяжению» горы. Это поразительное свойство горы считалось установленным настольно достоверно, что в соответствующем месте дороги красуется даже доска с описанием феномена.

     Нашлись, однако, люди, которым показалось сомнительным, чтобы гора могла притягивать  автомобили. Для проверки произвели  нивелировку этого участка дороги. Результат получился неожиданным: то, что все принимали за подъем, оказалось спуском с уклоном в 2 градуса. Такой уклон может заставить автомобиль катиться без мотора на очень хорошем шоссе.

     Иллюзией  зрения объясняются также рассказы путешественников о реках, вода в которых течет вверх по уклону. Привожу выписку об этом из книги одного физиолога, профессора Бернштейна «Внешние чувства»: «Во многих случаях мы склонны ошибаться при суждении о том, горизонтально ли данное направление, наклонено ли оно вверх или вниз. Идя, например, по слабо наклоненной дороге и видя на некотором расстоянии другую дорогу, встречающуюся с первой, мы представляем себе подъем второй дороги более крутым, чем на самом деле. С удивлением убеждаемся мы затем, что вторая дорога вовсе не так крута, как мы ожидали».

     Это объясняется тем, что мы принимаем  дорогу, по которой идем за основную плоскость, к которой относим  наклон других направлений. Мы бессознательно отождествляем ее с горизонтальной плоскостью и тогда, естественно, представляем преувеличенным наклон другого пути.

     Этому способствует то, что мышечное наше чувство совсем не улавливает при  ходьбе наклонов в 2-3 градуса. На улицах Москвы, Киева и других холмистых  городов часто приходится наблюдать  иллюзию, о которой говорит ученый - физиолог. Еще любопытнее другой обман зрения, которому случается поддаваться в неровных местностях: ручей кажется нам текущим в гору!

     При спуске по слабо наклонной дороге, идущей вдоль ручья, который имеет  еще меньшее падение, т.е. течет  почти горизонтально, нам кажется, что ручей течет вверх по уклону. В этом случае мы тоже считаем направление дороги горизонтальным, так как привыкли принимать ту плоскость, на которой стоим, за основу для суждения о наклоне других плоскостей.

     Поэтому,     чтобы     люди     допускали     меньше     ошибок, безоговорочно доверяя своим глазам, им необходимо учитывать некоторые особенности своего зрительного аппарата. 

   Цели работы:

1.  Объяснить  природу возникновения оптических  иллюзий.

2.  Объяснить  с точки зрения биологии, психологии и физики возможность их появления.

3.   Классифицировать оптические иллюзии.

4.  Показать  применение особенностей нашего  воображения на примере невозможных фигур.  

     Задачи:

1.   Изучить литературу.

2.   Освоить методику анализа и  синтеза.

3.   Выделить существенные признаки рассматриваемых иллюзий.

4.  Сгруппировать иллюзии с  одинаковыми существенными признаками.

5.   Сделать выводы.  

     Научная новизна:

Была  проведена классификация оптических иллюзий. 
 
 
 
 
 

Глава I. Объяснение оптических иллюзий

с точки зрения физики, биологии, психологии.

     1.1. Зрительный процесс с точки зрения биологии.

     Глаз  человека - сложнейший оптический прибор, с помощью которого человек воспринимает 90% окружающей нас жизни. Астроном и  физик Иоган Кеплер в 19 веке рассмотрел устройство глаза с точки зрения оптики. Он показал, что на глазном дне формируется изображение окружающих предметов. По законам оптики такое изображение должно быть перевернутым. Именно поэтому перевернутым видит мир новорожденный младенец. Но постепенно мозг начинает переворачивать изображение и привыкает к этому. Интересно, что, если человек будет долго продолжать носить очки, переворачивающие изображение, то мозг опять поставит его «на ноги». А вот линзу, подобную хрусталику глаза люди не создали и по сей день. Ведь он может, становясь, то более выпуклым, то менее «наводить резкость» на ближние и дальние предметы. Но, если этот механизм нарушается, то у человека появляется, либо дальнозоркость, либо близорукость, поэтому ему в таком случае приходится носить очки.

     Дно, на которое попадает и формируется  изображение в уменьшенном виде, передает изображение сетчатке, которая  воспринимает его. Между хрусталиком  и сетчаткой лежит прозрачное стекловидное тело, похожее на студень. Благодаря тому, что внутри сетчатки есть зрительный пурпур, выцветающий под действием света, мы можем его воспринимать. Сетчатка состоит из клеток, называемых палочками и колбочками. Благодаря палочкам мы воспринимаем черно-белое изображение. Колбочки различают цвет: одни - синий, другие - зеленый, третьи - красный. Все остальные цвета являются для человеческого глаза смешанными.

     1.2. Психология зрения.

     Вместе  с тем известно, что изображение, попав нам в глаз и дойдя  до сетчатки по специальным мозговым каналам, попадает в головной мозг, где и формируется. При этом импульсы зрительной системы ничем не отличаются от импульсов нервных клеток носа, кожи уха. Мозг воспринимает их сообщения зрительными образами только потому, что знает, откуда они пришли. Там человек и представляет изображение. Но почему мозг способен представить изображение. Этим вопросом с недавнего времени занимается психология.

Мозг  человека, помимо восприятия, мышления, памяти и ряда других психических  процессов имеет особенную форму  психики, присущую исключительно людям - воображение.

     Ни  в чем другом, кроме воображения, не проявляется идеальный и загадочный характер психики. Можно предполагать, что именно воображение, желание  понять и объяснить привлекло  внимание к психическим явлениям в древности, поддерживало и продолжает его стимулировать в наши дни. Что же касается загадочности этого феномена, то она состоит в том, что до сих пор нам почти ничего ни известно о механизме воображения, в том числе о его анатомо-физиологической основе. Даже то, в каком отделе головного мозга локализовано воображение, науке не известно.

     Благодаря воображению человек творит, разумно  планирует свою деятельность и управляет  ею. Почти вся человеческая материальная и духовная культура является продуктом  воображения и творчества людей, а какое значение эта культура имеет для психического развития и совершенствования вида «гомосапиенс», мы все уже достаточно хорошо знаем. Воображение выводит человека за пределы его сиюминутного существования, напоминает ему о прошлом, открывая будущее. Обладая богатым воображением, человек может «жить» в разном времени, что не может позволить себе никакое другое живое существо в мире. Прошлое зафиксировано в образах памяти, произвольно воскрешаемых усилием воли, будущее представлено в мечтах и фантазиях.

     Воображение во многом помогает человеку в тех случаях жизни, когда практические действия или не возможны, или затруднены, или просто нецелесообразны (бесполезны).

От восприятия воображение отличается тем, что  его образы не всегда соответствуют  реальности, в них есть элементы фантазии, вымысла. Если воображение рисует сознанию такие картины, которым ничего или мало чего соответствует в действительности, то оно носит название фантазии.