Объяснение оптических иллюзий с точки зрения физики

В ходе эволюции у человека появилась способность предсказывать будущее. Правда, это не имеет ничего общего с откровениями Нострадамуса – речь идёт о компенсации задержки, возникающей при передаче визуального образа от сетчатки глаза до соответствующего отдела головного мозга.

Временной лаг составляет одну десятую секунды, и, к сожалению, наш предсказательный горизонт этим и ограничивается. Вернее, мозг человека «дорисовывает» соответствующий образ, исходя из неких базовых принципов восприятия окружающих предметов.

Каковы эти принципы? Существуют ли они? Специалист по когнитивным моделям Марк Чангизи (Mark Changizi) из Политехнического института Ренсселера (Rensselaer Polytechnic Institute) попытался прояснить этот вопрос, обратившись к оптическим иллюзиям.

Предварительный отчёт об исследовании опубликован центром теоретической нейробиологии Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology).

Как оказалось, проще всего увидеть эффект «реконструкции реальности» можно на примере оптического обмана.

Возьмём так называемую иллюзию Геринга, где вертикальные прямые перекрывают пучок лучей. Кажущееся искривление центральных линий возникает, поскольку наш мозг способен предвидеть, как будет выглядеть изображение в следующий момент, – по мере того как мы «приближаемся» к центру рисунка.

Эффект приближения, в свою очередь, создаётся геометрическими параметрами самой точки схождения лучевых отрезков. Поскольку мы на самом деле никуда не движемся, возникает иллюзия восприятия прямых линий в качестве кривых.

«В ходе эволюции у человека возникла возможность краткосрочного предвидения ближайшего будущего, – говорит Чангизи. – Сходящиеся в центральной точке лучи – это те сигналы, которые обманывают наше сознание, заставляя его думать, что мы перемещаемся вперёд. Искривляя линии, мозг пытается подсказать, какая картина предстанет перед нами в следующий момент».

Такие «фокусы» окружают нас в повседневной жизни постоянно. Например, «побочные эффекты» бинокулярного зрения: если попеременно закрывать глаза, то будет казаться, что наблюдаемый предмет слегка смещается.

Или вспомним способность воспринимать смысл фраз даже в том случае, когда правильно расположены только первая и последняя буквы в каждом слове, а внутри они раскиданы не по порядку.

Американец решил, что тот же самый принцип лежит в основе всех оптических иллюзий. Для проверки своей гипотезы он изучил 50 видов «обманок» и распределил их по 28 категориям.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что существуют четыре основных типа «подгоночных» переменных: размер наблюдаемого предмета, его скорость, яркость (контрастность) и расстояние до него.

К примеру, если два объекта находятся на одинаковом удалении от вас, а вы направляетесь к одному из них, то по мере приближения ваша цель будет казаться крупнее и при этом терять контрастность – «размываться».

Основываясь на результатах исследования, Марк утверждает, что все четыре канала восприятия возникли в ходе эволюции, но так или иначе связаны с необходимостью постоянного передвижения, причём прямолинейного.

По его словам, эффекты «дорисовки» реальности могут возникать и в статичном положении, и при кручении – но они так или иначе могут быть объяснены корректировками, необходимыми при движении вперёд.

Кстати, более подробно ознакомиться со всей концепций «предсказательного восприятия» вы можете в препринте работы, размещённой на личной странице учёного (PDF-документ).

Читайте также о психологии фокусов или о том, как создаётся иллюзия выхода из тела. Кстати, а вы знаете, что шизофреники не обманываются оптическими иллюзиями?

Происхождение оптических иллюзий 5

Виды оптических иллюзий 7

Преломление света 9

Физиологическое двоение 9

Бинокулярное зрение 9

Иллюзии в природе. 9

Опыт №1. Можно ли в домашних условиях наблюдать мираж в воздухе? 11

Опыт №2. Почему темная баночка кажется белой? 11

Опыт №3. Почему на дороге внезапно образовалась «лужа»? 11

Опыт №4. Почему возникает иллюзия, при которой черные участки кажутся нашему глазу меньше, нежели белые такой же величины? 12

Опыт №5. Почему стрелки, нарисованные на бумаге, вдруг изменили свое направление? 12

Опыт №6. Почему невидимая монета становится видимой? 13

Опыт №7. Иллюзия сломанного карандаша. Можно ли сломать карандаш, просто опустив его в стакан с водой? 13

Опыт №8. Можно ли увидеть дополнительный палец? 13

Опыт №9. Можно ли в домашних условиях добиться стереоэффекта? 14

Опыт №10. Иллюзия «дыра» в ладони. 14

Опыт №11. Может ли карандаш двоиться? 15

Опыт №12. Можно ли создать иллюзии при движении объекта в домашних условиях? 15

Опыт №13. Сможем ли мы при фотографировании получить иллюзию? 15

Опыт №14. Может ли куб летать в воздухе? 16

Список использованной литературы 17

«Посредством глаза, но не глазом

Смотреть на мир умеет разум»

Уильям Блейк (1757-1827)

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с иллюзиями и порой не расцениваем их как иллюзии. Их роль всегда была высока, в древности их использовали шаманы, картины всемирно известного Леонардо да Винчи полны скрытых оптических иллюзий. Пизанская башня «падает» визуально только на 10 % по причинам, связанным со строительством, 90 % из них — это оптический обман. Иллюзии применяются в искусстве, архитектуре, кинематографии, в военном деле, в рекламе.

Мне стало интересно, что такое иллюзия, какие виды иллюзий существуют, как они появляются, как оптические иллюзии влияют на мозг человека? Вообще, можно ли доверять тому, что мы видим? Всё ли мы видим? И, конечно, самому провести исследование, показывающее ограниченность способности наших глаз, а также попробовать создать свою иллюзию.

Цель исследования: изучение иллюзий, выяснение причин их появления, наблюдение иллюзий, создание собственной иллюзии.

• Изучить теоретический материал по данной теме;

• Выяснить, что такое иллюзия, как она возникает, какие виды иллюзий существуют, как оптические иллюзии влияют на мозг человек;

• Продемонстрировать примеры иллюзий, сделать интересные оптические иллюзии своими руками в домашних условиях;

• Изучить понятие миража как одного из оптических явлений;

• Объяснить возникновение иллюзий с точки зрения геометрии, физики и биологии.

Гипотеза: оптические иллюзии можно объяснить с помощью законов математики, физики и биологии.

Объект исследования: иллюзии.

Предмет исследования: изучение причин возникновения иллюзий.

Актуальность: знание истинных причин возникновения иллюзий позволяет объяснить обманы зрения.

Методы исследования: изучение научной литературы, анализ, сравнение, доказательство.

Основная часть работы.

Что такое «Иллюзия»?

Оптические иллюзии сопровождают нас в течение всей жизни. Поэтому знание основных их видов, причин и возможных последствий необходимо каждому человеку. Слово «иллюзия» происходит от латинского слова «illusio» -заблуждение, обман. Иллюзии — это искаженное, неадекватное отражение свойств воспринимаемого объекта. Оптическая иллюзия (зрительная иллюзия) – ошибка в зрительном восприятии, искажение пространственных соотношений признаков воспринимаемых объектов, ошибка в оценке и сравнении между собой длин отрезков, величин углов, расстояний между предметами, в восприятии формы предметов, совершаемые наблюдателем при определенных условиях. [2]

Происхождение оптических иллюзий

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв в определенные области головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют нашу зрительную систему.

В связи с этим выделяются три причины иллюзии:

1. Наши глаза так воспринимают идущий от предмета свет, что в мозг приходит ошибочная информация;

2. при нарушении передачи информационных сигналов по нервам происходят сбои, что приводит к ошибочному восприятию;

3. мозг не всегда правильно реагирует на сигналы, приходящие от глаз.

Часто оптические иллюзии возникают из-за специфической работы глаза и ошибочного преобразования сигнала мозгом. Причины некоторых иллюзий установлены, но большинство из них не имеет научного объяснения, и по сей день.

Иррадиация объясняется тем, что каждая точка предмета даёт на сетчатке нашего глаза не точку, а маленький кружок. Поэтому светлая поверхность окаймляется на сетчатке глаза светлой полоской и увеличивается. Черные поверхности дают изображение в уменьшенном виде.

Это дефект зрения, связанный с нарушением формы хрусталика, роговицы или глаза, в результате чего человек теряет способность к чёткому видению. Например, если в течение длительного времени смотреть одним глазом на близком расстоянии на картинку, сосредоточившись на верхнем белом квадрате, то вскоре из поля зрения пропадёт нижняя белая полоска.

Виды оптических иллюзий

По происхождению оптические иллюзии делятся на три вида:

естественные, или созданные природой (например: мираж);

искусственные, или придуманные человеком (фокусы с левитацией);

смешанные, то есть естественные иллюзии, воссозданные человеком.

• иллюзии цвета и контраста;

• соотношение фигур и фона;

Явление миража объясняется физическим законом преломления и отражения лучей. Миражи принято делить на три класса. К первому классу относят нижние миражи – перевернутое изображение предметов. Воздух состоит из слоев, которые имеют разную температуру и плотность. Когда лучи переходят из одного слоя в другой, они начинают преломляться, а если разница температуры слоев большая, то лучи вообще начинают отражаться, при этом, создавая иллюзии, которые называют миражами. Так, например, в пустыне песок раскаляется под солнцем, нижний слой воздуха нагревается и начинает отражать предметы, как зеркало. Нижние миражи можно наблюдать также на раскаленной солнцем асфальтовой дороге. К миражам второго класса относят верхние миражи. Верхний мираж возникает, когда слои воздуха возле земли гораздо холоднее, чем верхние: изображение отрывается от земли и повисает в воздухе, иногда оно бывает перевернутым. Например: моряки часто видят корабли, повисшие в воздухе, и даже корабли, находящиеся далеко за горизонтом. Миражи третьего класса или фата-моргана – это таинственное явление, которое нельзя объяснить никакими законами физики. Одним из лучших мест в мире для наблюдения миражей является Аляска. Чем злее стужа на Аляске, тем четче и красивее возникают в небесах миражи.

Иррадиация — явление зрительного восприятия человеком трехмерных объектов и плоских фигур на контрастном фоне, при котором происходит оптический обман зрения, заключенный в том, что наблюдаемый предмет кажется иного размера, нежели его истинный размер.

Такая иллюзия возникает при наблюдении светлых фигур или объектов на черном фоне и наоборот. Подобная иллюзия возникает из-за несовершенства анализа человеческим головным мозгом информации, полученной от органов зрения.

Это изменение направления распространения света при прохождении через границу раздела двух сред. Луч света, проходя через пластину, смещается параллельно своему первоначальному направлению. При рассматривании предметов через плоскопараллельную пластину они будут казаться смещенными.

Субъективно не ощущаемое удвоение изображения на сетчатке объекта, находящегося ближе или дальше точки фиксации; обусловливает восприятие глубины пространства. [6]

Ощущение протяжённости пространства и рельефности, возникающие при наблюдении реальных объектов.

Способность одновременно чётко видеть изображение предмета обоими глазами; в этом случае человек видит одно изображение предмета, на который смотрит, то есть это зрение двумя глазами, с подсознательным соединением в зрительном анализаторе (коре головного мозга) изображений полученных каждым глазом в единый образ. Создаёт объёмность изображения. Бинокулярное зрение также называют стереоскопическим.

Иллюзии в природе.

Природный камуфляж позволяет животным оставаться незамеченными для многочисленных хищников.

Эта оптическая иллюзия наблюдается в минуты, когда солнечные лучи освещают стену дождя на части неба, «противоположной» солнцу. Солнечный свет, проходя сквозь капли воды, многократно отражается и преломляется в них, как в маленьких призмах, и лучи разного цвета выходят из капель под различными углами. Это явление называется дисперсией (т. е. разложением) света. В результате образуется яркая радуга.

Голубой цвет неба — это иллюзия. Солнечный свет рассеивается в атмосфере планеты всем спектром лучей. Но степень рассеивания обратно пропорциональна длине волны в четвертой степени, то есть в видимом диапазоне она максимальна для фиолетовых, синих и голубых лучей. Глазу такая смесь кажется голубой. Ночью, в тени Земли, освещение солнечными лучами прекращается, и атмосфера становится прозрачной – мы видим не земное небо, мы видим черный космос.

Эта иллюзия вызвана столкновением заряженных частиц с атомами в верхних слоях атмосферы.

Также иллюзия применяют в военном деле, камуфляж. Чем меньше контраст, тем менее заметен объект. На основе иллюзии «Фигура и фон» делают камуфляжную одежду для военных и охотников.

Практическая часть.

При работе над данным проектом, проводя ниже приведенные опыты, я наблюдал различного рода иллюзии.

Мираж. Опыт №1.Можно ли в домашних условиях наблюдать мираж в воздухе? Необходимое оборудование: окно на кухне, новогодняя игрушка.

Для опыта полностью откроем окно на кухне. На улице мороз -20 градусов. Наблюдаем за предметами, стоящими рядом с окном. Они дрожат и изгибаются их формы. Круглая новогодняя игрушка становилась более вытянутой книзу.

Опыт №2. Почему темная баночка кажется белой? Необходимое оборудование: емкость с белым дном, баночка с темными стенками, водопроводная вода.

Для опыта возьмем баночку с темными стенками и поместим ее в емкость с белым дном. Емкость с белым дном заполним холодной водой. Наполним баночку с темными стенками кипящей водой. Стенки баночки стали белыми.

Вывод: В результате наблюдаем мираж. Снаружи банки получен градиент температуры.

Опыт №3. Почему на дороге внезапно образовалась «лужа»?Необходимое оборудование: велосипед.

Для опыта я поехал летом на велосипеде по нагретому солнцем асфальту. Впереди заблестело светлое пятно, похожее на лужу на дороге, в которой отражался солнечный свет. Дальше еще одна такая же «лужа». Я приближался к ней, а она отодвигалась от меня и пропадала.

Вывод: Я наблюдал маленький мираж – отражение в воздушном зеркале небольших участков неба. Создается полная иллюзия блестящей водной поверхности. Были благоприятные условия для возникновения нижних миражей.

Иррадиация.

Опыт №4. Почему возникает иллюзия, при которой черные участки кажутся нашему глазу меньше, нежели белые такой же величины?

Необходимое оборудование: лист бумаги, на котором на определенном расстоянии нарисованы одинаковые черные круги, два сверху и один снизу.

Для опыта необходимо посмотреть на лист бумаги и сказать, сколько черных кружков могло бы поместиться в свободном промежутке между нижним кружком и одним из верхних кружков. У меня получилось, что четыре кружка уместятся свободно. На самом деле в промежутке помещается ровно три кружка. Я взял циркуль и убедился в этом.

Вывод: Эта иллюзия объясняется иррадиацией. Каждая точка предмета даёт на сетчатке нашего глаза не точку, а маленький кружок. Поэтому светлая поверхность окаймляется на сетчатке глаза светлой полоской и увеличивается. Черные поверхности дают изображение в уменьшенном виде.

Преломление света

Опыт №5. Почему стрелки, нарисованные на бумаге, вдруг изменили свое направление?Необходимое оборудование: стакан, водопроводная вода, лист бумаги с нарисованными стрелками.

Для опыта возьмем стакан с водопроводной водой поставим его на стол. Возьмем лист бумаги с нарисованными стрелочками. Установим его и подвинем к нему стакан с водой. Смотрим сквозь стекло на стрелочки. Мы видим, что направление стрелок поменялось на противоположное.

Вывод: Это происходит потому, что свет проходит сквозь воздух, стекло, воду, снова через стекло, а затем обратно. Он преломляется. Стакан воды выступает как линза. Когда луч света проходит сквозь линзу, он искривляется в сторону центра. Точка, в которой лучи сходятся вместе, называется фокусом, но за его пределами изображение переворачивается, потому что лучи меняют направление.

Опыт №6. Почему невидимая монета становится видимой?

Необходимое оборудование: чайная чашка, водопроводная вода, монета.

Для опыта положим на дно чайной чашки монету и расположим глаз так, чтобы край чашки закрывал её. В чашку нальем воду. В результате монета станет видна.

Вывод: Это объясняется преломлением света при переходе луча из воздуха в воду.

Опыт №7. Иллюзия сломанного карандаша. Можно ли сломать карандаш, просто опустив его в стакан с водой?Необходимое оборудование: стакан, водопроводная вода, карандаш.

Для опыта возьмем карандаш и поместим его в стакан с водопроводной водой. В результате можно увидеть, что та часть карандаша, что находится под водой, слегка смещена относительно той части, что находится над водой.

Вывод: Лучи света, идущие от карандаша, имеют в воде другое направление, чем в воздухе, т. е. происходит преломление света на границе воздуха с водой. Когда свет переходит из одной среды в другую, на границе раздела происходит отражение части падающего на неё света. Остальная часть света проникает в новую среду. В результате возникает иллюзия разрыва карандаша.

Физиологическое двоение. Опыт №8.Можно ли увидеть дополнительный палец? Необходимое оборудование: указательные пальцы рук.

Для опыта я смотрел на удаленный предмет и держал в это время указательные пальцы, соединенными друг с другом, расположив их перед глазами. В результате я увидел между своими пальцами «дополнительный палец».

Вывод: Образ предмета удваивается потому, что его изображение попадает на участки сетчатки обоих глаз, не связанные между собой в нервной системе так, чтобы из двух изображений составлялся один образ.

Стереоэффект

Опыт №9. Можно ли в домашних условиях добиться стереоэффекта?

Необходимое оборудование: белая нить, белая пуговица, темное стекло от солнечных очков.

Для опыта возьмем пуговицу и закрепим ее на конце белой нити. Второй участник эксперимента, в моем случае мама, стала раскачивать нитку наподобие маятника. Я смотрел на пуговицу на расстояние 1 метра. Затем я поставил перед своим одним глазом темное стекло от солнечных очков и смотрел на маятник обоими глазами. В результате мне казалось, что маятник теперь качается не в одной плоскости, а как бы по кругу. Когда я приставить стекло к другому глазу, движение пуговицы стало совершаться в противоположном направлении.

Вывод: Это происходит потому, что светлое и темное изображения достигают мозга неодновременно (темное позднее), так что в любой данный момент времени происходит слияние различных изображений, поступающих в мозг от правого и левого глаза. Это вызывает появление эффекта глубины, подобного стереоэффекту.

Бинокулярное зрение. Опыт №10. Иллюзия «дыра» в ладони.Необходимое оборудование: свернутая их бумаги трубочка.

Для опыта я взял трубочку, свернутую из листа бумаги и посмотрел сквозь трубку правым глазом, а левую ладонь приставил вплотную к дальнему концу трубки. Левым глазом смотрел на ладонь. У меня создалось впечатление, что в моей левой ладони образовалась дырка.

Вывод: Видимая через отверстие трубки картинка, накладывается на изображение ладони в другом глазу. Мозг получает от каждого глаза разные картинки и объединяет изображения, поэтому я увидел дырку в левой ладони.

Опыт №11. Может ли карандаш двоиться?Необходимое оборудование: стакан, водопроводная вода, карандаш.

Для опыта я взял стакан с водой и поставил его на стол. За стаканом поставил карандаш на расстоянии 20 см. Я стал смотреть сквозь стекло и увидел два карандаша. Когда я закрыл левый глаз, то изображение карандаша справа исчезло. Когда я закрыл правый глаз, то исчезло изображение карандаша слева.

Вывод: Вода выполняет роль линзы. Поверхности воды имеет форму цилиндра, и каждый глаз смотрит сквозь эту поверхность немного под разным углом. Поэтому, когда оба глаза открыты, видны два изображения. При одном открытом глазе видно только одно изображение.

Иллюзии при движении объекта. Опыт №12. Можно ли создать иллюзии при движении объекта в домашних условиях? Необходимое оборудование: велосипед, проволока.

Для опыта я взял велосипед и обмотал один сектор колеса проволокой. При вращении колеса весь круг стал казаться окрашенным.

Вывод: Это можно объяснить способностью нашего глаза в течение долей секунды удерживать зрительное впечатление, хотя видимый предмет уже исчез из вида.

Оптические иллюзии в фотографии. Опыт №13.Сможем ли мы при фотографировании получить иллюзию? Необходимое оборудование: фотоаппарат.

Для опыта мы старались снимать фотоаппаратом, так, чтобы на фотографии получить иллюзию. Прибегали с разным хитростям. В результате получились фотографии с иллюзией хождения по воде и иллюзией «ракушка с часами» в руке.

Вывод: Необычные фотографии получаются на основе простого оптического обмана, когда близкие предметы отдаляются, а дальние – приближаются, большие объекты кажутся меньше, а маленькие больше.

Анаморфная иллюзия. Опыт №14. Может ли куб летать в воздухе?

Необходимое оборудование: нарисованный определенным образом на бумаге куб.

Для опыта я нарисовал определенным образом куб. Стал рассматривать это изображение с определенной точки зрения, переворачивал его на столе и снимал на видеокамеру. Получил иллюзию летающего в воздухе куба.

Вывод: Рисунок принимает правильный вид лишь под определенным углом зрения.

Заключение и выводы

В результате своей работы я могу сделать вывод, что иллюзия — это наука, в основе которой лежат обычные природные явления. Я определил, что существуют три основные причины возникновения оптических иллюзий:

Законы физики (преломление и отражение лучей).

Особенности строения глаза.

Оптические иллюзии – это обман нашего мозга, он не всегда правильно реагирует на сигналы, приходящие от глаз.

Изучая литературу по данной теме, я узнал, как можно самому создавать оптические иллюзии, проводить разные эксперименты. Эти знания помогут мне лучше понимать некоторые природные явления, устройства некоторых предметов.

Интересным завершением моей работы стал созданный сборник упражнений с оптическими иллюзиями для тренировки глаз и мозга.

Список использованной литературы

Перышкин А.В. Физика. 8 кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – 13-е изд., стереотип. – М.: Дрофа,2010

Большая советская энциклопедия

Перельман Я.И. Занимательная физика. – М.: Наука, 1994

Грегг Дж. Опыты со зрением – М.: Мир, 1970

Малая медицинская энциклопедия. — М.: Медицинская энциклопедия. 1991—96

Исследовательская работа по теме «Физика иллюзий. Иллюзия обмана»

Данная разработка является исследовательской работой по теме «Оптика» и раскрывает тайны оптических иллюзий с точки зрения физики. Может быть использована для организации внеклассных мероприятий по предмету.

Просмотр содержимого документа
«Исследовательская работа по теме «Физика иллюзий. Иллюзия обмана»»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ШКОЛА №9» ГОРОДА СМОЛЕНСКА

Физика иллюзий. Иллюзия обмана

Выполнили работу: Бадюлина Варвара Андреевна,

Петрова Кристина Александровна,

учащиеся 11 класса

Руководители: Емельянова Елена Сергеевна,

Львова Наталья Вячеславовна,

Что такое зрительная иллюзия. 4

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

С самими иллюзиями нам приходится сталкиваться чуть ли не каждый день, но вряд ли мы их вообще замечаем или расцениваем как иллюзии.

Почему иллюзии так интересны? Почему так много художников используют их в своих произведениях? Возможно, потому что они показывают не то, что нарисовано на самом деле

Действительно, разве мы задумываемся над тем, что изображение на экране в кино, либо в телевизоре это ряд сменяющихся кадров, сливающихся в движущуюся картинку только благодаря особенностям наших глаз? Или, глядя в зеркало, вспоминаем, что видим в нем мнимые изображения предметов, да и самих себя?

Большинство обманов зрения, зависит от того, что мы не только смотрим, но и бессознательно при этом рассуждаем. «Мы смотрим не глазами, а мозгом», — говорят физиологи. Вы охотно согласитесь с этим, когда познакомитесь с иллюзиями, где воображение смотрящего сознательно участвует в процессе зрения.

Зрительные иллюзии разнообразны по своему характеру и по причинам, лежащим в их основе. 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 лучше присмотреться.

Актуальность нашей работы состоит в том, что в современной жизни мы наблюдаем всё больше и больше иллюзий, но не можем объяснить их, а иногда и вовсе не понимаем, что видим перед собой. Например, вы не могли на первый взгляд указать хотя бы примерный размер комнаты – уж слишком противоречиво она выглядела. Или случайно попадали на выставку, экспонаты которой буквально не могли существовать, но они прямо перед вами. Зрительные иллюзии постепенно охватывают значимые для человеческой жизни сферы, и на наш взгляд, знать природу зрительных «обманов» и их особенности очень важно для каждого.

Нам стало интересно, знают ли о зрительных иллюзиях школьники, и мы провели небольшой опрос, включающий в себя три вопроса:

Знаете ли вы, что такое зрительные иллюзии и можете ли их объяснить?

Как часто вы наблюдаете зрительные иллюзии в повседневной жизни?

Знаете ли вы сферы применения зрительных иллюзий?

Полученные нами данные ещё больше убедили нас в том, что окружающие знакомы с самим понятием иллюзий, но не знают их природу и не могут объяснить принцип их действия. Это навело нас на мысль о том, что необходимо исследовать это явление с точки зрения физики.

Цель работы: сформировать представление об иллюзиях и объяснить их с помощью законов физики;

Изучить литературу по данному вопросу;

Классифицировать различные виды зрительных иллюзий;

Провести эксперименты с использованием зрительных иллюзий;

Сделать вывод о том, каким законам они поддаются;

Гипотеза: зрительные иллюзии можно объяснить с помощью физических законов.

Что такое зрительная иллюзия?

Зрительные иллюзии — (обманы зрения), систематические ошибки зрительного восприятия, а также различные искусственно создаваемые зрительные эффекты и виртуальные образы, основанные на использовании особенностей зрительных механизмов.

Поэт и философ Тит Лукреций Кар, отмечая относительность нашего зрительного восприятия, писал:

«Наши глаза познавать не умеют природу предметов. А потому не навязывай им заблужденье рассудка».

Выделяются три основные причины иллюзии:

Наши глаза так воспринимают идущий от предмета свет, что в мозг приходит ошибочная информация;

При нарушении передачи информационных сигналов по нервам происходят сбои, что опять же приводит к ошибочному восприятию;

Мозг не всегда правильно реагирует на сигналы, приходящие от глаз.

Часто оптические иллюзии возникают сразу по двум причинам: являются результатом специфической работы глаза и ошибочного преобразования сигнала мозгом.

Некоторые зрительные обманы давно уже имеют научное объяснение.

Визуальные парадоксы и каламбуры уже не первое столетие очаровывают и захватывают людей, уводя в мир игры. Исследования феномена оптических иллюзий началось еще в конце XIX века, но до сих пор профессионалы не могут объяснить, как многие из них «работают».

Во второй половине XIX — начале XX веков было создано множество тестовых изображений, демонстрирующих наличие значительных ошибок в оценке размеров и формы геометрических фигур. В основе этих зрительных иллюзий лежит то обстоятельство, что на формирование видимого образа данного объекта всегда в большей или меньшей мере влияют объекты, располагающиеся по соседству с ним в поле зрения. Иными словами, наше зрительное впечатление о величине и форме объекта зависит от контекста, в котором он рассматривается. Это свойство нашего зрения было замечено очень давно. В частности, было обнаружено, что на воспринимаемую длину, кривизну и ориентацию линий большое влияние оказывают размеры фигур, в которые они включены, а также наличие прилегающих или пересекающих линий.

Виды зрительных иллюзий

Все зрительные иллюзии поддаются классификации и условно делятся на следующие группы:

Иллюзии восприятия размера

Цвет и контраст

Связаны с расположением линий, которые не создают геометрическую фигуру или рисунок объекта, но мозг воспринимает их именно такими. Речь идет в основном о двусмысленных картинках, которые, на первый взгляд, кажутся «нормальными», но при детальном рассмотрении делаются непонятными, когда осознаешь, что они могут вызывать два противоречивых восприятия. При этом трудноуловим признак, который позволил бы определить, что является фоном, а что – фигурой.

2. Зрительные искажения.

Они связаны с тем, что параллельные прямые кажутся не параллельными, а ровные геометрические фигуры выглядят кривыми.

А). Иллюзия кафе «Wall». Параллельны ли горизонтальные линии? Кажется, что нет. На самом деле они параллельны.

Б). Иллюзия изогнутых квадратов. Узор как бы изгибается вовнутрь. На самом деле квадраты ровные.

3. Восприятие размера.

Она связана с тем, что одинаковые длины при горизонтальном и вертикальном положении или при наличии дополнительных элементов кажутся разными.

А). Иллюзия Мюллера-Лайера. Какой из горизонтальных отрезков длиннее? Кажется, что верхний. На самом деле они равные.

Б). Иллюзия кинескопа. Какая из красных линий длиннее? Кажется, что правая. Нет, они одной длины.

В). Иллюзия Эббингауза. Какой круг больше? Тот, который окружен маленькими кругами или тот, который окружен большими? Кажется, тот, что маленькими. Нет, они одинаковые.

4. Иллюзии цвета и контраста.

Они связаны с тем, что на разном фоне и при разном контрасте происходит искажение правильности восприятия цветов.

5.Кажущиеся, несуществующие фигур.

Они связаны с тем, что на фоне разных объектов и фигур создается впечатление наличия несуществующих фигур. Классический пример — треугольник Каниша. Равностороннего белого треугольника на самом деле нет. Он только кажется.

Они связаны с тем, что при разной фокусировке взгляда поверхность выглядит то выпуклой, то вогнутой. Например, на картинке ниже рабочие выглядят на фоне неба как работающие на крыше, а на фоне земли как работающие на полу. На самом деле поверхность одна и та же на всем протяжении.

Связаны с распознаванием различных образов в зависимости от пространственной проекции объекта. Внизу голова французского солдата и, при переворачивании, лошади.

На рисунке изображения построены таким образом, что в них можно различить разные образы. Это зависит от сосредоточения и настройки ума на тот или иной образ.

9. Распознание образов.

Возникают при условии, если есть подсказка или известно, что нарисовано. Тогда распознать образ относительно легко. Если не знать, что изображено, то увидеть рисунок образа практически невозможно. Например, ниже на картине берега озера можно просмотреть огромных размеров младенца.

Они связаны с тем, что фон можно одновременно воспринимать объектом и наоборот. Классический пример соотношения фигуры и фона ниже: здесь можно увидеть как вазу, так и два лица

Она связана с тем, что узоры статической картинки кажутся движущимися.

А). Иллюзия вращения кругов. Если смотреть на картинку, то складывается ощущение, что круги вращаются, хотя на самом деле изображение статично, это не анимация. Если на некоторое время сосредоточить взгляд в центр картинки, то вращение останавливается.

Б). Иллюзия волн. На самом деле элементы узора статичны. Если на некоторое время сосредоточить взгляд в центр картинки, то «волны» останавливаются.

В). Иллюзия движения по коридору. На самом деле элементы узора статичны. Если сосредоточить взгляд в центр картинки, то через некоторое время движение останавливается.

Г) Фрактальная пульсирующая иллюзия. Если рассматривать картинку, то заметны пульсирующие изменения в ее форме.

Нам стало интересно, есть ли закономерность в том, что видят люди, глядя на графические изображения иллюзий. В своей школе мы провели опрос среди школьников с 4 по 11 класс, показывая им данное изображение. Задачей испытуемых было в течение нескольких секунд смотреть на рисунок и определить, сколько карандашей изображено. Главным критерием опроса являлся пол – мы хотели выяснить, видят ли девочки нечто иное от того, что видят мальчики и наоборот.

Ниже представлена информация в виде графиков:

Подробно анализируя данные, мы пришли к выводу, что пол не влияет на то, что видит каждый отдельный индивид. Все причины заложены внутри головного мозга, и мы делаем вывод, что иллюзии, связанные непосредственно со зрением и графикой не поддаются объяснению с точки зрения физики.

В этой главе мы познакомили вас с иллюзиями, которые можно изобразить на бумаге. Но существуют ещё и такие, в которых можно побывать и которые можно потрогать.

Вопросы оптических иллюзий интересовали АдельбертаЭймса-младшего с раннего детства. Став офтальмологом, он не прекратил свои исследования восприятия глубины, результатом которых и стала знаменитая комната Эймса. Комната Эймса – популярная оптическая иллюзия искажения размера.

Как работает комната Эймса

В двух словах эффект комнаты Эймса можно передать так: кажется, что в левом и правом углу ее задней стены стоят два человека – карлик и великан. Разумеется, это оптический трюк, и на самом деле эти люди вполне обычного роста. В действительности помещение имеет вытянутую трапециевидную форму, но из-за ложной перспективы оно кажется нам прямоугольным. Левый угол сильнее удален от взора посетителей, чем правый, а потому стоящий там человек кажется таким маленьким.

Стереоэффект — ощущение протяжённости пространства и рельефности, возникающие при наблюдении реальных объектов, рассматривании стереопар, стереофотографий, стереоизображений и голограмм.

Стереоэффект бывает прямой, обратный и нулевой.

Для того чтобы увидеть прямой стереоэффект нужно создать условие, чтобы правый глаз видел только правый снимок, но не видел левого, а левый глаз видел только левый снимок, но не видел правого снимка.

Обратный стереоэффект достигается путём замены правого и левого снимка местами, то есть левый глаз видит правый снимок, а правый глаз – левый. Физиологические параллаксы меняют знак, и наблюдатель видит обратное изображение (например, возвышенности кажутся углублениями и наоборот).

Если оба изображения повернуть на 90 градусов и сместить вверх-вниз относительно друг друга, то будет наблюдаться нулевой стереоэффект — два плоских изображения сольются в одно плоское.

Для получения стереоэффекта необходимо, чтобы:

Разность масштабов снимков стереопары не превышала 16 %.

Каждым глазом наблюдался только один из снимков.

Угол, под которым пересекаются соответственные лучи, не превышал 16°.

Положение снимков было согласовано с глазным базисом.

Стереоэффект можно наблюдать не только на изображениях, но и на трехмерных, объемных предметах. Это можно доказать с помощью несложного эксперимента.

Оборудование: белая нить, грузик, кусок темного стекла

Белый грузик, например пуговицу, диаметром около двух сантиметров закрепите на конце белой нити (лески). Пусть экспериментатор раскачивает нить наподобие маятника. Смотреть на грузик лучше всего на фоне гладкой светлой стены. Наблюдатель отходит на расстояние 1 — 1,5 метра от грузика, раскачиваемого экспериментатором плавно, равномерно и обязательно в одной плоскости. Сначала наблюдатель должен убедиться, что качание действительно происходит в одной плоскости. После этого он ставит перед одним глазом темное стекло (или пластинку, вынутую из противосолнечных очков) и смотрит на маятник обоими глазами.

Наблюдайте очень внимательно, и вы заметите, что маятник теперь качается не в одной плоскости, а как бы по кругу. Поставьте темное стекло перед, другим глазом — круговое движение совершается в противоположном направлении. Этот эффект известен как «СтереофеноменПульфриха».

Как можно его объяснить? Дело в скорости передачи изображений грузика на последовательных отрезках его пути. Считается, что светлое и темное изображения достигают мозга неодновременно (темное позднее), так что в любой данный момент времени происходит слияние различных изображений, поступающих в мозг от правого и левого глаза. Это вызывает появление эффекта глубины, подобного стереоэффекту.

Оптические иллюзии в классификации стоят неким особняком. С точки зрения физики, глаз – сложный оптический прибор. Как известно, любой прибор можно обмануть, наши глаза не исключение. Если до этого мы воздействовали на глаза и с биологической точки зрения тоже (передача изображения в мозговые центры), то сейчас мы будем обманывать Вас, используя исключительно физические законы.

Если бы мы проводили шоу иллюзионистов, то начали бы с простого, но очень интересного фокуса.

На сцене зрители видят два прямоугольных стекла, соединенных по кромке и образующих угол. Ассистент усаживается в этот угол стекол лицом к залу, спиной к фокуснику. Фокусник демонстрирует залу обыкновенный фотоаппарат, а затем фотографирует ассистента со спины. Но при проявлении фотографии оказывается, что на снимке изображено целых пять изображений! Спина, два изображения 3/4 и два изображения в профиль. В чём подвох?

Всё дело в тех самых стеклах и освещении. В качестве стёкол используются Зеркала Гезелла, обращённые незазеркаленной стороной к зрителям. Часть сцены, где происходит действие, освещена немного сильнее, чтобы усилить зеркальный эффект, а со стороны зрителей усилить ощущение равномерного освещения, так как для них эти стёкла покажутся немного затемнёнными.

С Зеркалами Гезелла мы можем встречаться и в повседневной жизни. Они используются в архитектуре для создания защищенности частной жизни и эстетического вида. Но еще чаще вы наблюдаете такие зеркала на тонированных автомобилях и некоторых солнечных очках. Весь принцип работы таких зеркал закладывается именно в разности освещенности, которая должна соответствовать соотношению 5:1.

Данный фокус лучше всего проводить не с ассистентом, а с добровольцем из зала, чтобы эффект был более ошеломляющим. Известно, что у веществ есть три агрегатных состояния: жидкое, твердое и газообразное. Для перехода из твердого состояния в жидкое обычно требуется время и тепловое воздействие. Однако настоящие фокусники умеют делать это быстро и одной лишь силой мысли.

Налейте в чашку воды и бросьте в нее монетку. Посадите добровольца перед чашкой так, чтобы он видел монетку, но не видел дна чашки (для удобства заранее отметьте маркером границу между дном и стенкой). Теперь возьмите спринцовку или шприц и удалите воду – монета исчезнет. Возвращая воду, вернется и монетка.

Этот фокус имеет самое банальное и простое объяснение – закон преломления света. Участок дна m кажется наблюдателю (глаз которого – над водой, в точке А) в приподнятом положении: лучи преломляются и, переходя из воды в воздух, вступают в глаз, как показано на рисунке, а глаз видит участок на продолжении этих линий, т. е. над m. Чем наклоннее идут лучи, тем выше поднимается m.

В романе Джоан Ролинг «Гарри Поттер» у фотографий и картин была очень интересная особенность – предметы и люди на них двигались и жили своей жизнью. Было бы здорово воплотить такое в жизнь, и любой фокусник умеет это.

Нарисуйте на листке бумаги два изображения друг под другом. Например, две стрелки. Установите изображение вертикально и поставьте перед ним стеклянный стакан или банку. Важное условие: сосуд должен быть без граней. Налейте в сосуд воды так, чтобы нижнее изображение было под водой. А теперь встаньте напротив и посмотрите на лист сквозь сосуд – стрелка поворачивается в другую сторону.

В чём секрет? Наливая воду в стеклянный сосуд, вы создаёте простейшую двояковыпуклую собирающую линзу. Известно, что двояковыпуклая линза ограничена сферической поверхностью и у краёв тоньше, чем в середине. Так как показатели воды и стекла примерно равны, то банку с водой можно считать целостной. Двояковыпуклая собирающая линза создает действительное обратное изображение. Исходя из вышеперечисленного, на стрелку мы смотрим через обыкновенную линзу.

Всем известен фокус с исчезающим в ящике кроликом. Скептики давно раскусили, что секрет фокуса таится не в самом ящике, а в его столе. Иллюзионистам пришлось выкручиваться, и здесь на помощь им снова пришли простейшие законы физики. Теперь этот фокус показывают немного по-другому. Ассистент держит коробку на руках, либо же ставит на табурет или столик, который перед этим был изучен любым желающим. Фокусник открывает верхнюю дверцу и боковую панель коробки, а зрители видят, что она пуста. Для более достоверной информации фокусник обе руки опускает в коробку, и зритель видит обе ладони. Далее обе дверцы закрываются, фокусник произносит волшебные слова, открывает верхнюю дверцу и достаёт кролика, волшебным образом очутившегося в коробке.

Весь секрет кроется в правильном расположении зеркала, которое пересекает коробку по диагонали. Когда фокусник опускает руки в коробку, зритель видит лишь отражение одной руки, но из-за расстояния уловить этого практически невозможно. За само зеркало можно спрятать что угодно, всё зависит от степени размера коробки.

Стробоскоп (от греч.στρόβος — «кружение», «беспорядочное движение» и σκοπέω — «смотрю») — прибор, позволяющий быстро воспроизводить повторяющиеся яркие световые импульсы.

Стробоскопический эффект — это возникновение зрительной иллюзии неподвижности предмета или его мнимого движения при его прерывистом визуальном наблюдении.

Этот эффект возникает из-за инертности человеческого зрения, когда движение объекта наблюдается не непрерывно, а отдельными фрагментами. Примером может служить кинофильм. При просмотре статичные картинки меняются так быстро, что глаз не успевает проследить за их сменой, и возникает впечатление постоянного движения изображения.

Современные стробоскопы принимают самые различные формы: всё зависит от целей их использования. Например, стробоскопы в виде пистолета применяют для настроек зажигания в автомобилестроении, лампы-стробоскопы чаще всего можно увидеть на дискотеках. Ленточные стробоскопы используются в рекламных роликах и установках, а так же в цирках и самостоятельными артистами для создания потрясающих иллюзий.

Очень часто стробоскоп способен сотворить в буквальном смысле чудо, которому не все верят и воспринимают фокус как компьютерную графику. Как, например, произошло в фильме «Иллюзия обмана 2» Джонатана Мюррея Чу. Над фильмом помогал вести работу сам Дэвид Копперфильд, который затем и рассказал публике, что фокусы в ленте были настоящими.

Всё дело в том, что в конце фильма один из фокусников спорит с природой и управляет каплями дождя, заставляя их двигаться, либо и вовсе застыть в воздухе. И хотя почти сразу он объясняет принцип трюка, зрители фильма относятся к этому скептически. Виной этого скепсиса является незнание физики. На самом деле, фокус был проделан следующим образом: на крыше были установлены специальные дождевальные машины, которые увеличивали капли дождя, делая их более заметными, а так же увеличивая частоту падающих капель. Вдоль тротуара под правильным углом были уложены ленточные стробоскопы, принцип работы которых был описан выше. Вот и весь фокус! Самом фокуснику лишь остается добавить артистичности, придавая спектаклю правдивости, а его ассистенту (а всем известно, что ассистент часто играет более значимую роль, чем сам фокусник) включить стробоскоп вовремя.

При включении стробоскопа, он начинает воспроизводить световые импульсы на большой частоте (до 100 Гц). Так как стробоскопический эффект возникает при наложении частоты импульсов и частоты движения объекта, то зрителям кажется, что капли зависают в воздухе.

Проводя исследование, мы изучили некоторые виды иллюзий, пытаясь выявить их природу, закономерности. В начале работы нами была выдвинута гипотеза, что все зрительные иллюзии можно объяснить с помощью физических законов.В процессе реализации исследования, нами было установлено следующее утверждение: зрительные иллюзии, создающиеся светом и зеркалами, носят оптическую природу и поддаются законам геометрической оптики. В свою очередь остальные зрительные иллюзии носят иной характер и зависят от особенностей зрения и работы мозга каждого конкретного индивида и более подробно изучаются биологами и медиками.

«Занимательная физика» Я. И. Перельман; МОСКВА 1994, АО «СТОЛЕТИЕ»

Физика 8 класс, А. В. Перышкин; Дрофа 2014;

Оптические иллюзии (стр. 1 из 3)

Городская научно-практическая конференция

школьников и учащейся молодежи

Научное общество учащихся «Открытие»

Выполнили: Грицай Дмитрий,

9 класс МОУ «Лицей № 166»

Пужульс Ирина Николаевна,

учитель физики высшей

МОУ «Лицей № 1656 »

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

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

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

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

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

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.

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.

1. Изучить литературу.

2. Освоить методику анализа и синтеза.

3. Выделить существенные признаки рассматриваемых иллюзий.

4. Сгруппироватьиллюзии содинаковыми существенными признаками.

5. Сделать выводы.

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.