Оптичні ілюзії 8 клас

Борисова Ірина Дмитрівна,

вчитель фізики,

БОУ м. Омська «Середня загальноосвітня школа №101»




« За допомогою ока, а не оком дивитися на світ вміє розум » Вільям Блейк.

Світло, заломлюючись в оптичній системі ока, яку утворюють рогівка, кришталик і склоподібне тіло, дає на сітківці дійсні, зменшені та зворотні зображення предметів, що розглядаються. Потрапивши на закінчення зорового нерва. у тому числі складається сітківка, світло дратує ці закінчення.

По нервових волокнах ці роздратування передаються у мозок, і в людини з'являється зорове відчуття: вона бачить предмети.

Зображення предмета, що виникає на сітківці ока, є перевернутим (І. Кеплер).

? Чому тоді ми бачимо всі предмети такими, як вони є?


  • Зорові спотворення
  • Ілюзії сприйняття розміру
  • Колір та контраст
  • Здаються фігури
  • Сприйняття глибини
  • Перевертень
  • Розпізнавання образів
  • Фігура та фон

Насправді, всі неможливі фігури можуть існувати в реальному світі.

Так, всі об'єкти, намальовані на папері, є проекціями тривимірних об'єктів, отже, можна створити такий тривимірний об'єкт, який при проектуванні на площину буде неможливим.

При погляді на такий об'єкт із певної точки він також виглядатиме неможливим, але при огляді з будь-якої іншої точки ефект неможливості буде втрачатися.

Найбільш відомі неможливі фігури: неможливий трикутник, нескінченні сходи та неможливий тризуб.


Широкої популярності неможливі постаті набули завдяки літографіям голландського художника М.К. Ешера.

Напрямок у образотворчому мистецтві, орієнтований на зображення неможливих фігур, називається імп-арт.

куб Ешера


Скільки тут динозаврів?

Неможливий трансформатор

Скільки у слона ніг?

Дивовижні сидіння

Неможливе колесо


Ілюзія сприйняття

Наш головний мозок будує викривлені образи реальності. Він здатний створювати видимість того, чого не існує насправді і водночас не помічати очевидного.

Ми можемо спостерігати якесь явище, навіть знаючи, що воно неможливе.

У психології це називається ілюзі їй сприйняття.


У виділяють два типи ілюзій - ті, що ґрунтуються на певних фізичних умовах, і ті, що обумовлені психологічно.

Прикладами ілюзій першого типу можуть бути міражі чи спотворення предметів при сприйнятті в воді чи через призму. Пояснення таких ілюзій лежить поза психологією. Тут більше фізики.

Ілюзії другого типу пов'язані з особливостями сприйняття, наприклад, геометричних фігур, коли в зорових образах спотворюються їх пропорції, кольори та інше.

Це вже більше фізіологія та психологія.


Ще приклади відомих усім ілюзій.

Рейки на залізниці є паралельними і знаходяться на деякому віддаленні один від одного. Тим не менш, якщо дивитися в далечінь, ми бачимо, що вони до горизонту нібито сходяться.

Електричні чи телеграфні стовпи однакової висоти. Але ті, які вдалині, здаються маленькими порівняно з тими, що зблизька.

Ми взагалі звикли, що всі предмети, що віддаляються до горизонту, зменшуються на сітківці за своїми лінійними розмірами: люди, потяги, хмари, літаки.


Ілюзії сприйняття розміру

Вони пов'язані з тим, що однакові довжини при горизонтальному і вертикальному положенні або за наявності додаткових елементів здаються різними.

А). Ілюзія Мюллера-Лайєра. Який із горизонтальних відрізків довший? Здається, що верхній. Насправді вони рівні.

б). Ілюзія кінескоп. Яка з червоних ліній довша? Здається, що права. Ні, вони однієї довжини.


Ілюзія Ніка Вілльямса (Nik Williams, 1996)

На верхньому малюнку просто маска єгипетської мумії (2-2,5 тис. років до н.е.). На середньому - та сама маска, але зсередини.

На нижньому – збільшена частина зворотного боку маски. Зверніть увагу наскільки важко сприймати це зображення як увігнуте.

Мозок несвідомо бачить це обличчя як нормальне.


У). Ілюзія Еббінгауз.

Яке коло більше?

Той, що оточений маленькими колами чи той, який оточений великими? Здається, що маленькими.

Ні, вони однакові.


Перевертень

Переверта - вид оптичної ілюзії, в якій від напрямку погляду залежить характер сприймається об'єкта. Однією з таких ілюзій є «уткозаєць»: зображення може трактуватися як зображення качки, і як зображення зайця.



Це без сумніву найкраща ілюзія.

Спробуй обов'язково:

1) Розслабся і дивися не відриваючись 30 сек. на 4 маленькі точки у центрі.

2) Потім переведи повільно погляд на стіну (чи щось велике та однобарвне) біля тебе.

3) Ти побачиш, як утворюється світле коло.

4) Пару розморгни і ти побачиш, як у цьому колі утворюється фігура.

5) Що чи кого ти бачиш?



Ефект посилюється при нахилах, обертаннях, наближенні/видаленні голови

Нерухоме зображення здається рухомим

При розгляді однакових м'ячів, що рухаються, можна побачити, що вони різного розміру.

Одне і те ж анімаційне зображення може зображати об'єкт, що обертається, за годинниковою, проти годинниковою або поперемінно (здійснювати коливальні рухи).



Ілюзія гумового олівця








Ну і наостанок.

Уважно дотримуйтесь інструкцій.

Це приголомшливо!

1. Покладіть руку на мишку.

2. Наведіть мишку на символ унизу (він без вірусів).

3. Зосередьтеся на точці в середині екрана.

4. Дивіться не менше 30 секунд, але не більше 45 секунд.

5. Тепер подивіться на руку на мишці.

6. Кричати не потрібно – з вашою рукою все гаразд.

Презентація на тему "Оптичні ілюзії" з фізики у форматі PowerPoint. Цікава презентація для школярів містить велику кількість прикладів оптичних ілюзій, також розповідається, що таке оптичні ілюзії та основні причини їх виникнення. Автор презентації: Острожна Олена Володимирівна, учитель фізики.

Фрагменти із презентації

Що таке оптичні ілюзії

Це помилки в зоровому сприйнятті, викликані неточністю або неадекватністю процесів неусвідомлюваної корекції зорового образу (невірна оцінка довжини відрізків, величини кутів або кольору зображеного об'єкта, ілюзії руху, «ілюзія відсутності об'єкта» - баннерна сліпота, та ін.) «сплюснутий Місяць», «зламана ложка» у склянці з водою). Причини оптичних ілюзій досліджують як із розгляді фізіології зору, і у вивчення психології зорового сприйняття.

Основні причини оптичних ілюзій

  • перша причина полягає в тому, що зорова система сприймає світло, що відбивається від предметів, таким чином, що свідомість людини отримує помилкову (уявну) інформацію.
  • друга причина полягає в помилковій, неправильній передачі сигналів зору за допомогою нервів, в результаті мозок також отримує неправильну інформацію, що призводить до уявного, спотвореного сприйняття.
  • третя причина ґрунтується на порушеннях мозку (збоях мозкової діяльності), що видає неправильну реакцію.
  • У деяких випадках ілюзія може виникнути одразу з кількох причин.

Види оптичних ілюзій

  • Зорові спотворення
  • Здаються фігури
  • Неможливі фігури
  • Перевернуті картинки
  • Подвійні зображення
  • Парейдолічні ілюзії
  • Ілюзії руху
  • Ілюзії кольору та контрасту
  • Ілюзії сприйняття глибини

Зорові спотворення

  • Ілюзія Герінга (ілюзія віяла)
  • Ілюзія кафе "Wall"
  • Ілюзія Перельмана
  • Олівець у воді
  • Кола чи спіралі

Парейдолічні ілюзії

  • Парейдолічні ілюзії- Ілюзорне сприйняття реального об'єкту
  • Ця гра світла і тіні породила безліч уфологічних теорій про давні марсіанські цивілізації. На пізніх знімках цього регіону Марса жодної особи не виявляється.

Ілюзії руху

Дивіться на чорну точку в центрі і, не відриваючи погляду, рухайте головою вперед-назад. Круги навколо точки почнуть рухатися.

Ілюзії кольору та контрасту

  • Решітка Герінга. На перетинах всіх білих смуг, за винятком того перетину, на якому ви фіксуєте погляд у цей момент, видно маленькі сірі плями.
  • Ілюзія мерехтливої ​​ґрат. Білі кружки здаються миготливими, чи не так?

Ілюзії сприйняття глибини

  • Дивні робітники.
  • Асфальтові ілюзії

Це без сумніву найкраща ілюзія.

  1. Розслабся і дивися не відриваючись 30 сек. на 4 маленькі точки у центрі.
  2. Потім переведи повільно погляд на стіну (чи щось велике та однобарвне) біля тебе.
  3. Ти побачиш, як утворюється світле коло.
  4. Кілька разів моргни і ти побачиш, як у цьому колі утворюється постать.
  5. Що чи кого ти бачиш?

Лев Толстой

Мона Лізу

Сконцентруйте свій погляд на червоній точці у центрі малюнка протягом приблизно 30 секунд. Потім заплющіть очі і поверніть голову у бік неба чи світла... Дізналися?

Che Guevara

Сконцентруйте свій погляд на червоній точці у центрі малюнка протягом приблизно 30 секунд. Потім заплющіть очі і поверніть голову у бік неба чи світла... Дізналися?

Клас: 8

Презентація до уроку





























Назад вперед

Увага! Попередній перегляд слайдів використовується виключно для ознайомлення та може не давати уявлення про всі можливості презентації. Якщо вас зацікавила ця робота, будь ласка, завантажте повну версію.

Освітні цілі уроку:

  • Формування інтересу та пізнавальної мотивації під час навчання фізики;
  • Розвиток навичок теоретичного мислення;
  • Творчий пошук;
  • Формування поняття «ілюзія», види ілюзій та виявлення причин їх виникнення;
  • Розвиток комунікативних здібностей.

Основні завдання:

  • Розширення та поглиблення знань з фізики.
  • Розвиток образного мислення.
  • Розвиток вміння моделювати та творчо мислити.
  • Розвиток комунікативних навичок спілкування та індивідуальних властивостей особистості учнів.
  • Розвиток емоцій учнів шляхом створення під час уроку стану здивування, цікавості, парадоксальності.

Обладнання:комп'ютер; мульти-відеопроектор; презентації.

Тип уроку:Вивчення нового матеріалу.

Хід уроку

Мабуть не завжди відповідає дійсному.
М. Коперник

I. Організаційний момент уроку

– Здрастуйте, дорогі хлопці! Епіграфом нашого уроку є слова «Мабуть який завжди відповідає дійсному», сказані М. Коперником. Сьогодні на уроці ми намагатимемося розібратися в деяких загадках природи. Тема нашого уроку «Оптичні ілюзії»

– Відомо, що наш зір недосконалий. Іноді ми спостерігаємо не те, що відбувається насправді. Але це є факт. Давайте спробуємо розібратися, особливо наших спостережень.

ІІ. Вивчення нового матеріалувикористання презентації.

Концепція оптичної ілюзії. (слайди 2-3)

Що таке оптична ілюзія?Оптичною ілюзією називається невідповідні насправді уявлення видимого явища чи предмета внаслідок особливостей будови нашого зорового апарату, простіше кажучи – це неправильне уявлення реальності. Оптичні ілюзії пов'язані з індивідуальними порушеннями зору, наприклад з дальтонізмом.

Чи є причини оптичної ілюзії?Зоровий апарат людини – складно система із цілком певною межею функціональних можливостей. До неї входять: очі, нервові клітини, якими сигнал передається від ока до мозку, і частина мозку, що відповідає за зорове сприйняття (малюнок 1).

Малюнок 1

У зв'язку з цим виділяються три причини ілюзії:

  1. Наші очі так сприймають світло, що йде від предмета, що в мозок приходить помилкова інформація;
  2. При порушенні передачі інформаційних сигналів по нервах відбуваються збої, що знову ж таки призводить до помилкового сприйняття;
  3. Мозок не завжди правильно реагує на сигнали, що надходять від очей. (Малюнок 2)

Малюнок 2

Про причини зорових ілюзій (помилок, обманів), слід, по-перше, вказати, що іноді вони з'являються внаслідок спеціально створених, особливих умов спостереження, наприклад: спостереження одним оком, спостереження за нерухомих осях очей, спостереження через щілину тощо.

По-друге, більшість ілюзій зору виникає не через оптичну досконалість ока.

До ілюзій зору не відносяться оптичні фокуси та загадкові привиди, створювані за допомогою дзеркал, проекційних апаратів та інших технічних пристроїв, а також цікаві оптичні явища, які іноді спостерігаються в природі (міражі, північні сяйва). Поява останніх зумовлена ​​оптичними властивостями земної атмосфери.

Розглянемо деякі види ілюзій:

1. Ілюзія сприйнятті глибини . (слайди 5, 6)

Зорові ілюзії виникають за умов видимого нами рельєфу чи глибини малюнка. Виникнення цих ілюзій пов'язане зі здатністю ока бачити предмети на різних відстанях, зі здатністю сприймати простір за яскравістю предметів, їх тінями і за кількістю проміжних об'єктів. З іншого боку, ці ілюзії виникають у процесі осмислення видимого. Мозок, сприймаючи предмет, спотворює видиме нами рельєфне зображення. Прикладом цього є малюнок: куб то здається видимим зверху, то збоку. (Малюнок 3)

Малюнок 3

2. Ілюзія сприйняття розміру.(Слайди 7, 8)

Ми взагалі звикли, що всі предмети, що віддаляються до горизонту, зменшуються на сітківці за своїми лінійними розмірами: люди, потяги, хмари, літаки... (Малюнок 4)

Малюнок 4

3. Ілюзія сприйняття руху. (слайди 9–11)

Я думаю, ця ілюзія найцікавіша тому, що насправді нічого не рухається. Якщо ми зробимо малюнки цих картинок, то ілюзія все одно виникає.

Існує ілюзія, яку можна назвати спіраллю Плато, а якщо простіше – ефект дзиги. Якщо диск зі спіраллю (дзига) обертати за годинниковою стрілкою, то після тривалого фіксування її оком у нас виникає враження стягування всіх гілок спіралі до центру; при обертанні спіралі у напрямку ми бачимо розбіжність спіралей у зворотному від центру до периферії. Так, наприклад, якщо після тривалого спостереження за місцевістю з вікна поїзда, що рухається, або за водою з вікна рухомого пароплава ми переведемо погляд на нерухомі предмети всередині поїзда або пароплава, то нам здасться, що вони теж рухаються, але в зворотному напрямку. Ці ілюзії пов'язані з послідовними образами, що рухаються. (рисунок 5)

Малюнок 5

4. Неможливі постаті.(Малюнок 6) (слайди 12-13)

Малюнок 6

5. Перевернуті картини (рисунок 7) (слайд 14)

Малюнок 7

Це ілюзії, пов'язані зі зміною орієнтації. Зорові механізми людини забезпечують можливість пізнавати об'єкти, що розглядаються в різній орієнтації, але людина звикає до певних умов спостереження, які переважають у повсякденному житті. Внаслідок цієї звички різні орієнтації об'єктів стають для людини нерівноправними. Особливо це стосується людських осіб та друкованого тексту

6. Співвідношення фігури та фону.(Малюнок 8) (слайди 15–17)

Малюнок 8

Тут ми розглянемо низку ілюзій зору, зумовлених впливом розмаїття яскравості, тобто. відношення різниці яскравості об'єкта та фону до яскравості фону. По-перше, на темнішому тлі ми бачимо фігури світлішими і, навпаки, на світлому – темнішими. По-друге, при сприйнятті фігури і фону ми схильні бачити, перш за все, плями меншої площі, а також плями яскравіші “виступаючі”, причому найчастіше фон нам здається, що лежить далі від нас, за фігурою. Чим більший контраст яскравості, тим краще помітний об'єкт і виразніше видно його контур і форма.

7. Подвійні зображення. (рисунок 9) (слайд 18)

Малюнок 9

Що ви бачите на малюнку? Чому виникає така ілюзія? Розгляньте уважно, скільки тут осіб?

8. Ілюзія Герінга.(малюнок 10) (слайди 19–21)

Малюнок 10

Багато ілюзії пояснюються здатністю нашого зору перебільшувати видимі нами на пласких постатях гострі кути. Можливо, цього роду ілюзії виникають через явища іррадіації, оскільки розширюється видимий нами світлий простір біля темних ліній, що обмежують гострий кут. Велике значення цих ілюзій має напрямок руху очей та їх рухливість взагалі. Якщо є злам ліній, то наше око в першу чергу "схоплює" гострий кут, тому що вісь поля зору переміщається спочатку по найкоротшому напрямку і лише потім обстежує сторони тупих кутів.

Гострі кути завжди здаються більшими, ніж є насправді, і тому з'являються певні спотворення справжньому співвідношенні частин видимої фігури. На малюнку паралельні прямі лінії внаслідок впливу фону здаються непаралельними та вигнутими.

Іноді зміна напряму ліній та спотворення форми фігури відбувається також через те, що око стежить за напрямками інших ліній, які перебувають у полі зору. На малюнку прямолінійні сторони квадрата здаються викривленими, а весь квадрат - деформованим.

9. Здаються фігури.(Малюнок 11) (слайди 22-23)

Малюнок 11

10. Розпізнавання образів.(малюнок 12) (слайди 24–26)

Малюнок 12

11. Слідкуючі картини.(малюнок 13) (слайд 27)

Малюнок 13

Багатьом доводилося бачити так звані загадкові, ніби живі портрети, які завжди дивляться на нас, стежачи за нашими пересуваннями і звертаючи очі туди, куди ми переходимо. Це тим, що зіниці очей на портреті вміщені у середині розрізу очей. Саме такими ми бачимо очі, що дивляться на нас, коли ж очі дивляться убік, повз нас, то зіниця і вся райдужна оболонка здаються нам такими, що знаходяться не на середині ока, а зміщеними в бік. Коли ми відходимо в бік від портрета, зіниці, звичайно, свого становища не змінюють - залишаються посеред очей, а оскільки все обличчя ми продовжуємо бачити в колишньому становищі до нас, то нам і здається, що портрет повернув голову і стежить за нами

12. Кольори та контрасти.(малюнок 14) (слайд 28)

Малюнок 14

ІІІ. Висновок.

Якби око наше не здатне було піддаватися жодним обманам, не існувало б живопису, архітектури, скульптури і ми були б позбавлені всіх насолод образотворчих мистецтв. Ми не змогли б розуміти оптичні ілюзії в навколишньому світі і застосувати у своєму житті.

Бібліографія:

  1. Я І. Перельман.Цікава фізика. Книга 2. - М.: Тріада-Літера, 1994, с. 222-242.
  2. Кейт Кей.Оптичні ілюзії. Смоленськ, "Русич", 1999.

Щоб скористатися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com


Підписи до слайдів:

Глядачі ілюзії Презентацію виконала Делідова Л.В. Вчитель математики МАОУ «Ашапська ЗОШ»

ОПТИЧНІ ІЛЮЗІЇ - ЦЕ систематичні помилки зорового сприйняття, а також різні зорові ефекти, що штучно створюються, і віртуальні образи, засновані на використанні особливостей зорових механізмів.

Використання зорових ілюзій Вже тисячі років зорові ілюзії цілеспрямовано використовуються в архітектурі для створення певних просторових вражень

для збільшення висоти і площі залів

Ще використовуються: в образотворчому мистецтві у цирковому мистецтві у кінематографії у телебаченні у поліграфії у військовій справі

Види ілюзій: Ілюзії геометричні Ілюзорні трансформації Динамічні ілюзії

Геометричні ілюзії Подивіться малюнок. При розгляді здалеку білі фігури здаються більшими за чорні, хоча ті й інші рівні.

Порівняйте відрізки AB та CD. Вони рівні. A B C D

Подивіться цей малюнок – відстань AB здається більше рівного йому відстані CD . A B C D

А тут нижній овал здається більше внутрішнього верхнього, хоч вони однакові.

Рівні відстані AB, CD та EF здаються нерівними A B C D E F

Чи набагато більше ця фігура висотою, ніж шириною? Висота та ширина фігури однакові.

Верхня фігура здається коротшою і ширшою за нижню, хоча вони абсолютно однакові.

А на цьому малюнку всі лінії є паралельними.

Виділені відрізки на цьому зображенні дорівнюють.

При порівнянні центральних кіл, друга здається більше, ніж перша.

Правий гурток цієї фігури здається меншим за рівний йому лівий.

Ілюзорні трансформації При розгляді цієї фігури здаватиметься виступаючими вперед по черзі то два куби вгорі, то два куби внизу.

Ця постать може бути трояко: як сходи; у вигляді ступінчастої ніші; у вигляді паперової «гармошки»

Динамічні ілюзії дивіться не відриваючи погляду на точку в центрі 30 сек.; потім переведи погляд на стіну ви побачите пульсуюче сяйво

Зосередьте свій погляд на хрестику в центрі. Потім вам почне здаватися, що рожеві плями почнуть поступово зникати

Придивіться в чорну крапку і сіре почне зникати

Це помилки в зоровому сприйнятті, викликані неточністю або неадекватністю процесів неусвідомлюваної корекції зорового образу (невірна оцінка довжини відрізків, величини кутів або кольору зображеного об'єкта, ілюзії руху, «ілюзія відсутності об'єкта» баннерна сліпота, та ін.) сплюснутий Місяць», «зламана ложка» у склянці з водою). Причини оптичних ілюзій досліджують як із розгляді фізіології зору, і у вивчення психології зорового сприйняття. Що таке оптичні ілюзії?






Ця ілюзія також називається "хибна спіраль" або "світла мотузка". Спіраль формується звитими жилами (мотузками) різного кольору і, насправді, є концентричними колами. Ілюзія Фрейзера та Спіраль Фрейзера. Думаєте, це спіраль?




Ілюзія Еббінгауза-Тітченера (1902) Ілюзія розмаїття. Ілюзія, при якій один і той же предмет сприймається як більший серед маленьких фонових предметів і менше серед великих фонових предметів. Закрийте одне око та подивіться в умовну точку посередині між колами. Кілька секунд по тому, ви побачите, що вони однакові






Це вертикально-горизонтальна ілюзія. Обидві лінії мають однакову довжину, проте вертикальна лінія здається довшою за горизонтальну. Це вертикально-горизонтальна ілюзія. Обидві лінії мають однакову довжину, проте вертикальна лінія здається довшою за горизонтальну. Ілюзія Вундта-Фіка або перевернуте Т (1851)


Довгі паралельні лінії, перетнуті серією коротких діагональних відрізків, здаються розбіжними. Цю ілюзію Цільнер помітив у 1860 році випадково, розглядаючи тканину. Довгі паралельні лінії, перетнуті серією коротких діагональних відрізків, здаються розбіжними. Цю ілюзію Цільнер помітив у 1860 році випадково, розглядаючи тканину. Ілюзія Цільнера (1860) Ці лінії розходяться? Вони паралельні












Подивіться у центр лівого малюнка. Є мерехтіння та обертання? А тепер переведіть погляд у центр правого малюнка, потім знову – у центр лівого тощо… Усі представлені тут картинки абсолютно статичні. Будь-який помічений рух є ілюзією. УВАГА! Усі представлені тут картинки є абсолютно статичними. Будь-який помічений рух є ілюзією.

















Зображення взято з: Халліуліна Аліна 8 «Б» ГОУ ЦО 1428