1995155
столько раз учителя, ученики и родители
посетили официальный сайт проекта «Инфоурок»
за прошедшие 24 часа
Добавить материал и получить бесплатное
свидетельство о публикации
в СМИ №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок Начальные классы Научные работыПроект "Иллюзии или обман зрения"

Проект "Иллюзии или обман зрения"

Международный конкурс

Идёт приём заявок

Подать заявку

Для учеников 1-11 классов и дошкольников

16 предметов

библиотека
материалов



Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
"Средняя общеобразовательная школа №4"















Исследовательский проект

Иллюзии или обман зрения













Выполнил:

Свиридов Серафим

2 «Г» класс МАОУ «СОШ №4»


Научный руководитель:
Мельникова Ольга Михайловна



Миасс 2017

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Теоретическая часть

1.1. Понятие и виды оптических иллюзий

Глава 2. Практическая часть

2.1. Управление иллюзиями

2.2. История одной иллюзии

2.3. Применение оптических иллюзий

Заключение

Список использованных источников информации







































ВВЕДЕНИЕ

Я люблю ходить в цирк! И самыми любимыми номерами у меня всегда были фокусы и трюки. Многое из того, что я там видел, мне казалось невероятным, невозможным и необъяснимым. Непонятное всегда кажется таинственным. Получается, что можно увидеть то, чего нет? Можно ли верить всему, что видишь? Проще всего поверить в то, что ты видел, но настоящий исследователь или ученый на этом не остановится.

Чтобы найти ответы на свои вопросы, было решено провести

исследование.

Цель исследования:

Выяснить, что лежит в основе оптической иллюзии - чудеса или наука?

Задачи исследования:

1. Изучить что такое оптические иллюзии;

2. Найти причину возникновения оптических иллюзий;

3. Научиться управлять иллюзиями.

Объект исследования - оптические иллюзии.

Предмет исследования - причины возникновения оптических

иллюзий.

Гипотеза исследования – в основе иллюзий лежат обычные

природные явления.

Методы исследования:

  1. Изучение литературы;

  2. Проведение опытов;

  3. Анализ полученных данных;

  4. Обобщение информации;

  5. Практическое применение полученных знаний.

ГЛАВА 1. Теоретическая часть

1.1. Понятие и виды оптических иллюзий.

Оптическая иллюзия – это впечатление о видимом предмете или

явлении, несоответствующее действительности, т.е. оптический обман

зрения. В переводе с латыни слово «иллюзия» означает «ошибка,

заблуждение». Это говорит о том, что иллюзии с давних времен объяснялись

как некие сбои в работе зрительной системы.

Оптические иллюзии делятся на три вида:

· естественные, или созданные природой;

· искусственные, или придуманные человеком;

· смешанные, то есть естественные иллюзии, воссозданные человеком.

Естественные оптические иллюзии

Миражи

Мираж – это игра световых лучей. Слово “мираж” происходит от французского слова и обозначает “отражать, как в зеркале”, причем в роли “зеркала” выступает… воздух. Миражи принято делить на три класса.

К первому классу относят нижние миражи – перевернутое изображение предметов.

hello_html_6b1f4ca0.png

Оказывается, 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.hello_html_507a65a0.png

К миражам второго класса относят верхние миражи. Они менее распространены и более живописны, чем нижние.hello_html_m738e9667.png Верхний мираж возникает, когда слои воздуха возле земли гораздо холоднее, чем верхние: изображение отрывается от земли и повисает в воздухе, иногда оно бывает перевернутым. hello_html_5a4a353b.pngВерхний мираж может описать дугу и вернуться на землю через сотни километров. Над морем создаются идеальные условия для образования верхнего миража. Поэтому моряки часто видят корабли, повисшие в воздухе, и даже корабли, находящиеся далеко за горизонтом.

10 декабря 1941 года команда британского судна “Вендор”, находящегося в районе Мальдивских островов, заметила на горизонте горящий корабль. “Вендор” пошел на выручку, но через час горящий корабль завалился на бок и затонул. “Вендор” подошел к предполагаемому месту гибели корабля, но, несмотря на тщательные поиски, не нашел ни обломков, ни даже пятен мазута. Когда “Вендор” пришел в порт, оказалось, что в ту минуту, когда команда наблюдала трагедию, тонул крейсер, атакованный японскими торпедоносцами недалеко от Цейлона. Расстояние между кораблями на тот момент составляло 900 км.

Существуют еще боковые миражи. Они похожи на нижние, только в этом случае все отражается не от земли, а от нагретой солнечными лучами стены. Миражи третьего класса или фата-моргана – это таинственное явление, которое нельзя объяснить никакими законами физики. До сих пор неизвестно, почему миражи могут отражать события, которые происходили совершенно в других местах, да еще и много лет назад.

3 апреля 1900 года защитники крепости Блумфонтейн, в Англии, увидели в небе боевые порядки британской армии, притом так четко, что можно было различить пуговицы на красных мундирах офицеров.hello_html_m7e653fd9.png



Тысячи туристов и жителей восточно-китайского города Пенглай в 2006 году стали свидетелями редкого явления — огромного миража. Туман, нависавший над берегом, создал иллюзию изображения города с современными высотными зданиями, широкими городскими улицами, шумными автомобилями и толпами людей, которые были четко видны. Мираж длился несколько часов, а до его появления 2 дня шли проливные дожди.hello_html_75c10eba.png

Одним из лучших мест в мире для наблюдения миражей является Аляска. Чем злее стужа на Аляске, тем четче и красивее возникают в небесах миражи.

Слепое пятно

В процессе исследования я узнал удивительные особенности строения

нашего глаза. Так, например, существует слепое пятно глаза, открытое

французским физиком Мариоттом в 1668г. Слепое пятно – это место

сетчатки, где зрительный нерв вступает в глазное яблоко. Известен рисунок Мариотта для нахождения слепого пятна. Если смотреть на крестик правым глазом (левый глаз должен быть закрыт), приближая или отдаляя рисунок от глаза, наступает момент, когда черный кружок не виден.hello_html_m1674b450.png



Получается, что из-за слепого пятна я должен видеть окружающий мир

с пробелами? Оказывается, нет! У нас два глаза, поэтому, когда изображение

попадает в зону слепого пятна одного глаза, второй глаз видит все

подробности. hello_html_m439677f9.gif

Рассмотрим, как устроено наше зрение. Луч света, отражаясь от какого - нибудь предмета, попадает на роговицу и проходит через зрачок. За зрачком располагается хрусталик, похожий на прозрачную линзу, который преломляет свет и фокусирует его на сетчатке. Дальше зрительный нерв передает сигнал в затылочную долю головного мозга и человек видит изображение. Это значит, зрение контролирует не только глаз, но и мозг. Поэтому, когда говорят об «обмане зрения» правильнее было бы сказать, что на самом деле нас обманывает наш собственный мозг, когда анализирует увиденное.



Иррадиация

Я познакомился с интересным явлением, которое называется

иррадиация. Оказывается, если рассматривать на большом расстоянии

квадраты белого и чёрного цвета, то белые рисунки моими глазами

воспринимаются более крупными, хотя в реальности на картинках

геометрические фигуры одинаковы.hello_html_5cb118cf.png Чем больше расстояние, тем иллюзия сильнее. Физик Гельмгольц объяснил иррадиацию несовершенством хрусталика глаза.

Астигматизм

Астигматизм - дефект зрения, который врачи объясняют утомлением

сетчатки, в результате чего человек теряет способность к чёткому видению. Я в течение длительного времени смотрел одним глазом на близком расстоянии на картинку, сосредоточившись на верхнем белом квадрате. Через некоторое время нижняя белая полоска из поля зрения пропала.hello_html_171dfc99.png

Иллюзия восприятия размера

Одной из самых известных иллюзий восприятия размера является

иллюзия Мюллера - Лайера. hello_html_m56ef1840.pngПосмотрев на этот рисунок, многие скажут, что отрезок со стрелками наружу длиннее отрезка со стрелками, направленными внутрь. На самом деле отрезки равны. Еще один пример такого вида иллюзии – иллюзия Понцо. Всем очевидно, что дальний отрезок гораздо больше ближнего. Однако, и в этом случае они равны. Иллюзия создается из-за ошибки нашего мозга, потому что он привык, что, чем дальше предмет, тем он меньше.hello_html_m5b0921ca.png

Иллюзия восприятия глубины и объема

Иллюзия лестницы Шроедера – наглядный пример иллюзии восприятия глубины и объема.hello_html_7a5009c0.png Сначала я увидел лестницу, потом – нишу, углубленную в стене, а еще позже - бумажную полоску, согнутую гармошкой. Рисунок один, а вариантов изображения – три! На другом рисунке изображен необыкновенный цилиндр. hello_html_590ba630.png

Непонятно как он расположен: справа налево или наоборот.

Иллюзия восприятия цвета

Важнейшим свойством нашего глаза является его способность различать цвета. Но и здесь иллюзиям удалось меня обмануть.hello_html_m11c7f05c.png

На рисунке среди полос синего и желтого цвета я увидел два оттенка красного и два оттенка зеленого цвета, хотя реально есть только один красный и один зеленый цвет. Ошибка возникла из-за яркости фона и цвета окружающих предметов.

В решетке Геринга на пересечении белых полос, за исключением того пересечения, на котором я фиксировал взгляд, были видны маленькие серые пятна. Получается, можно увидеть то, чего нет!? hello_html_7fd1e14e.png







Иллюзия движения

Иллюзии движения - самые впечатляющие и самые труднообъяснимые. Смотришь на неподвижные объекты, а они начинают двигаться. Одно и то же вращающееся изображение может вращаться в разные стороны.hello_html_47204e7b.png

hello_html_m66fa150f.png

Большинство иллюзий движения построены на регулярном повторе разных по яркости или цвету фрагментов. Ведущую роль в иллюзии движения играет периферическое зрение. Попробуйте поднести палец к виску. Вы не будете его видеть. Но стоит пошевелить пальцем, и движение будет замечено, хотя зрительная система и не сможет распознать, что же там мелькает.

Известный создатель иллюзий движения А. Китаока проводил

исследования и выяснил интересные факты. Оказывается, некоторые люди

иллюзию движения увидеть не могут (по некоторым оценкам, их около 5%).

Другой факт не менее интересен: пожилые люди чаще, чем молодые не видят движение.









Еще иллюзии зрения hello_html_m40745e9c.png

В иллюзии Поггендорфа человеческий глаз не может точно определить является ли черная линия продолжением синей или красной. До настоящего времени нет ни одного приемлемого объяснения этой иллюзии.









На следующем рисунке изображены обычные квадраты с

ровными сторонами. Иллюзия искажения формы происходит из-за

расположенных рядом окружностей.

hello_html_mb04e2cd.pnghello_html_m1efaf33e.png

Искусственные иллюзии



Двойственные изображения

Двойственные изображения - это изображения, в которых человек

выделяет для себя либо фон, либо фигуру в зависимости от его восприятия

картинки. hello_html_45a06948.pnghello_html_38dd0c21.png





Изображения – перевёртышиhello_html_m7a63e84b.png

С одной стороны видишь одно изображение, а если перевернуть – то совсем другое. hello_html_430a073a.pnghello_html_m3e98b35f.png





Невозможные фигуры и объекты

Существует огромный класс так называемых "невозможных фигур",

ошибочно или умышленно нарисованных с ошибками, в результате чего

возникают забавные визуальные эффекты.



hello_html_5257dfe4.png

Ярким примером является невозможная лестница Пенроуза.

hello_html_6e69ab27.png

Распознавание образов

Иллюзии распознавания образов характеризуются тем, что порой на изображении очень сложно определить то, что на нём изображено. Иногда сам основной рисунок не позволяет увидеть дополнительное изображение, иными словами не позволяет распознать образ. Если же всё - таки изображение распознано, при последующих просмотрах картинок его уже можно увидеть без труда.hello_html_30181e8.png

Смешанные иллюзии

Это, пожалуй, самый большой раздел иллюзий. hello_html_162e3685.pngОн включает в себя и известные иллюзионные картинки, различные модели, и естественно этот “обман” создается человеком. hello_html_m469599f5.png

Ярким примером смешанной оптической иллюзии являются потрясающие рисунки на асфальте, которые под определенным углом просмотра смотрятся очень эффектно! hello_html_m5a872412.png

Рассмотрев и изучив разные оптические иллюзии, можно выделить основные причины их возникновения:

1. Законы физики – преломление и отражение световых лучей мы

наблюдали в миражах.

2. Особенности строения нашего глаза. Сюда можно отнести слепое

пятно, иррадиацию, астигматизм, иллюзию восприятия цвета и

иллюзию движения.

3. Оптический обман зрения, который возникает из-за ошибок нашего

мозга, когда он анализирует увиденное. Благодаря этим ошибкам,

мы видим иллюзии восприятия размера, глубины и объема и другие

иллюзии.

ГЛАВА 2. Практическая часть

2.1. Управление иллюзиями

2.2. История одной иллюзии

Рассматривая иллюзии движения, мне стало интересно, а когда

появились первые иллюзии и как они выглядели? Я выяснил, что первым

оптическим изобретением стал тауматроп – в переводе с греческогоhello_html_m7f4d60e.png

«чудовращалка». Его изобрел в 1825 году английский врач Питер Марк Роже. Он исследовал, что сетчатка глаза на доли секунды сохраняет изображение объекта после того, как он исчез из поля зрения. hello_html_m54bcbde4.png

Тауматроп – это картонная карточка с двумя картинками на разных сторонах. Когда его вращаешь за веревочки, две картинки сливаются в единое целое.

Изготовить тауматроп оказалось совсем не сложно.

hello_html_7b8e9faf.pnghello_html_m3737185.png

В 1832 году бельгийский физик Жозеф Плато придумал фенакистископ

это диск с прорезями и картинками. Раскрутив такой диск

и посмотрев на него через зеркало, можно увидеть, как оживают картинки. hello_html_4cafe56.png

Это был первый прибор, который показал принцип создания иллюзии движения. Разойдясь в виде игрушки по всему миру, он развлекал детей и взрослых и подталкивал учёных к новым открытиям. hello_html_7bbe9051.png

Я изготовил свой фенакистископ и смог самостоятельно наблюдать

иллюзию движения.

Стереоскоп был изобретен в 1833 году. Пока не появилась фотография,

через стереоскоп смотрели на рисунки. Как сегодня в каждом доме стоятhello_html_2a49c270.png

телевизоры, так и в конце 19 века почти в каждом доме стояли стереоскопы с наборами карточек. hello_html_m1519979f.png

С помощью них развлекали гостей или смотрели объемные изображения дальних стран в семейном кругу. Стереопара – это два изображения, помещенные рядом – раздельно для левого и правого глаза. Раздельный просмотр создавал объемное изображение.

Зоетроп в переводе с греческого обозначает колесо жизни.hello_html_5bca067c.pnghello_html_479cc87c.png

Он представляет собой цилиндр с вертикальными прорезями, через которые

во время вращения можно видеть оживающие картинки. Прибор изобрёл

в 1834 году английский математик Уильям Джорж Хорнер.

hello_html_m7a20bb22.pnghello_html_m31dc9d01.pngФлипбук или блокнот с рисунками придумал американец Генри Ван

Говенберг в 1882 году. При перелистывании страниц блокнота создавалась

оптическая иллюзия движения.

У следующего оптического изобретения много названий, но мне

понравилось одно – волшебные движущиеся картинки. Его секрет в том, что

несколько картинок, которые должны сменять друг друга, нарезаются на

тонкие полоски и накладываются друг на друга. Поверх накладывается

пленка с черными полосками и прозрачными промежутками, которые равны

по ширине нарезанным полоскам. Медленно двигая пленку, можно увидеть,

как возникает иллюзия движения. Впервые книга под названием «Мотограф.hello_html_363f16cb.pnghello_html_m61275bb8.png

Книга движущихся картинок» была выпущена в Лондоне в 1898году.

Так оптические игрушки нашли в жизни полезное практическое

применение. Благодаря изобретателям разных профессий, которые создавали иллюзию движения, мы сегодня имеем телевидение.

2.3. Применение оптических иллюзий

Оптические иллюзии не новы в архитектуре. Архитекторы Древнего

Рима имели знания по оптике, которых было вполне достаточно, чтобы

создавать великолепные оптические иллюзии на полах в технике мозаики.

В Одессе есть очень популярная достопримечательность «Ведьмин дом». hello_html_m73a2426e.pnghello_html_76260d7c.pngОптическая иллюзия плоского дома создается благодаря тому, что боковые стены дома построены под острым углом. Рассматривая дом таможни в Австралии, кажется, что этажи то расширяются, то сужаются, хотя каждый этаж дома одинаковой высоты.

hello_html_363e430a.pnghello_html_3a5675c4.png



Иллюзии в цирке создаются за счет использования специальной

техники - двойное дно, специальные пружины, скрытые перегородки,

определенная установка зеркал. Хитроумные аппараты осуществляют

всевозможные "загадочные" исчезновения и появления вещей и людей,

служат для парения предметов и людей в воздухе, распиливания их или

сжигания.

hello_html_mf2ea435.png



















hello_html_m5ba27666.png













Я решил проверить на практике одну из иллюзий цирка.

hello_html_5609135.pnghello_html_2d807fd6.png



Модный мир - мир зрительных иллюзий. В истории костюма можно

проследить, как «сужали» талию с помощью очень широких юбок, делали

ноги длиннее с помощью завышенной линии талии.hello_html_140273fc.png

Вертикальные линии и детали одежды (полосы, стрелки на брюках, длинные шарфы, высокие каблуки) визуально стройнят и увеличивают рост. Контрастные вертикальные полосы, идущие по внешним бокам одежды, делают силуэт приталенным. Горизонтальные же линии (швы, карманы, оборки, ремешки на обуви) полнят. Клетка увеличивает объём, а круги придают формам округлость. Костюм в одном цвете даёт видимость высокого роста, выглядит более изысканно и элегантно, а одежда с яркими цветовыми пятнами полнит.

hello_html_c3d20d1.png









Заключение

Итак, исследование оптических иллюзий подошло к концу и можно

сделать вывод, что иллюзия – это не чудо, а наука. Гипотеза, выдвинутая в

начале исследования, подтвердилась – практически в основе всех иллюзий

лежат обычные природные явления. В процессе работы были найдены три основные причины возникновения оптических иллюзий:

1. Законы физики – преломление и отражение лучей создают иллюзии,

которые называют миражами.

2. Особенности строения глаза позволяют видеть иллюзии восприятия

цвета и иллюзии движения, явление иррадиации и астигматизм, и,

конечно, слепое пятно.

3. Исследование показало, что зрение контролирует не только глаз, но и

мозг. Оптические иллюзии это обман нашего мозга, а зрение здесь

лишь является посредником, который этот обман передает.

Тот факт, что не все иллюзии на сегодняшний день имеют свое

научное объяснение, возможно, говорит о том, что недостаточно изучено

зрение человека.

Полученные в процессе исследования знания и накопленные факты

позволили научиться создавать оптические иллюзии и управлять ими.









СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1. Занимательные эксперименты и опыты / [Ф. Ола и др.]. – М.: Айрис – пресс ,2013. – 128 с.: цв. ил. – (Внимание: дети!).

2. Издание для досуга. Для младшего и среднего школьного возраста. Большая книга фокусов. Паскаль Романо. Перевод с французского Д. А. Шалаевой. ООО «Издательство ЭКСМО», 2013

3. С. И. Ожегов «Толковый словарь русского языка». Москва, ОНИКС

4. "Волшебный мир оптических иллюзий", http://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2014/03/09/volshebnyy-mir-opticheskikh-illyuziy

5. «Как работают оптические иллюзии в одежде», http://fashiony.ru/page.php?id_n=147368

6. Оптические иллюзии и обман зрения. Развлекательный сайт, http://bless.ucoz.ru/news/6-0-3














































Курс профессиональной переподготовки
Учитель начальных классов

Авторский видеокурс

«творческая работа с детьми от 3 до 10 лет»

Заказать видеокурс
Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Общая информация
ВНИМАНИЮ УЧИТЕЛЕЙ: хотите организовать и вести кружок по ментальной арифметике в своей школе? Спрос на данную методику постоянно растёт, а Вам для её освоения достаточно будет пройти один курс повышения квалификации (72 часа) прямо в Вашем личном кабинете на сайте "Инфоурок".

Пройдя курс Вы получите:
- Удостоверение о повышении квалификации;
- Подробный план уроков (150 стр.);
- Задачник для обучающихся (83 стр.);
- Вводную тетрадь «Знакомство со счетами и правилами»;
- БЕСПЛАТНЫЙ доступ к CRM-системе, Личному кабинету для проведения занятий;
- Возможность дополнительного источника дохода (до 60.000 руб. в месяц)!

Пройдите дистанционный курс «Ментальная арифметика» на проекте "Инфоурок"!

Подать заявку

Авторский видеокурс

«творческая работа с детьми от 3 до 10 лет»

Заказать видеокурс

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Организация проектно-исследовательской деятельности учащихся в рамках реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Актуальные проблемы обучения детей с нарушением слуха в образовательных организациях общего и среднего профессионального образования»
Курс повышения квалификации «Психолого-педагогические аспекты профессиональной компетентности педагогических работников в условиях реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Психолого-педагогические аспекты развития мотивации учебной деятельности младших школьников в рамках реализации ФГОС НОО»
Курс повышения квалификации «Теория и практика инклюзивного обучения в образовательной организации в условиях реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Организация краеведческой деятельности детей в учебно-воспитательном процессе начальной школы»
Курс профессиональной переподготовки «Тьюторское сопровождение обучающихся в системе инклюзивного образования»
Курс повышения квалификации «Специфика преподавания информатики в начальных классах с учетом ФГОС НОО»
Курс повышения квалификации «Психолого-педагогическая диагностика в современном образовательном процессе»
Курс повышения квалификации «Организация и проведение культурно-досуговых мероприятий в соответствии с ФГОС НОО»
Курс повышения квалификации «Организация рабочего времени учителя начальных классов с учетом требований ФГОС НОО»
Курс повышения квалификации «Видеотехнологии и мультипликация в начальной школе»
Курс повышения квалификации «Методика преподавания курса «Шахматы» в общеобразовательных организациях в рамках ФГОС НОО»
Курс повышения квалификации «Новые методы и технологии преподавания в начальной школе по ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Теория и методика преподавания в начальных классах компенсирующего и коррекционно-развивающего вида»
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
17 курсов по пожарно-техническому минимуму
Обучение от 2 дней
дистанционно
Удостоверение
Программы актуальны на 2019 г., согласованы с МЧС РФ
2 500 руб. до 1 500 руб.
Подробнее