Обман зрения: вращающиеся круги

Человеческий глаз состоит из двух типов рецепторов: палочек и колбочек. С помощью колбочек мы видим цвета и воспринимаем яркое освещение. С помощью палочек мы видим при слабом освещении. Когда цветовой круг или оптическая иллюзия типа диска Бенхэма вращается, мозгу приходится обрабатывать информацию, которую глаз воспринимает очень быстро. Во вращающемся цветовом круге изображения смешиваются, и мы видим цвета, которых на нем не было.

У ученых есть несколько теорий о том, почему мы видим новые цвета, когда вращаем оптическую иллюзию, как диск Бенхэма или Максвелла. Одна из них заключается в том, что разные типы колбочек реагируют на изображение с разной скоростью и остаются активированными в течение разных периодов времени, в результате чего нам видны новые цвета во время вращения. Другая теория состоит в том, что черные и белые узоры активируют разные участки сетчатки глаза, вызывая взаимодействия с нервной системой, что вызывает такой эффект. Ученым до сих пор неясно, почему происходит это явление.

В этом проекте мы будем экспериментировать с вращающимися цветными кругами и оптическим обманом зрения, исследуя, почему глаза и мозг обрабатывают визуальную информацию именно таким образом. Цель – сформулировать собственные вопросы, а также развить собственное понимание посредством практического независимого исследования человеческого глаза, света и цвета.

Что нам понадобится:

• картон или плотная бумага;
• маркеры ярких цветов;
• ножницы;
• предмет круглой формы диаметром около 15 см или циркуль;
• веревочка или пряжа;
• болт размером 1,25 см на 0,3 см и подходящая гайка;
• блокнот;
• камера.

Ход эксперимента:

1. Сначала необходимо смастерить вращающийся цветовой круг. Есть два способа сделать это. Вы можете поэкспериментировать с обоими!
2. Нарисуйте на листе картона круг диаметром 7-10 см. Или распечатайте готовые шаблоны:
   • круги для раскрашивания;
   • цветные круги.
3. Вырежьте его.
4. Раскрасьте круг разными цветными клиньями, чтобы создать цветовое колесо, как показано ниже. После того, как вы поэкспериментируете с этими цветами, попробуйте другие цвета и формы!
   
5. Осторожно проткните 2 маленьких отверстия на расстоянии около 1 см друг от друга в центре круга.
6. Пропустите веревочку длиной около 45 см через отверстия, свяжите концы вместе, чтобы из веревочки образовалась петля, которая проходит через оба отверстия в круге.
   
7. Подвиньте круг к середине петли. Накиньте веревочку на указательные пальцы и крутите ее до тех пор, пока цветовой круг не будет вращаться. Аккуратно разведите пальцы – круг должен продолжить вращение! Что вы видите?
8. Запишите, что вы видите, в блокнот. Сформулируйте гипотезу или прогноз.
9. Второй метод создания вращающегося цветового круга – сделать ножку.
10. Чтобы сделать ее, пробейте небольшое отверстие ровно в центре круга.
11. Вставьте болт в отверстие так, чтобы шляпка находилась с обратной стороны круга. Закрутите плотно гайку. Теперь можно крутить круг, как волчок!
12. Экспериментируйте с кругами разных цветов. Затем попробуйте сделать диск для оптической иллюзии. Попробуйте шаблон диска Бенхема, показанный на рисунке ниже или другие шаблоны. Что вы обнаружили?
    
13. Опишите эксперименты в блокноте. Укажите использованные цвета или узоры, а затем то, что вы видели, когда вращали колесо или волчок. Возможно, вы захотите подготовить фотографии или цветные иллюстрации, чтобы задействовать их при оформлении отчета.

Вывод:

Расскажите, как устроен глаз. Почему мы видим новые цвета при вращении кругов?