I LU Z I IOPT ICE

realizat de Chioaru Otilia Acatrinei Andrada eleve n clasa a VI-a C Colegiul Naional "Emil Racovi" Iai Coordonator: prof. Foca Mirela

Proiect

Cuprins

Nu tiu ce par n ochii lumii, dar eu consider c am fost ca un copil care se joac pe malul mrii. M distram gsind cnd i cnd cte o pietricic mai neted sau o scoic mai frumoas dect de obicei dar imensul ocean al adevrului se ntindea n faa ochilor mei, mereu nedescoperit.

Isaac Newton

1. Ce este lumina?

Optica este un domeniu al fizicii care studiaz lumina i fenomenele luminoase sub cteva aspecte eseniale: natura luminii, producerea, propagarea, absorbia, interaciunea ei cu substanele, precum i msurarea mrimilor ce caracterizeaz lumina. Natura luminii i comportamentul ei au preocupat pe oameni din cele mai vechi timpuri. n prezent se admite caracterul dual, ondulatoriu-corpuscular al luminii. n anumite fenomene se manifest caracterul ondulatoriu (reflexia, refracia, interferena, difracia, polarizarea), iar n alte fenomene apare pregnant caracterul corpuscular (emisia i absorbia luminii, efectul fotoelectric, efectul Compton).

Ca und electromagnetic transversal, lumina se datoreaz oscilaiilor pe direcii perpendiculare ale cmpurilor electrice i magnetice, ce se genereaz reciproc i se propag n spaiu. De menionat c lumina se propag att n vid ct i n medii materiale (gaz, lichid, solid).Radiaia vizibil este acea parte din spectrul de radiaii electromagnetice care impresioneaz retina ochiului uman i care determin senzaia vizual. Lumina poate ajunge la ochi fie direct de la corpuri generatoare de lumin (numite surse de lumin), fie de la corpuri care reflect lumina.

Totalitatea componentelor monocromatice coninute de o radiaie formeaz spectrul acesteia. Lumina alb, emis de corpuri solide sau lichide aduse la incandescen, prezint un spectru continuu, o succesiune continu de culori: ROGVAIV (Rou, Orange, Galben, Verde, Albastru, Indigo, Violet): Radiaia luminoas ce conine unde cu o singur lungime de und (frecven) poart numele de radiaie monocromatic (de o singur culoare).

fig.1. Compoziia spectral a luminii

2.Cum percepem lumina?

Teoria culorilor emis de Newton, sau "anatomia luminii albe cum i spunea el, numit tiinific spectroscopie, trasa o limit ntre lumina subiectiv, vzut i perceput, i lumina obiectiv,determinat prin cifre i date fizice. Prin ochi primim cele mai multe informaii despre lumea exterioar. Dup calculele unui cercettor, 80% din amintirile pe care le primim sunt nregistrate prin vedere. Ochiul are rolul de a ne furniza informaii sub forma unor imagini colorate - despre adncimea, distana i micarea obiectelor. Micndu-l n sus, n jos i lateral, vedem cea mai mare parte a mediului care ne nconjoar.

De ce se modific mrimea pupilei ?

fig.2. Dilatarea pupilei

Poriunea ntunecat din centrul ochiului, pupila, regleaz cantitatea de lumin primit. Cnd lumina este slab, pupila se dilat; cnd lumina este puternic,pupila se contract, lsnd o cantitate redus de lumin s treac spre retin, la fel ca n cazul diafragmei din spatele lentilei aparatului de fotografiat.

3. Ce sunt iluziile optice?

care conduc la o estimare eronat a realitii. Iluziile optice sunt studiate de psihologia percepiei. Creierul nostru ncearc s dea un sens formelor i simbolurilor, ncercnd s le aeze asemenea pieselor dintr-un puzzle. Iluzia optic este percepia fals a unui obiect, care, spre deosebire de halucinaie, are loc n prezena obiectului. Prin convenie, denumirea de iluzie optic este limitat la aparene senzoriale care implic percepia micrii i a formei.

Iluziile optice sunt de fapt erori ale percepiei,

4. Iluzii fiziologicePercepia sau interpretarea eronat a unor stimuli senzoriali existeni n cadrul percepiei reprezint iluzia fiziologic. Acestea sunt un fel de imagini remanente, apar la oamenii normali n condiii de distan prea mare, lumin insuficient, contraste prea mari, alternane puternice de luminozitate, de culoare,de micare,stri afective speciale (frica de ntuneric, de exemplu) i produc o puternic stimulare a zonei optice cerebrale.

Iluziile fiziologice, cum ar fi imaginea fantom ce rmne n urma unei lumini puternice, au la baz ideea c stimulii au crri nervoase individuale dedicate n fazele de nceput ale procesrii vizuale, iar stimularea repetat a uneia sau a ctorva dintre ele, produce un dezechilibru fiziologic care altereaz percepia.

fig.3. Cte picioare

are

acest elefant?

fig.4. Iluzia lui Ernst Mach (de remarcat modul cum sunt percepute cele dou benzi de lng zona central)

n cazul iluziei grilajului (iluzia lui Hermann), datorit unor puternice i contrastante alternane de alb i negru, se produce o puternic stimulare a zonei optice cerebrale, dnd iluzia remanenei unor pete negre la intersecii.fig. 5: n interiorul punctelor albe apar nite puncte negre, care dispar dac v fixai privirea asupra lor. ncercai s le numrai!

fig. 6: Iluzia este dat de percepia aparent a unor cercuri gri la intersecia liniilor albe. Aceste sfere gri dispar atunci cnd ncerci s focalizezi privirea spre ele.

fig. 7. Efectul contrastelor: timp de 30 de secunde, privii atent desenul din imagine; apoi privii o zona alb, o foaie de hrtie sau un perete; vei avea impresia c vedei un bec alb care strlucete.

fig. 8. Dac privii punctul din mijloc timp de 30 de secunde i apoi privii un fond alb, vei vedea steagul american n culorile lui adevrate.

fig. 9. Fixai cu privirea punctul negru din mijloc. Vei observa cum pata gri dispare treptat.

fig. 10. Dac privii ntreaga suprafa a cercului, vei observa c se rotete, se mrete sau se micoreaz.

fig. 11. Dac privii spre centrul imaginii cu micri rapide, punctele din margine par s se deprteze spre exterior mai repede.

fig. 12. Dac privim un pic mai mult imaginea, o s observm c liniile se ndreapt singure.

fig. 13. Chiar dac este vorba despre o imagine static, formele din imagine par s se mite n continuu. Mai ales cnd privirea nu le fixeaz ntr-un punct.

fig. 14. Punctul din mijloc chiar este verde? Avei rbdare i privii atent plana!

5. Iluzii cognitiveIluziile cognitive apar la interaciunea diverselor idei predefinite privind lumea exterioar, care conduc la aa - numita deducie incontient. Au fost studiate n secolul al XIX-lea de ctre Hermann Helmholtz.

Iluziile cognitive se mpart n:a) iluzii de ambiguitate: imaginile obiectelor sufer schimbri semnificative de aspect; putem admite mai multe interpretri ale imaginii:cubul lui Necker, vaza lui Rubin b) iluzii paradoxale: triunghiul Penrose, scrile imposibile, cascada c) iluzii de distorsionare: peretele de cafenea, iluzia Mller-Lyer d) iluzii fictive: produse de halucinaii, adic de perceperea unor obiecte care nu exist dect pentru un singur observator, aa cum sunt cele induse de schizofrenie sau de subatane halucinogene.

a) Iluziile de ambiguitate (figuri cu dubl interpretare): Figurile ambigue las loc la dou sau mai multe interpretri, toate corecte. Explicaia lor const n dificultatea observrii simultane a celor dou imagini, deoarece sistemul vizual uman prefer s ia fiecare interpretare n parte.

fig. 15. Vaza lui Rubin (faa lui Rubin).

b) Iluziile paradoxale Un obiect imposibil sau o figur imposibil este un tip de iluzie optic format dintr-o figur bidimensional care este interpretat instantaneu i la nivelul subcontientului de sistemul vizual ca reprezentnd o proiecie a unui obiect tridimensional, dei nu este posibil ca un asemenea obiect Fig.16. Tridentul imposibil (diapazonul diavolului) s existe (cel puin nu n forma reprezentat de sistemul vizual). Tridentul imposibil pare s aib trei terminaii cilindrice finalizate n dou bare rectangulare.

Iluziile paradoxale sunt cele produse de figurile imposible. Aceast form de iluzie optic survine la perceperea unui obiect care, dei pare raional, este imposibil de construit.

Obiectele imposibile intr n sfera de interes a psihologilor, matematicienilor i artitilor.

Cubul lui Necker (1832); cheia desenului: laturile din spate sunt desenate peste cele din fa

Triunghiul Penrose (tribar)

a fost creat pentru prima dat de artistul suedez Oscar Reutersvard (tatl figurilor imposibile), n 1934, cu civa ani naintea lui Penrose.

Scara Penrose, desenat n 1950 de psihiatrul britanic Lionel Penrose i fiul su matematicianul Roger Penrose,reprezint trepte pe care o persoan ar putea s le urce la nesfrit fr s ajung niciodat mai sus

Iluziile de distorsionare sunt caracterizate de distorsiuni ale mrimii, lungimii sau curburii.