29
ЧЕТЫРЕ ОПЫТА СО ЗРЕНИЕМ
Дж. Грег
В 10-м и 11-м номерах «Кванта» за прошленный год мы уже расскажали о некоторых опытах с черно-белым и цветовым зренем (см. статьи Г. И. Косоурова «Не верь глазам своим» и «Оранжевое небо»). Сейчас мы расскажем еще о нескольких почитальных опытах со зренем. При из них, приведенные вначале, использовуются особенности нашего зреня — способность видеть в темноте и сохранять на неокторое время память об увиденных изображениях. Последний опит демонстрирует еще однулюбпитьную зрительную иллюзию. Все опыты занимаваны из книги Джеймса Грегга, о которой мы расскажаем на странице 60 в этом же номере нашего журнала. Публикацию подготовил В. А. Лешковцев.
О пыт 1. Адаптация к темноте
В яркий солнечный день, когда вы входите в неосвесенную комнату с улицы, вам кажется, что в доме царит глубокая ночь. Но вскоре вы уже прекрасно ориентируется, несмотря на относительно малую освещенность: ваша глаза приспособились — произошла адаптация к темноте. В результате адаптации цветительностью глаза к свету возрастает в миллион раз. При идеальных условиях глаз, полностью адаптированный к темноте, может заметить свет от объIkновенной свечки, удаленной на 20 км.
Наблюдайте процесс адаптации очень просто: вечером перейдите из хорошего освещенной комнаты в темную. Заметьте, сколько времени понадобится вам для того, чтобы различить цифры на часах со светящимся циферблатом или прочесть заголовок газеты, если из окна или из приоткрытой двери идет слабый свет.
Очень слабый свет лучше виден, если смотреть чуть много него. Так, неяркая звезда в небе показется ярче, если посмотреть немного в сторону от нее. Проверьте это, когда представится удобный случай.
Приведем простой опит, использовующий адаптацию глаза к темноте.
Возьмите кусок черного картона размером 20×25 (см.) По обе стороны от центра на расстоянии 5 см приклейте к картону белые кружок и квадрат. Держите картон, как книгу во время чтения (рис. 1).
Пусть ваш партнер внезапно погасит свет. Ваши глаза постепенно
Рис. 1.
30
приспособятся к темноте, и вы увидите белые пятна (на невидимом картоне). Подсчитайте, сколько времени пройдет с момента, когда выключат свет, до момента, когда вы сможете различить белый круг и квадрат. Возьмите в руки картон (до того, как погасят свет), но обратите его фигурми от себя и еще повращайте, чтобы не знать, где расположены белый круг и квадрат; когда свет погасят, поверните картон к себе той стороне, где должны быть фигуры. Обратите внимание — кружок виден лучше, если смотреть не на него, а на квадратик. Можно ли вы обязывать, почему?
Если вы внимательно прочитали начало описания этого опыта, то-smожете правильно обязывать его результаты.
О пыть 2. Последовары
Число последоваров, которые вы можете наблюдать, бесконечно. Термин «последовраз» означает, что образ остается после того, как вызвавший его разрядитель перестает действовать. Последовраз называется положительным, когда он содержит такое же распределение ярких и темных участков, как и сам разрядитель, и отпечатным, когда распределение ярких и темных участков противоположное.
Наноболее интересны наведенные последовары. Эффект наведения вызывается чем-то дополнительным к основному разрядителю, например фоном, на котором рассматривается последовраз; этот фон может представлять собой либо узор, либо серое поле, либо цветное поле. Сначала всегда показывает он основной разрядитель — рисунок, цвет. Затем наблюдайте смотрит на какой-либо фон. Легче всего обнаружить наведенный последовраз на нейтральном сером фоне. На рисунке 2 показаны фигурки, с помощью которых можно получить хорошее последовразы. Такие фигурки надо наклеить на серый картон. Оставьте в поле зреня только одну фигурку и смотрит на нее 30—60 секунд. Затем переведите взгляд на серый фон. Света в комнате должно быть не слишком много (сумрачное освещение). Вы можете увидеть птицу, летящую по потолку, по стене, по вашей ладони, либо ваш глаз процирует последовраз на любую поверхность, которое вы рассматривает.
Вырежьте любые изображения из цветной бумаги. Экспериментируйте с фигурми разного цвета. Посмотрите на такой фигуру, переведите взгляд на серый фон — и вы увидите последовраз дополнительного к первоначальному цвету. Таким образом вы познакомитесь с одним из основных принципов формирования наведенных последовразов.
Возьмите фон такого же цвета, какой свойственен первому разрядителю. Смотрите на ярко-красный квадрат в течение минуты, а затем переведите взгляд на лист красной бумаги. Как выглядит последовраз?
Оставьте тот же основной разрядитель, но фон возьмите зеленого-голубого цвета, то есть цвет, дополнительного к красному. Как отличается нынешний последовраз от предыдущего и от того, который получился на сером фоне? Попробуйте различные цветы и различные сочетания для основного разрядителя и для фона.
Узор, состоящий из концентрических окружностей (рис. 3),— очень сильный разрядитель, легко вызывающий последовраз. При рассматривании его возникают эффективы движения и качения. Такие эффективы наблюдаются в его последовательном образе. Следайте такой рисунок диаметром 30—50 см. Установите в сто-
31
Рис. 3.
роне большой серый экран для расстривания последобраза. Если ваш рисунок цветной, эфект получится особенно впечатляющим.
О пы т 3. Инерция зреня
Бегущая на киноэкране лошадь, конечно, никака не безжит. Не безжит она и на телевизionном экране. И вообще «движущие» в кадре объекта неподвижны — перемещаются сами кадры, но с такой скоростью, что человекский глаз не заменает их смены. Видеть на экране движение можно потому, что зрене человека обладает определенной инерцией. Иначе говоря, любое зрительное ощушение сохраняется еще неокоторое время после того, как исчезает вызвавший его образ. Поэтому, если образы смениются достаточно часто, видимое изображение предыдущего образа плавано переходит в последующий образ, а при определенных условиях их можно увидеть и одновременно.
На рисунке 4 показан татуотроп—приборчик, врашая которой можно продемонстрировать инерцию зреня. Если врашать татуотроп достаточно быстро, рисунок с одной стороны совмещается с рисунком, находящимся на противоположной стороне. На одной стороне картоного квадратка наклейте рисунок птицы, а на другой — рисунок клетки (рис. 5). Botкните иглу одним концом в край картон-
32
ный》 конец линейки помещите в то же положение, куда вы ставили лист бумаги. Чуть перемещая линейку, найдите такое ее удаление от проектора, при котором любая часть изображения оказывается четко сфоксированной на белом конце линейки. Теперь приступайте: быстро перемещайте линейку вверх — вниз, вверх — вниз.
Наблюдайте, стоящие за проектором, видят полное изображение цветного рисунка в воздухе в том месте, где вы дивгаете линейку. Это происходит потому, что отдельные куски изображения, непосредственно видимые только в те моменты, когда они проектировются на линейку, сохраняются зренем в течение некоторого времени, достаточно для того, чтобы вы успели, перевинуть линейку, показать следующее куски кадра.
Таким же способом получается телевизIONная картина. Только там не линейка, а электронный луч показывает одну за другой горизонтальные строчки изображения. А целая картина получается благодаря инерции зрения.
О пыт 4. Куб-перевертыш
Из 12 проводок или круглых палочки сделайте каркас куба, как показано на рисунке 6. Эффект будет лучше, если показать весь материал
Рис. 6.
в матово-черный цвет. Сделайте сначала две четырехугольные стороны каркаса, а затем скрепите их четырьмя палочками. К одному из углов прикрепите палочку подлиннее — держалку. Все можно сделать на kleю и затем укрепить черной ниткой.
Держите куб перед собой так, чтобы дальней угол его (на рисунке 6 — сплошная стрелка) был виден примерно посередине одной из сторон куба (линия взгляда на рисунке 6 показана пунктирной стрелкой). Другой глаз закройте.
Смотрите, не отрываясь, на дальней угол куба. Внезапно вы увидите, как куб «выворачивается наизнанку» так, что дальней угол какется торцашим впереди, самым близким. При медленном вращении палочки куб «переворачивается» в направлении, противоположном направлению вращения. Подвгiare палочку взад — вперед, и вы увидите, как страно ведет себя куб-перевертыш.
Предварительно потерируйтесь, чтобы научиться видеть все как следует. Лучше проводить опит на фоне глазкой стены. Если опит не получается, попробyte сменить фон, чтобы поверните куб, наклоните или слегка деформируйте его.
Немного повозившись, вы будете наблюдать эффект совершенного отсутствivo. Помните, что он получается, только когда вы смотрите одинним глазом.
Этот эффект называют ириозней куба фон Хорибостля. Когда работают оба глаза вместе, они видят глубину так хорошо, что этим кубом их не обманышь, а вот один глаз обязаательно ошибется, определеня, которая часть куба ближе. Эта иrizняя одна из самых интересных.
У неокторых людей эффект получения и при наблюдании обомми глазами. Главное, неподвижное фиксировать взгляд обомх глаз на одном (дальнем) угле куба.