Презентация на тему Оптические явления и иллюзии

развитии современной физики.
II. Основная часть.
1.Оптические явления.
Радуга
Мираж
Гало
Молния
Северное сияние
Заря
Небесный свод
2.Оптические иллюзии.
Понятия

об иллюзиях
Основные причины иллюзий
Обманы зрения и оптические иллюзии
Изобразительное искусство оптических иллюзий
Понятие о светотени
Силуэтная живопись
Появление призрака на сцене
III. Заключение.

ОТРАСЛИ ЗНАНИЯ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ВЕЛИКИ. ЦЕЛЬЮ МОЕЙ РАБОТЫ ЯВЛЯЕТСЯ РАССМОТРЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ

ЯВЛЕНИЙ И ИХ ФИЗИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ. А ТАК ЖЕ РАССМОТРЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ИЛЛЮЗИЙ. ИЗ-ЗА ОГРАНИЧЕННОГО ОБЪЕМА РАБОТЫ, В НЕЙ ОПИСЫВАЕТСЯ ЛИШЬ НЕКОТОРАЯ ЧАСТЬ ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ, ТАКИХ КАК ОБЪЯСНЕНИЕ РАДУГИ, ГАЛО, НЕБЕСНОГО СВОДА, ЗАРИ, МОЛНИИ, МИРАЖЕЙ И ПОЛЯРНЫХ СИЯНИЙ. ДАННЫЕ ЯВЛЕНИЯ ОПИСАНЫ В РАБОТЕ ДОСТАТОЧНО ПОДРОБНО. ВЫРАЖЕНИЕ «ОБМАН ЗРЕНИЯ» ОЧЕНЬ РАСПРОСТРАНЕНО. К СОЖАЛЕНИЮ, НАШ ГЛАЗ НЕ ТОЧНЫЙ ПРИБОР В МИРЕ, ПОЭТОМУ И ЕМУ СВОЙСТВЕННО ОШИБАТЬСЯ. ЭТИ ОШИБКИ НАЗЫВАЮТ ОПТИЧЕСКИМИ ИЛЛЮЗИЯМИ. ИХ ИЗВЕСТНО ОЧЕНЬ БОЛЬШОЕ КОЛИЧЕСТВО И ВСЕ ОНИ НЕ ОДНОТИПНЫ, КАК И ПРИЧИНЫ, ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ . НА ОПТИЧЕСКИЕ ИЛЛЮЗИИ НА УРОКАХ ФИЗИКИ ОТВОДИТСЯ ОЧЕНЬ МАЛО ВРЕМЕНИ, ХОТЯ ТЕМА ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНАЯ И ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ ТЕМЕ, Я НАПИСАЛА РЕФЕРАТ, ОТНОСЯЩИЙСЯ К ОПТИЧЕСКИМ ИЛЛЮЗИЯМ. В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ, НЕСМОТРЯ НА РАЗВИТИЕ НАУКИ И ТЕХНИКИ, ЧЕЛОВЕК ПРОДОЛЖАЕТ ПОЛЬЗОВАТЬСЯ СВОИМИ СУБЪЕКТИВНЫМИ ОЦЕНКАМИ ПО ВСЕМ НАПРАВЛЕНИЯМ. КОНЕЧНО, ЕСЛИ ЭТО КАСАЕТСЯ НЕМАТЕМАТИЧЕСКИХ НАУК, ТО В ЭТОМ НЕТ НИЧЕГО ПЛОХОГО, НО КОГДА РЕЧЬ ИДЕТ ОБ ОЦЕНКАХ, ПРИ ОШИБКЕ В КОТОРЫХ, МОЖЕТ ПРОИЗОЙТИ НЕПОПРАВИМОЕ, ТО ТОГДА СЛЕДУЕТ ЗАБЫТЬ ОБ ИНТУИЦИИ И ВОСПОЛЬЗОВАТЬСЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ. ЭТО, БЕЗУСЛОВНО, КАСАЕТСЯ ТАК НАЗЫВАЕМОЙ ОЦЕНКИ «НА ГЛАЗ».

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

о свете. Они думали, что зрительные впечатления возникают при

ощупывании предметов особыми тонкими щупальцами, которые выходят из глаз. Оптика была наука о зрении, именно так наиболее точно можно перевести это слово.
Постепенно в средние века оптика из науки о зрении превратилась в науку о свете, способствовало этому изобретение линз

физики, исследующий испускание света и его распространение в различных

средах, а также взаимодействие его с веществом. Вопросы, связанные со зрением, устройством и функционированием глаза, выделились в отдельное научное направление - физиологическая оптика.

и камеры-обскуры.

и камеры-обскуры.

и камеры-обскуры.

световая энергия, при рассмотрении многих оптических явлений можно пользоваться

представлением о них. В этом случае говорят о геометрической (лучевой) оптике. Широкое распространение геометрическая оптика получила в светотехнике, а также при рассмотрении действий многочисленных приборов и устройств – от лупы и очков до сложнейших оптических телескопов и микроскопов.

Cветовые лучи – геометрические линии, вдоль которых распространяется световая энергия, при рассмотрении многих оптических явлений можно пользоваться представлением о них. В этом случае говорят о геометрической (лучевой) оптике. Широкое распространение геометрическая оптика получила в светотехнике, а также при рассмотрении действий многочисленных приборов и устройств – от лупы и очков до сложнейших оптических телескопов и микроскопов.

что для объяснения некоторых явлений, например фотоэффекта, существует необходимость

представить световой пучок в виде потока своеобразных частиц – световых квантов. Исаак Ньютон имел аналогичную точку зрения на природу света еще 200 лет назад в своей “теории истечения света”. Сейчас этим занимается квантовая оптика.

солнечного света. Он образован разложением белого света в каплях

дождя как призмах. Из дождевых капель под разными углами преломления выходят широкие разноцветные пучки света . Наблюдатель, находясь вне зоны дождя, видит радугу на фоне облаков, освещаемых солнцем, на расстоянии 1 – 2 км. В это время Солнце стоит невысоко над горизонтом за спиной наблюдателя, а центр радуги – над горизонтом.

красная и находится не выше 420 над горизонтом. Нижняя

полоса – фиолетовая, а между ними находятся все остальные цвета. Чем выше Солнце над горизонтом, тем
меньшую часть радуги мы видим над горизонтом. Космонавты с борта орбитальной станции видят всё радужное кольцо. Когда Солнце находится выше 430, тогда радуга не видна. Радугу можно наблюдать в брызгах фонтана, водопада, при работе поливочной машины, на росе, покрывающей траву.

располагаются в строго определенном порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый,

голубой, синий, фиолетовый. Для легкости запоминания последовательного расположения цветов выучить такую словесную приставку: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан», где первая буква слова соответствует цвету спектра.

Из истории

Радуга - это красивое явление стали изучать уже в глубокой древности. Первым понял причину радуги немецкий монах Теодорик, в 1304 г .воссоздавший ее на сферической колбе с водой. Однако открытие Теодорика было забыто. В XVII веке знаменитый французский философ и математик Р.Декарт объяснил основные закономерности образования радуги.

сверхдальнего видения.
Мираж-это явление, связанное с преломлением света.

предметов) появляется в
жаркий день. Слои воздуха около поверхности земли

нагреваются больше и
имеют меньшую плотность. Лучи, идущие из более плотных верх
них слоёв, изгибаются вверх (о причине узнаете в старших классах) и
попадают в глаз наблюдателя.
Глаз человека продолжает луч по прямой (пунктир) и видит перевёрнутое
изображение, а также и сам предмет. Голубое небо отражается тоже,
создавая иллюзию водной поверхности.

Мираж в пустыне

холодное время года,
когда нижние слои воздуха около воды

охлаждаются сильнее, чем верхние.
Поэтому лучи от объекта на море изгибаются в другую сторону (вниз).
Наблюдатель видит по прямой (пунктир) изображение. В полярных
странах верхние миражи могут наблюдаться даже в летнее время:
незаходящее солнце нагревает верхние слои воздуха, а поверхность
воды имеет температуру не выше 100С. Как видите, причина
верхних и нижних миражей одна.

Морской мираж

кольцами, иногда наблюдают альпинисты в горах.

Они производят

мистическое впечатление. Суеверным людям эти тени кажутся выходцами из потустороннего мира.

Между тем, это тени самих альпинистов. Они возникают, когда Солнце находится позади людей, а впереди – густые облака.

Тогда на облаках, как на экране, появляются огромные фигуры.

со страхом и удивлением наблюдали однажды утром изображение на

небе военного сражения. Позже они узнали, что это было утро сражения
при Ватерлоо (июнь, 1815 г.).
По прямой между Вервье и Ватерлоо более 100 км. Облако пыли и дыма с поля боя послужило экраном, видимым далеко.

Мираж сверхдальнего видения

Луны
Формы гало: «круг» и «крест».

Вид кристаллов снега «Рога» и «ложные солнца»

Гало возникает в результате преломления света в шестигранных ледяных кристалликах, застилающих пеленою светило. Такие же круги света возникают в морозную ночь около уличных фонарей.
Наибольшей яркостью обладают лучи, отклонённые
кристалликами льда на 220 от начального направления. Такие лучи попадают в глаз наблюдателя, и он видит светило смещённым на 220. При непрерывном движении большого числа кристалликов глаз видит из этих лучей круг

действием силы тяжести по вертикали объясняется появление светящихся столбов

на небе и около фонарей. Лучи Солнца, отразившись от боковых граней таких кристалликов, попадают в глаза наблюдателя. Но наши глаза не видят искривления лучей, а продолжают прямые линии и тогда выше получается дополнительное изображение Солнца. Изображения от отдельных кристалликов, сливаясь, образуют столбы света.

атмосфере, сопровождающийся обычно яркой вспышкой света и громом. Чаще

всего наблюдаются линейные молнии — разряды между грозовыми облаками (внутриоблачные) или между облаками и земной поверхностью (наземные).

Разряд молнии характеризуется токами от десятков до сотен тысяч А, яркостью и большой скоростью продвижения, вначале доходящей до 108 м/с, а в конце уменьшающейся до 107 м/с.
Температура при главном разряде может превышать 25 000 °С. Длина наземной молнии 1—10 км, диаметр — несколько см. После прохождения импульса тока ионизация канала и его свечение ослабевают.
В финальной стадии ток молнии может длиться сотые и даже десятые доли секунд, достигая сотен и тысяч А. Такие молнии называют затяжными, они наиболее часто вызывают пожары.

магнитных полей и радиоизлучением . Если в облаке существует

электрическое поле, достаточное для поддержания разряда, но недостаточное для его возникновения, роль инициатора молнии может выполнить длинный металлический трос или самолет — особенно, если он сильно электрически заряжен. Иногда «провоцируются» молнии в слоисто-дождевых и мощных кучевых облаках.
Особый вид молний — шаровая молния, светящийся сфероид, обладающий большой удельной энергией, образующийся нередко вслед за ударом линейной молнии.

свечение отдельных участков ночного неба, наблюдаемое временами преимущественно в

высоких широтах. Полярное сияние – это люминесцентное свечение, возникающее в результате взаимодействия летящих от Солнца заряженных частиц (электронов и протонов) с атомами и молекулами земной атмосферы. Происходит в результате свечения разреженных слоев воздуха на высотах 90-1000 км под действием протонов и электронов, проникающих в атмосферу из космоса.

Северное сияние

и начинает менять свой цвет. Золотисто-желтый переходит в желтый,

оранжевый, и у самого горизонта Солнце становится темно-красным. Одновременно окрашивается и западная часть небосвода у горизонта до высоты 8—12°. Когда Солнце находится уже близко к горизонту, небо вокруг него ста­новится золотисто-желтым, ниже оранжевым и у самого горизонта красным или темно-красным. Это заря, или сияние зари в узком смысле этого слова. Заря наиболее яркая сразу после захода Солнца. При большой про­зрачности воздуха краски зари наиболее чистые в ее верхней части, где золотисто-желтый цвет переходит в зеленоватый и зеленый.

одно из наиболее красочных световых явлений природы, воспетое поэтами всех времен и народов

„О живописи" он писал: "Синева неба происходит благодаря толще освещенных частиц

воздуха, которая расположена  между Землей  и находящейся  наверху чернотой". Таким образом, вся толща атмосферы, освещенная солнечными лучами, и создает впечатление светлого купола небосвода.

Небесный свод

видимости явления или предмета вследствие особенностей строения нашего аппарата.

Представителям различных профессий: художникам, скульпторам, архитекторам, военным, модельерам, и многим другим людям необходимо знать об оптических явлениях.
Нужно отметить, что оптические иллюзии рождаются необязательно в результате игры света и тени, в их основе лежит хитроумная механическая конструкция.

Зрительный аппарат человека - сложно устроенная система со вполне определенным пределом функциональных возможностей. В нее входит: глаза, нервные клетки, по которым сигнал передается от глаза к мозгу, и часть мозга, отвечающая за зрительное восприятие. В связи с этим выделяется три основные причины иллюзий:

от предмета свет, что в мозг приходит ошибочная информация;
2)

при нарушении передачи информационных сигналов по нервам происходят сбои, что опять же приводит к ошибочному восприятию;
3) мозг не всегда правильно реагирует на сигналы, приходящие от глаз.

фигуру создал в 1934 году шведский художник Оскар Ройтерсверд,

изобразив девять кубиков в особом порядке.

промежуток между элементами. Попытайтесь сосчитать количество брусков.

это треугольник Пенроуза, (рис.3). Присмотревшись к треугольнику, мы видим,

что все три угла этой рамы являются прямыми, хотя ясно, что этого быть не может.

нашего зрительного аппарата. На поверхности сетчатки, у основания зрительного

нерва, есть участок лишенный чувствительных к свету клеток. Лучи, приходящие в эту зону, не воспринимаются нами. Мы можем «терять» элементы окружающей нас картинки, если они совпадают со слепым пятном.

в различных направлениях (вертикальном, горизонтальном). Рассмотрим иллюзию, связанную с

астигматизмом. Эта фигура дает способ обнаружить астигматизм глаза. Приближая ее к исследуемому глазу (закрыв другой), на некотором, довольно близком, расстоянии, сосредоточьте взгляд на белом квадратике, вы приблизительно через полминуты заметите, что одна полоса исчезнет (вследствие утомления сетчатки).

взгляда зависит характер воспринимаемого объекта.

ли вы найти
их всех?

прямой.

головой. Возникла иллюзия, что узор вокруг шара сдвигается?

фигуры,
то будет казаться, что она вращается и от нее

исходит сияние.

плоскости в соответствии с кажущимся изменениями размеров, формы и

четкости, вызванными расположением этих предметов в пространстве и удаленностью от наблюдателя (в соответствии со зрительным восприятием человека).

На рисунке дано перспективное изображение здания и дороги, уходящей от зрителя к горизонту. Параллельные линии, перпендикулярные основанию рисунка, изображаются сходящимися в одной точке, которая называется центральной точкой схода. Горизонтальные линии предметов, параллельные плоскости рисунка, в перспективе изображаются без искажений. Чем дальше от зрителя находятся предметы, тем меньшими они кажутся.

Изобразительное искусство и оптические иллюзии.

иллюзий лежит то, что объекты имеют одинаковое освещение, но

так изображенные, что мозг "думает", что они имеют разные оттенки, цвета.

прийти к выводу, что большинство аварий происходит на перекрестках.

Особенно в сумерки количество происшествий резко возрастает. На любом перекрестке есть светофор. В вечерние часы из-за понижения освещенности происходит перераспределение основной нагрузки с колбочек (цвет) на палочки (свет), так как они более чувствительны. Пик аварий приходится как раз на то время, когда одни из чувствительных клеток не включились, а другие уже не работают и глаз не воспринимает цвета светофора глазу они кажутся просто фонарями белого цвета.

темной.
Если же убрать карандаш, то иллюзия исчезает.

и насыщенным, если фигуры окантованы черными рамками.

глаза возникает изображение, состоящее из светлых и темных областей,

свет от ярко освещенных участков как бы перетекает на темные участки. Это называется иррадиацией. Наблюдать такое последствие контраста можно на этом рисунке 17. На пересечении белых линий, между черными квадратами образуются так называемые вспышки серого цвета.

того пересечения, на котором вы фиксируете взгляд в данный

момент, видны маленькие серые пятна.

ли?

предметах (от самого светлого до самого темного) называется светотенью

показано на рисунке.

Освещенность поверхности предмета убывает по мере уменьшения угла между лучами и поверхностью.
Предметы освещаются не только лучами от источников света, но и отраженными лучами света от соседних предметов, поэтому собственная тень в отдельных местах высветляется. Это явление называется световым рефлексом.
Самый светлый участок освещенной поверхности предмета, отражающий наибольшее количество лучей света, именуют бликом. Особенности распределения светотени учитываются при рисовании.
Тени в живописи используют не только для того, чтобы передать объем предмета с помощью средств двухмерного изображения. Теневое изображение предмета имеет большое сходство с самим предметом, что замечено с давних времен. В XVIII веке были широко распространены силуэты- теневые изображения человеческой фигуры.

как вазу, так и два лица.

«силуэт» происходит от фамилии французского министра финансов середины XVIII

века Этъена де Силуэта, призывавшего своих расточительных современников к разумной бережливости и упрекавшего французскую знать в чрезмерных тратах на картины и портреты. Дешевизна теневых портретов подала повод шутникам называть их портретами «a la Silhouette» («по Силуэту»)

Постепенно рисование силуэтов послужило основой для создания школы художников, а некоторые из них стали рисовать в теневых изображениях целые стены, ландшафты.

ставится огромное плоское зеркало. Актёр, облачённый в костюм привидения,

находится в углублении под сценой. При сильном освещении актёра отражённый свет будет падать на зеркало и почти целиком отражаться в зрительный зал. Зрители в слабо освещённом зале зеркала не видят, а только – изображение в зеркале актёра, принимая его за призрак.

и восприятие глубины пространства. Необходимы два изображения, снятые под

разными (небольшими) углами и воспринимаемые левым и правым глазом независимо друг от друга (цветные очки перегородка и т.п.)

Стереоскопический эффект

Многие выдающиеся ученные, на всём протяжении развития научной мысли,

бились над решением этой проблемы. Со временем, была открыта и сложность обыкновенных оптических явлений.
Многие оптические явления, повсеместно возникающие в атмосфере земли, от известной каждому радуги, до сложных, периодических миражей , были выявлены, описаны, научно обоснованы и экспериментально подтверждены , прежде чем утвердился совремённый взгляд на природу света, и световой луч нашёл своё применение в жизни человека.
Но, не смотря на это, причудливая игра света всегда привлекала и привлекает человека. Никого не оставляет равнодушным ни созерцание зимнего гало, ни яркого солнечного заката, ни широкой, в пол неба, полосы северного сияния, ни скромной лунной дорожки на водной глади. Все это, проходя сквозь атмосферу нашей планеты, не просто освещает её, но и придаёт ей неповторимый вид, делая прекрасной.
Конечно, в атмосфере нашей планеты происходит значительно больше оптических явлений, чем я рассмотрела в своей работе. Среди них есть как хорошо знакомые нам и разгаданные учёными, так и те, которые ещё ждут своих первооткрывателей. И нам остаётся лишь надеяться, что, со временем, мы станем свидетелями всё новых и новых открытий в области оптических атмосферных явлений.
Так же в моей работе Было выяснено, что виною возникновения оптических иллюзий являются не только особенности глаза, но и головного мозга. Поэтому эту проблему очень сложно изучить пользуясь лишь физикой.
Из своего реферата я извлекла не только пользу, но и совершила интересное путешествие в мир Оптики.

издательство “Педагогика”, Москва, 1984 год.
В. А. Шевцов “Решение задач

по физике”, Нижне-Волжское книжное издательство, Волгоград, 1999 год.
В. Л. Булат “Оптические явления в природе”, издательство “Просвещение”, Москва, 1974 год.
Г. Я. Мякишев Б. Б. Буховцев “Физика 10”, издательство “Просвещение”, Москва, 1987 год.
Л. В. Тарасов “Физика в природе”, издательство “Просвещение”, Москва, 1988 год.
М. И. Блудов “Беседы по физике, часть II”, издательство “Просвещение”, Москва, 1985 год.
Н. М. Шахмаев, С. Н. Шахмаев, Д. Ш. Шодиев “Физика 11”,, издательство “Просвещение”, Москва, 1991 год.
Филологическое общество “Слово”- составитель“Справочник школьника по физике”,, Москва, 1995 год.