Номер 31.22, страница 159 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 31. Домашние экспериментальные задания - номер 31.22, страница 159.

Условие.

31.22. Иллюзия железнодорожной колеи. Железнодорожные рельсы, идущие вдаль, кажутся сходящимися за горизонтом. А верхняя горизонтальная линия между ними на рис. 187 кажется более длинной при любом положении изображения. Проверьте это, переворачивая рисунок. Сделайте выводы.

Рис. 187

Решение.

Проверка

При взгляде на рисунок 187 возникает стойкое впечатление, что верхняя горизонтальная линия длиннее нижней. Однако, если измерить обе линии с помощью линейки, становится очевидно, что их физическая длина на изображении абсолютно одинакова.

Чтобы проверить природу этой иллюзии, как предложено в задании, необходимо перевернуть рисунок на 180 градусов (вверх ногами). После переворачивания та линия, которая изначально была внизу и казалась короче, теперь располагается вверху и, наоборот, воспринимается как более длинная. Линия, которая была вверху и казалась длиннее, теперь находится внизу и кажется короче. Этот простой эксперимент доказывает, что наше восприятие длины отрезков зависит не от их реального размера, а от контекста — их положения относительно сходящихся линий.

Ответ: При переворачивании рисунка иллюзия полностью сохраняется: линия, которая оказывается вверху (в узкой части между сходящимися прямыми), всегда кажется длиннее, чем линия, находящаяся внизу (в широкой части).

Выводы

Это явление — классическая оптическая иллюзия, известная как иллюзия Понцо. Ее причина кроется в том, как наш мозг обрабатывает двумерные изображения, пытаясь реконструировать из них трехмерный мир.

Объяснение иллюзии основывается на двух ключевых принципах зрительного восприятия:

1. Интерпретация перспективы. Сходящиеся линии мозг автоматически воспринимает как параллельные прямые, уходящие вдаль, создавая на плоском рисунке ощущение глубины. Это один из основных законов линейной перспективы, который мозг использует для оценки расстояния.

2. Механизм константности размера. В реальном мире удаленные объекты кажутся нам меньше, чем те же объекты, расположенные вблизи. Однако наш мозг обладает механизмом константности восприятия, который позволяет оценивать истинный размер объекта, внося поправку на расстояние до него. Мозг «знает», что удаленный объект, имеющий тот же угловой размер, что и близкий, на самом деле должен быть гораздо больше. В случае с иллюзией Понцо мозг применяет этот же механизм: верхняя линия воспринимается как более далекая. Поскольку обе горизонтальные линии имеют одинаковую длину на сетчатке глаза, мозг делает вывод, что «дальний» объект (верхняя линия) должен быть физически больше, чем «ближний» (нижняя линия), и мы воспринимаем его как более длинный.

Таким образом, иллюзия возникает не в глазу, а в процессе когнитивной обработки информации в мозге, который применяет к плоскому рисунку правила восприятия трехмерного пространства.

Ответ: Иллюзия железнодорожной колеи (иллюзия Понцо) вызвана тем, что мозг интерпретирует сходящиеся линии как перспективу и, применяя механизм константности размера, воспринимает верхний отрезок как более удаленный и, следовательно, как более крупный в реальности, хотя на изображении оба отрезка равны.