Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Физика»Содержание №7/2009

Эксперимент

Физика на сцене

ОПТИЧЕСКИЕ ИЛЛЮЗИИ

1. Невероятное окно

Ваши друзья будут здорово удивлены этим зрелищем, даже если вы заранее всё им хорошенько объясните. Этот эффект довольно долго обсуждался психологами на профессиональных конференциях. Без сомнения, он станет украшением вашего научного шоу. А всего-то вам понадобится вырезать в картонке четыре отверстия – но точно по строго размеченному шаблону (см. рисунок) – и насадить её на ручку, чтобы можно было вращать в горизонтальной плоскости.

рис.1

Понаблюдав несколько секунд за вращаемой вами картонкой, зрители окажутся полностью уверены в том, что она просто колеблется вперёд-назад.

рис.2

Найдите кусок твёрдого картона 30 × 35 см (12 × 14 дюймов) – он должен быть абсолютно белым с обеих сторон, серый картон не подойдёт. Обрежьте ровно по краям, чтобы углы были прямыми. Аккуратно разметьте картон по рисунку тонкими линиями, которые можно будет потом легко стереть. Вырежьте окна и зачерните заштрихованные места. Это создаст иллюзию толщины, если смотреть с одного направления. Идентично закрасьте обратную сторону.

Сделайте ручку диаметром около 15 мм и длиной 20 мм. На одном конце пропилите щель, чтобы ручка плотно насаживалась на картон. Можно использовать бумагу в качестве уплотнения, гвозди или клей. Ручка должна быть обязательно параллельна сторонам картона. Возьмитесь за ручку двумя руками, зажав её между большими и указательными пальцами. Медленно начните вращать её между большим и указательным пальцами одной руки. Когда палец «кончится», вращайте другой рукой и т.д. При небольшой практике вы научитесь равномерно и долго вращать картонку, делая один оборот за 10 секунд.

Вам нужно отойти на 4–5 м от зрителей, а комнату лучше затемнить. Поставьте перед собой лампу, чтобы она одинаково освещала обе стороны картонки. Лучше всего подойдёт что-нибудь вроде фары. Однако эффект наблюдается, даже если условия не столь идеальные.

рис.3

Зрители не должны видеть неподвижную картонку, поэтому заранее положите её на столик на сцене или заверните во что-нибудь. Начиная шоу, попросите зрителей закрыть один глаз, и покажите залу картонку. У зрителей создастся иллюзия, что они видят обычное окно под некоторым углом. Теперь начинайте вращать картонку. Спросите кого-нибудь из зрителей, что он видит. Он ответит, что вы качаете окно взад-вперёд. Тут самое время сказать, что вы не качаете картон, а непрерывно вращаете его в одну и ту же сторону. Пригласите ассистентов из зала, пусть они подтвердят и даже сами повращают.

При объяснении этой иллюзии подчеркните, что человек с детства знает, что чем дальше предмет, тем он меньше – это называется перспективой. Наша картонка вырезана и разрисована так, что похожа на окно в перспективе: более длинная сторона кажется расположенной ближе к нам, чем более короткая, а на самом деле обе стороны равноудалены. Каждый раз, когда при повороте «окна» короткая сторона идёт на зрителя, его мозг отказывается верить в это. То же происходит, когда от зрителя уходит длинная сторона, – ведь весь жизненный опыт подсказывает, что она должна быть ближе к нему, чем короткая. В результате складывается полная уверенность, что вы просто качаете «окно».

В дополнение привяжите 20-см палочку толщиной около 6 мм к «створкам» окна и повторите фокус – некоторым зрителям будет казаться, что палочка изгибается и даже скручивается, а некоторым – что она просто протыкает картонку насквозь. Однако найдётся немало и таких, кто ничего такого не увидит.

G.Barr. Fun with Science.
46 Entertaining Demonstrations. – N.Y., 1907

Сокр. пер. с англ. Н.Д.Козловой

рис.4

Известная оптическая иллюзия: левый вертикальный отрезок кажется заметно меньше правого, хотя на самом деле они точно равны. [http://www.kcl.ac.uk/teares/gktvc/vc/lt/OpticalIllusions/optical.htm]