Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
Муніципальне автономне освітній заклад гімназія № 80
XI науково-практична конференція «Крок за кроком»
Око як оптичний прилад мозку
Секція «Світ фізики і хімії»
Корнаущенко Аліса Сергіївна
МОАУ гімназія № 80 клас 3-1
Данина Ірина Михайлівна,
вчитель початкових класів
1. Будова ока та його функції як оптичного приладу
2. Хто малює нам картинку - очей або мозок?
3. Ілюзії зору
очей оптичний зоровий фізіологія
«За допомогою очі, але не оком дивитися на світ вміє розум»
Людське око на зразок складного оптичного приладу перетворює промені світла, що відображаються об'єктами, в зорові образи. При цьому наш орган зору нагадує своїм пристроєм фотоапарат. Тільки людський «оптичний прилад» більш досконалий і вміє підлаштовуватися під зміни навколишнього середовища: можливість бачити вночі, об'ємне сприйняття простору (завдяки зору двома очима) і т.д.
Однак здатність людини сприймати навколишній світ через зорові образи не обмежується тільки лише оптичної конструкцією очі, вирішальну роль відіграє людський мозок і його досвід у вигляді уявлень і знань. Наведемо приклад.
Розглянемо грає на галявині цуценя. Він має певну форму, розміри і забарвлення; в кожен момент часу він займає в просторі певне місце, що знаходиться від нас на певній відстані і в певному напрямку; ми бачимо його то рухомим, нерухомим. Ми сприймаємо його в сукупності властивостей, а з нашого минулого досвіду ми знаємо, що перед нами - щеня. Сприймаються якості, такі, як колір, розмір і т.п. залишаються постійними і не залежать від того що, наприклад, зображення на сітківці очей постійно змінюється. Так, нам не здається, що в тіні щеня змінює своє забарвлення або що його розміри збільшуються або зменшуються в залежності від того, наближається або віддаляється він від нас.
Це можна пояснити тим, що процес зору або сприйняття протікає в зв'язку з іншими психологічними процесами особистості: мисленням (ми свідомі того, що перед нами знаходиться), почуттями (певним чином ставимося до того, що сприймаємо), волею (в тій чи іншій формі довільно організуємо процес сприйняття). Все це веде не зовсім адекватного сприйняття, до спотворення сприйманого об'єкта, в тому числі веде і до спотворення зорового образу, до появи так званих ілюзій зору.
Мета роботи. Мета даної роботи полягає в тому, щоб довести, що очей є лише «оптичним приладом», а сприйняття зорових образів відбувається завдяки роботі мозку, що призводить в деяких випадках до спотворення образів або, до так званим, зорових ілюзій.
Освоїти будову людського ока.
Вивчити фізіологію зорового сприйняття.
Знайти та дослідити різні види ілюзій.
Провести анкетування на тему «Ілюзії» для однокласників.
Оцінити результати анкетування.
Зробити висновки про природу зорового сприйняття.
1. Будова ока та його функції як оптичного приладу
По суті, наші очі - це оптичний прилад.
Об'єктив (рогівка і кришталик) будує на очному дні перевернене зображення об'єкта, що спостерігається.
Розглянемо детально пристрій цього приладу.
Очі розташовані в очницях - западинах черепа і утримуються там за допомогою м'язів. Діаметр очного яблука близько 2,5 см. За формою воно являє собою неідеальний куля. Наявність двох очей дозволяє зробити зображення об'ємним (тривимірним).
Зовнішня частина ока складається з склери і рогівки.
Склера (білок очі) - міцна зовнішня капсула очного яблука.
Рогівка - прозора опукла частина. Вона вставлена в щільну склеру як годинне скло в оправу матово-білого кольору. Рогівка - це, образно кажучи, об'єктив, вікно в світ. За рогівкою знаходиться водне середовище, яка як лінза переломлює промені світла, що потрапляють на рогівку, і через зіницю передає зображення на задню поверхню очі - сітківку.
Райдужка розташовується позаду прозорої рогівки. Райдужка складається з м'язів, при скороченні і розслабленні яких розміри зіниці змінюються. Виконує ту ж функцію, що діафрагма у фотоапараті, регулюючи светопотока.
Райдужка представляє собою тонку плівку, пофарбовану в певний колір (сірий, блакитний, коричневий, зелений) в залежності від пігменту (меланіну), що міститься в тканини райдужної оболонки і визначає колір очей.
У людей, що живуть на Півночі і Півдні, як правило, різний колір очей. На півночі в основному очі блакитні, у жителів півдня - карі. Це пояснюється тим, що в процесі еволюції у людей, які проживають в Південній півкулі, утворюється більше темного пігменту в райдужці, так як він захищає очі від несприятливого впливу ультрафіолетової частини спектра сонячного світла.
У центрі райдужної оболонки є чорне круглий отвір - зіниця. Через нього проходять промені, що досягають сітківки. Зіниця за допомогою м'язів регулює кількість що надходить світла, що сприяє ясності зображення. Діаметр зіниці може змінюватися від 2 до 8 мм в залежності від освітлення. При яскравому світлі зіниця звужується, а при слабкому світлі - розширюється.
Кришталик - "природна лінза" очі. Він прозорий, еластичний - може змінювати свою форму, майже миттєво "наводячи фокус", за рахунок чого людина бачить добре і зблизька, і здалека. Розташовується в капсулі, утримується війковим паском. Кришталик, як і рогівка, входить в оптичну систему ока.
Спеціальні м'язи змінюють кривизну кришталика, роблять його більш-менш опуклим і на очному дні будується різко саме те зображення, на яке ми зараз дивимося.
Склоподібне тіло - гелеобразная прозора субстанція, розташована в задньому відділі ока. Склоподібне тіло підтримує форму очного яблука, бере участь у внутрішньоочний обміні речовин. Входить в оптичну систему ока. Ми бачимо об'єкти тому, що вони відбивають світло. Кольори, які ми розрізняємо, визначаються тим, яку з частин видимого світлового спектру відображає або поглинає предмет.
Сітківка, - це частина ока, яка сприймає зображення - внутрішня світлочутлива оболонка ока, що вистилає очне дно.
Пройшовши крізь кришталик, а потім через прозоре, немов найчистіший кришталь, склоподібне тіло, яке заповнює собою всю внутрішню частину очного яблука, промені світла потрапляють на внутрішню, дуже тонку оболонку ока - сітківку. Сітківка складається з найдрібніших палочкообразной і колбочкообразних клітин, що відрізняються один від одного формою і вельми нерівномірно розподілених по сітківці. Ці световоспринимающие клітини називаються зоровими рецепторами. У них під дією роздратування, що викликається променями світла, виникає збудження, яке передається через клітини нейрони в зоровий нерв. По ньому збудження потрапляє вже в головний мозок.
Розташовані в сітківці зорові рецептори діляться, як ми сказали, на дві відмінні одна від одної за будовою і функціями групи - на так звані палички і колбочки.
Палички дратуються слабким сутінковим світлом, але не мають здатність сприймати колір.
Колбочки дратуються тільки яскравим світлом і здатні сприймати кольори.
В середині сітківки, прямо навпроти зіниці, знаходиться маленьке кругле піднесення - так зване жовта пляма, що є скупченням колб. Тому найбільш ясно ми бачимо ті предмети, які знаходяться прямо проти зіниці.
Кожна колбочка з'єднана зі своїм власним індивідуальним нейроном. Палички такого індивідуального нейрона не мають і змушені групуватися цілими скупченнями навколо одного нейрона.
Саме через те, що в сутінках ми майже не користуємося колбами, пояснюється те явище, що для людського ока вночі всі кішки сірі.
Таким чином, до допомоги паличок ми вдаємося лише в сутінках, коли колбочки стають просто перешкодою.
Ми могли б бачити вночі набагато краще, якби не звичка фокусувати зображення на жовтій плямі - так звана центральна фіксація. Тому вночі ми набагато краще бачимо предмети, зображення яких виявляється на бічних ділянках сітківки, а це відбувається, коли ми не дивимося прямо на предмет, який хочемо побачити. Щоб добре бачити вночі, потрібно лише тренувати при сутінковому світлі периферійні ділянки, тобто ті, які вдень приносять нам мало користі.
2. Хто малює нам картинку - очей або мозок?
Ми бачимо предмети тому, що вони відбивають світло. Око вловлює ці промені. Рогівка та кришталик пропускають ці промені всередину очі, і на сітківці будується перевернуте зображення. А мозок перевертає картинку.
При всій складності оптичних процесів, що відбуваються в оці, бачимо ми не очима. Очі тільки відображає картинку. А бачимо ми мозком, центральною нервовою системою.
Мозок синхронізує роботу обох очей, роблячи для нас світ тривимірним.
Мозок виконує функції автофокусу, роблячи різких саме те, на що ми дивимося.
Мозок змішує і інтерпретує три кольори, до яких чутливий очей і ми бачимо всю гаму кольорів.
Саме мозок добудовує картинку, якщо вона неповна - наприклад, собачий хвіст або половина від даху будинку. Мозок як комп'ютер ідентифікує побачене і вишукує в своїй пам'яті схожі картинки. На підставі минулого досвіду він і «добудовує» зображення.
3. Ілюзії зору
Відомо, що наш зір недосконале і іноді ми бачимо не те, що існує в дійсності. Такі помилки зору називаються оптичними ілюзіями. Оптичні ілюзії виникають через недосконалість людського ока, а також через неправильне осмислення людиною побаченого. Наведемо основні приклади оптичних ілюзій.
Полягає в тому, що світлі предмети на темному тлі здаються більше, ніж темні предмети на світлому фоні. Ця особливість пов'язана з недосконалістю кришталика. Саме з цією ілюзією пов'язано, наприклад, те, що чорний одяг візуально робить людину більш струнким, а біла - навпаки.
Оцінка вертикальних ліній.
Завдяки розташуванню лінії, що з'єднує очі людини в горизонтальній площині, людина має здатність точніше визначити на око горизонтальні відстані, ніж висоту предметів. Тому більшість людей має здатність перебільшувати вертикальні протяжності в порівнянні з горизонтальними.
Ще одна ілюзія, в якій стільниця столу стоїть вертикально здається довшим стільниці, розташованої горизонтально. Насправді обидва столу одинакого розміру.
Поєднання форм - психологічна ілюзія.
На наводиться малюнку прямолінійні сторони квадрата здаються викривленими, а весь квадрат - деформованим через те, що око дивиться одночасно на прямі і вигнуті лінії.
При сприйнятті фігури і фону ми схильні бачити, перш за все, плями меншої площі, а також плями більш яскраві. На малюнку більшість бачить в першу чергу вазу, а потім два силуети.
Ілюзії при русі об'єкту.
При русі об'єкта спостереження зустрічається також ряд зорових ілюзій, які обумовлені деякими властивостями нашого зорового апарату. Наприклад, якщо коло з пофарбованим сектором привести в обертання, то все коло нам здається забарвленим. Це можна пояснити здатністю нашого ока протягом часток секунди утримувати зорове враження, хоча видимий предмет вже зник з поля зору.
Подивіться уважно на дошку. З нею все в порядку? Білі клітини в тіні і чорні на світлі - одного кольору! Однак очі цього не помічають. Мозок бачить чорні і білі клітини незалежно від освітленості, так як наш мозок сприймає дошку як шахову і «добудовує» малюнок.
Є також ілюзії, яким поки не знайдено пояснення. Так, наприклад, людині складно визначити точний напрям діагональних ліній. Суть ілюзії: людині складно визначити, чи є чорна лінія продовженням синьою або червоною. Продовженням чорної лінії є червона лінія, а не синя, як видається на перший погляд.
Багатьом доводилося бачити так звані загадкові, як би живі, портрети, які завжди дивляться на нас, слідкуючи за нашими пересуваннями і звертаючи очі туди, куди ми переходимо. Це пояснюється тим, що зіниці очей на портреті поміщені в середині розрізу очей. Саме такими ми бачимо очі, що дивляться на нас, коли ж очі дивляться в бік, повз нас, то зіниця і вся райдужна оболонка здаються нам знаходяться нема на середині очі, а зміщеними в бік. Коли ми відходимо в сторону від портрета, зіниці, звичайно, свого становища не змінюють - залишаються посеред очей, а так як все обличчя ми продовжуємо бачити в колишньому положенні по відношенню до нас, то нам і здається, що портрет повернув голову і стежить за нами . Приклад тому - знаменитий портрет Мони Лізи Да Вінчі.
В ході дослідницької роботи ми вивчили матеріал про будову ока і прийшли до висновку, що він має складну оптичну структуру.
При вивченні процесу зорового сприйняття ми виявили, що в зорі бере участь не тільки око, але і нервові клітини. Однак головну роль в процесі зорового сприйняття грає мозок. Саме він робить картинку більш чіткої, подаючи сигнал очним м'язам. Саме мозок добудовує неповні зображення, що підтверджують ілюзії зору, так як ілюзії є результатом неправильної «добудови».
Ми склали анкету по ілюзіям зору з тим, щоб виявити, що ілюзії дійсно «працюють». За результатами анкетування вийшло, що з 10 ілюзій школярі в середньому підтвердили дію ілюзій на 70%.
На підставі результатів анкетування ми можемо стверджувати, що сприйняття зорових образів відбувається в людському мозку, а не безпосередньо органом зору, так як ілюзії будує саме мозок. Це доводить, що очі - це оптичний прилад. А бачимо ми мозком.
1. Анатомія людини: навч. для студ. інстр. фіз. культ. / Под ред. Козлова В.И. - М. «Фізкультура і спорт», 1978.
2. Артамонов І.Д. Ілюзії зору. М. тисяча дев'ятсот шістьдесят-один.
3. Демидов В. Як ми бачимо те, що бачимо. Вид. "Знання", М. 1987.
4. Рок І. Введення в зорове сприйняття. Книга перша. М. "Педагогіка", 1980.
Розміщено на Allbest.ru