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旋轉(zhuǎn)的色彩

2010-12-29 00:00:00NiNi編譯
中國科技教育 2010年12期


  注意:實驗中涉及使用機械鉆。請成人協(xié)助完成或監(jiān)督進行這些實驗部分。
  
  所需材料
  ●貝漢圓板(Benham's Top)示意圖(附后);
  ●打印機;
  ●硬紙板;
  ●膠水;
  ●剪刀;
  ●萬用膠;
  ●機械鉆。
  活動步驟:
  1. 將貝漢圓板圖打印在一張A4紙上。
  2. 將打印出來的圓板圖粘在硬紙板上,然后讓它風(fēng)干變硬。
  3. 等膠水完全干透以后,把圓盤剪下來。
  4. 將一大團萬用膠粘在機械鉆的鉆頭上。然后把圓盤的中心粘在萬用膠上,這樣圓盤就粘在鉆頭上了,如圖所示(注意:如果你是長頭發(fā),請在使用機械鉆前把頭發(fā)束起來,以免發(fā)生意外)。
  5. 當(dāng)你用機械鉆轉(zhuǎn)動圓盤的時候,注意觀察圓盤上的線。
  活動概述
  你有沒有注意到,當(dāng)圓盤快速轉(zhuǎn)動的時候出現(xiàn)了模糊的彩色線條?這種現(xiàn)象就被稱為“圖案閃爍色彩(Pattern Induced Flicker Colours)”(PIFC),或者稱為“費克納色(Fechner Colour)”,這是以德國心理學(xué)家古斯塔夫·費克納(Gustav Fechner)而命名的。雖然人們相信這只是一種幻覺,與大腦如何解析來自眼睛中顏色檢測細胞的信號有關(guān),但是沒有人能完全確定具體的過程是怎樣的。
  要了解這一現(xiàn)象的其中一個線索就是顏色的變化會隨著圓盤旋轉(zhuǎn)的方向不同而不同。當(dāng)圓盤朝某一個方向旋轉(zhuǎn)的時候,某些線條是藍色的,而當(dāng)圓盤以反方向旋轉(zhuǎn)時,這些線條就變成了黃色。你的眼睛后部有三種不同的細胞,它們可以對光的不同波長(或者顏色)范圍做出反應(yīng)。當(dāng)然,你可以看到的顏色遠不止三種,因此你的大腦就會用這些細胞組合來解析光的色彩。為了做到這一點,每種顏色都會聯(lián)合一種“相對的顏色”,例如紅色對綠色,黃色對藍色,黑色對白色??吹揭环N顏色,就會影響到你的大腦如何看其相對的顏色。當(dāng)顏色消失的時候,你的眼睛細胞就需要一定的時間來調(diào)整這種光的變化。但是你的大腦還是會繼續(xù)這種色彩補償,使你看到相反的色彩。
  第二個線索就是旋轉(zhuǎn)的線條引起的閃爍現(xiàn)象。不同的顏色細胞并不是以同樣的速度工作的,某些顏色細胞需要不到一秒的時間來對光的變化做出反應(yīng)。由于閃爍的速度看起來是與顏色的變化有關(guān)的,所以可能不同的細胞會對不同的線條做出反應(yīng)。結(jié)果就是你的大腦對這種混合信息產(chǎn)生混淆,而只會用一般的方法分辨顏色,但這些顏色實際上并沒有出現(xiàn)。
  活動應(yīng)用
  這種幻覺通常被稱為“貝漢圓板”現(xiàn)象,以英國記者及玩具工匠查爾斯·貝漢(Charles Benham)命名,他制作了一個表面描繪有這種模式的旋轉(zhuǎn)圓盤。
  在20世紀(jì)90年代,這種現(xiàn)象曾被發(fā)現(xiàn)是診斷視神經(jīng)炎癥的一種有效方法,而現(xiàn)在它被應(yīng)用于制造有趣的玩具。在某些情況下,例如多發(fā)性硬化、腫脹可以推動從眼睛到大腦的神經(jīng),打斷信息的傳送。這種情況并不總是容易被察覺到的,所以配鏡師可以利用PIFC來確定信息是否從眼睛的光檢測細胞被有效地傳送到大腦。KJ
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