pondělí 28. března 2016

Benhamův disk

Slyšeli jste někdy o Benhamově disku? Čas od času se pár informací o něm a návod na pokus objeví v nějakém časopise, který popularizuje vědu a techniku. My se dnes připojíme. Budeme zkoumat, zda je ruka rychlejší než oko. Je na vás, zda se přikloníte k názoru, zda se jedná o trik, nedokonalost oka či podvod. Na co se můžete těšit? Když roztočíte Benhamův disk v různých směrech, různými rychlostmi, budou se jeho černobílé prstence měnit v barevné. Velmi překvapivé a pro ty, co nemají představu o vnímání barev, se jedná o pokus na hranici zázraku. Motivací pro vás může být skutečnost, že ačkoliv existují teorie proč a jak vše funguje, nikdo nepřišel s uspokojivým vysvětlením přijatelným pro všechny.  A to se prosím tato hračka  poprvé objevila už v roce 1894…

Vystřihněte z kancelářského papíru kruh o velikosti kompaktního disku – nejlépe cédéčko přímo obkreslete. Kruh přeložte přesně na polovinu, jednu půlku pečlivě vybarvěte černou barvou. Druhou půlku rozdělte na čtyři stejné části – nejdříve na dva čtvrtkruhy a pak každý z nich rozpůlíte, pomozte si třeba úhloměrem. Do každého čtvrtkruhu tužkou nakreslete tři soustředné oblouky – ve zvoleném krajním čtvrtkruhu budou oblouky blízko středu a každý další čtvrtkruh posuňte o kousek dál. Oblouky v sousedních čtvrtkruzích se nesmí dotýkat. Všech dvanáct čtvrtkruhů pak obtáhněte silnou čarou pastelkou nebo fixem. Z kartonu vystřihněte stejně velký kruh a váš připravený, vybarvený a vyobloukovaný na tento kartonový nalepte – samozřejmě, že vzorem nahoru. Přesně ve středu kruhu udělejte malý otvor. Do otvoru vtlačte silnější špendlík nebo párátko a kapkou lepidla přilepte ke kartonu. Diskem budeme otáčet, možná je dobré řešení špendlík (nebo párátko) vpíchnout do gumy na tužce. Tužku uchopte mezi dlaně a třením dlaní o sebe disk roztáčejte. Pokud máte takové rodiče, kteří se s vámi rádi pustí do experimentování, nabízím velmi dobré technické vylepšení: upravte disk tak, aby jej šlo upevnit do akumulátorové vrtačky.

Roztáčejte disk různými rychlostmi. Roztáčejte ho po směru hodinových ručiček i proti němu. Sledujte optické iluze, všímejte si, jak vás oči klamou. Ne, nedělají to schválně, jen prostě nestíhají a mozek vám neúmyslně předává jiné informace, protože oko není schopné přesně zachytit, co se děje. Všimli jste si, že v určitou chvíli se to jeví, jako by se vytvořilo šest oblouků? Co uvidíte, když budete diskem točit opačným směrem? Pokud vás překvapilo, že se objeví barvy, pak vás teď musí zaskočit, že v opačném směru jsou barvy jiné. Jsou uprostřed stejné barvy jako na okrajích? Bude rozdíl v pozorování otáčení disku na slunci a při světle žárovky nebo zářivky (zářivka vyrábí světlo jiným způsobem než Slunce nebo žárovka – její světlo pulzuje, ale tak rychle, že to nevnímáme)? Hm, a co kdybychom změnili barvu papíru, na který jsme vzor disku namalovali – místo bílého třeba žlutý?

Proveďte stejný pokus také na jiných lidech – kamarádech, spolužácích, rodičích. Vidí všichni stejné barvy? Každý z nich by mohl vidět odlišné barevné obrazce. Barevné vidění způsobují speciální buňky sítnice – tzv. čípky. Jeden druh je citlivý na červené světlo, druhý na zelené a třetí na modré světlo. Každý z těchto čípků má jinou prodlevu, jakousi čekací dobu, ve které zareaguje na barvu, a také různě dlouhou dobu trvání odezvy. Například čípky reagující na modrou barvu jsou nejpomalejší a udržují barevný vjem po nejdelší dobu. 

Pokud se díváte na stejné místo točícího se disku, sledujete rychle se střídající bílou a černou barvu. Když je vaše pozornost zaměřena na bílou barvu, reagují všechny tři druhy čípků. Ale bílou uvidíte bílou jen tehdy, reagují-li na ni všechny tři čípky stejně – stejně rychle, stejně dlouho. To je ale pouze při déletrvajících vjemech. V případě našeho rychle se točícího kotouče jsou některé čípky rychlejší než jiné, což vede k nerovnováze, a proto uvidíte barvy.

Pozorujte, kreslete, zapisujte, mailujte. A hlavně se u pokusů dobře bavte!
Žádný pokus nedělejte bez přítomnosti dospělé osoby – i zdánlivě velmi jednoduchý pokus může nadělat spoustu neplechy.