האם תצליחו לראות את זה? ניסוי אשליה אופטית עם טוויסט

העיניים שלנו הם חוש דומיננטי דרכו אנו חווים את העולם. משחר ילדותנו אנחנו רגילים לסמוך ולהאמין למה שאנחנו רואים, אבל אולי לא שאלנו את עצמנו איך אנחנו רואים? איך המכונה המופלאה הזו פועלת? האם תמיד אנחנו יכולים לסמוך על מה שאנחנו רואים? בניסוי היום נגלה את אחד המרכיבים החשובים ברשתית, שמאפשרים את הראייה, ותוכלו גם אתם להתנסות באשליה אופטית ולהחליט מתי אפשר לסמוך על העין שלנו.

חוש הראייה

איך המכונה המופלאה הזו פועלת? בפשטות אפשר לתאר זאת כמו מצלמה. העין פועלת בדומה למצלמה: אור נכנס דרך הצמצם, נקלט בחיישן שמתרגם את אותות האור לתמונה. בעין התהליך הזה מתרחש כאשר: העדשה, ממרכזת את האור אל הרשתית. ברשתית, האור מתורגם לאות חשמלי שעובר אל המוח, שמתרגם את האות החשמלי לתמונה.

העין האנושית היא איבר מורכב וחיוני המאפשר לנו לראות. העין ממוקמת בקדמת הראש והיא מוגנת באמצעות הגבות, ריסים והעפעפיים. העין מורכבת ממספר חלקים אשר לכל אחד תפקיד קריטי בהעברת האות הנקלט בעין אל המוח המתרגם אותו לתמונה אותה אנו רואים. החושים שלנו יכולים לספק לנו מידע חיוני על העולם הסובב אותנו, אך לעתים החושים שלנו יכולים גם להטעות אותנו. לדוגמה במצבים של אשליות ראייה כאשר המוח שלנו מוטעה מהמידע שמוצג לעין שלנו.

הפעם נעשה ניסוי באשליית ראייה (אשליה אופטית) קצת שונה. אשליה זו נקראת אפטר-אימג'. אשליה זו מתרחשת כאשר אנחנו ממשיכים לראות תמונה בעין גם לאחר שהתמונה המקורית כבר לא נמצאת מול עינינו. חוויה מוכרת יותר של אשליה זו היא עיגול לבן שאנחנו ממשיכים לראות לאחר שמביטים באור בהיר וחזק. נמשיך לראות עיגול אור בעין גם לאחר שכבר הסטנו את המבט מהאור.

מה מיוחד באשליה אופטית-אשליית אפטר-אימג'?

ישנם אשליות אופטיות רבות ומוכרות. לדוגמה אשליה שדיברנו עליה בעבר אנאמורפוזה בניסוי לראש השנה. אפטר-אימג' זו אשליה שנגרמת כתוצאה מהפעולה הביולוגית של מערכת הראייה. בניסוי שלנו היום בעזרת אשליית אפטר-אימג' נגלה חלק אחד מהמערך המורכב, שמאפשר לנו את הראייה.

אשליה אופטית רגילה. הסתכלו בתמונה ונסו לזהות איזה קו ארוך יותר? ספויילר הם זהים לחלוטין

הרשתית

הרשתית היא שכבה דקה של תאים רגישים לאור הממוקמת בחלק האחורי של גלגל העין. היא מורכבת מרשת של עצבים, ומכאן שמה העברי רשתית. רשת העצבים הזו מזהה וקולטת אור וצבע. ברשתית העין שלנו יש רשת של תאים המכונים קולטנים. התאים שרגישים לאור נקראים קנים. הם מאפשרים לנו לראות גם כאשר יש אור מועט, אך נראה רק בגווני אפור (כאשר חשוך ואין מספיק אור אנחנו לא יכולים להבחין בין צבעים שונים). התאים שקולטים צבע נקראים מדוכים (הם פועלים רק במצב שיש מספיק אור). יש שלושה סוגי מדוכים כשכל סוג אחראי על קליטת טווחים מסוימים של צבע (למעשה הם קולטים טווחים שונים של אורכי גל, שהמוח שלנו מתרגם לצבע אבל זה נושא לפעם אחרת).

תאי הקנים בעין

הקנים אחראיים על זיהוי אור וחושך. הם ממוקמים בעיקר בצדדי הרשתית, ולכן הם מאפשרים את הראייה ההיקפית שלנו. בנוסף הם מאפשרים לנו לראות גם באור מועט מאוד כיוון שהם רגישים גם לסיגנל של אור מאוד חלש ומאפשרים לנו לראות גם כמעט בחושך מוחלט. במצב כזה, לא נוכל להבחין בצבעים אלא בגווני אפור. כיוון שהתאים הרגישים לצבע - מדוכים רגישים רק לסיגנל של אור חזק.

תאי המדוכים בעין

המדוכים אחראיים על זיהוי צבע וכאמור מתפקדים במצב של אור מלא. הם מרוכזים בעיקר במרכז הרשתית אזור המכונה פובה או בעברית הגומה המרכזית. הם מאפשרים ראייה יותר מדויקת וכך יש לנו ראייה ברזולוציה גבוהה (כמו רזולוציה של מסך HD).

תאי הקולטנים ברשתית המדוכים והקנים מכילים חלבוני פוטורצפטורים הנקראים אופסין. האופסין רגיש לאורכי גל שונים, כאשר אור נכנס לרשתית הוא מפעיל את חלבון האופסין וגורם לתגובה כימית המובילה ליצירת סיגנל חשמלי. אותות חשמליים אלה מועברים באמצעות עצב הראייה אל המוח המפרש אותות אלה לתמונה, אותה אנו רואים.

לרשתית תפקיד קריטי בראייה, כאשר הרשתית אחראית על המרה של האור לאות חשמלי שהמוח מסוגל לפרש לתמונות. מערכת הראייה האנושית היא קומפלקס עדין ומורכב, שבו כל שלב חשוב לראייה ולכן חשוב מאוד לשמור על בריאות העין שלנו.

מבנה גלגל העין והרשתית

ניסוי אשליה אופטית - להבה מחליפה צבע

מה עושים בניסוי להבה מחליפה צבע

לחצו והפעילו את הסרטון

נביט בלהבה האדומה. נרכז את המבט רק בלהבה ולא נסיר את המבט כל זמן שיש מוזיקה ברקע. כשהמנגינה תפסיק, נראה שהלהבה שינתה את צבעה לצבע כחלחל. שימו לב! הצבע שאתם רואים הוא לא הצבע האמיתי שמוצג על המסך. הצבע הכחלחל קיים רק אצלכם בעין. במסך צבע הלהבה לבן. נחכה כמה דקות עד ש האשליה האופטית אשליית האפטר-אימג' תפוג ונוכל לראות שלמעשה הצבע של הלהבה במסך הוא לבן.

הצלחתם לראות? נסו שוב, תראו גם לחברים, נראה אם גם הם יכולים

אוהבים ניסויים ? נסו את ערכות המדע של שיגעון המדעים

לחנות מדע

למה זה קורה?

זהו אפקט האפטר-אימג' תופעה זו מתרחשת כיוון שהתאים ברשתית העין אשר אחראים לזיהוי אור וצבע מתעייפים לאחר שהיו חשופים לגירוי של אור וצבע למשך זמן ממושך ללא הפסקה.

כתוצאה מכך, כאשר נסיט את המבט מהצורה הצבעונית הרשתית שלנו עדיין ממשיכה לשדר אותה תבנית של פעילות למוח שלנו. המוח שלנו מפרש את התבנית הזו כתמונה למרות, שהתמונה עצמה כבר אינה קיימת מול עינינו באמת.

כאשר הסתכלנו בלהבה האדומה רק סוג אחד של קולטנים הופעל. הקולטן של הצבע האדום, הוא פעל למשך זמן ארוך והתעייף ולאחר זמן ארוך הקליטה שלו מעט נחלשה. כאשר נסיט את המבט שלנו למשטח לבן, הצבע הלבן מחזיר לנו לעין את כל טווחי הצבעים השונים (כידוע לבן מורכב מכל הצבעים) אך הקולטנים האדומים שלנו כבר התעייפו ולא קולטים את הצבע האדום שחוזר אלינו מהלהבה שצבעה לבן ואילו הקולטנים של הצבע הכחול והירוק מגיבים בצורה הרגילה, כתוצאה מכך אנחנו רואים אפטר-אימג' בגוון כחול ירוק, כחלחל. קולטני הצבעים שלנו לא מאוזנים לכמה שניות והם לא מעבירים למוח את כל טווחי הצבעים כפי שהם עושים בדר"כ ולכן נראה תמונה בצבע אחר ולא לבן שהוא הצבע הקיים בתמונה.

מה גילינו בניסוי?

האור מגיע לקולטנים ברשתית. כל קולטן קולט צבע אחר, שילוב האותות שהם מעבירים מאפשר לנו לראות תמונה מורכבת וצבעונית.

אהבתם את הניסוי?! שתפו!