В яркую лунную ночь можно увидеть  радугу от Луны. Радуга возникает в свете полной луны, когда идет дождь. Поскольку человеческое зрение устроено так, что при слабом освещении наиболее чувствительные рецепторы глаза - "палочки" - не воспринимает цвета, лунная радуга выглядит белесой; чем ярче свет, тем "цветнее" радуга (в её восприятие включаются цветовые рецепторы - "колбочки").

 

Полярные  сияния

 

       Одним из красивейших оптических явлений  природы является полярное сияние. В большинстве случаев полярные сияния имеют зеленый или сине-зеленый оттенок с изредка появляющимися пятнами или каймой розового или красного цвета.

       Полярные  сияния наблюдают в двух основных формах – в виде лент и в виде облакоподобных пятен. Когда сияние интенсивно, оно приобретает форму  лент. Теряя интенсивность, оно превращается в пятна. Однако многие ленты исчезают, не успев разбиться на пятна. Ленты как бы висят в темном пространстве неба, напоминая гигантский занавес или драпировку, протянувшуюся обычно с востока на запад на тысячи километров. Высота этого занавеса составляет несколько сотен километров, толщина не превышает нескольких сотен метров, причем так нежен и прозрачен, что сквозь него видны звезды. Нижний край занавеса довольно резко и отчетливо очерчен и часто подкрашен в красный или розоватый цвет, напоминающий кайму занавеса, верхний – постепенно теряется в высоте и это создает особенно эффектное впечатление глубины пространства.

       Различают четыре типа полярных сияний:

       1.Однородная дуга – светящаяся полоса имеет наиболее простую, спокойную форму. Она более ярка снизу и постепенно исчезает кверху на фоне свечения неба;

       2.Лучистая дуга – лента становится несколько более активной и подвижной, она образует мелкие складки и струйки;

       3.Лучистая полоса – с ростом активности более крупные складки накладываются на мелкие;

       При повышении активности складки или петли расширяются до огромных размеров, нижний край ленты ярко сияет розовым свечением. Когда активность спадает, складки исчезают и лента возвращается к однородной форме. Это наводит на мысль, что однородная структура является основной формой полярного сияния, а складки связаны с возрастанием активности.

       Часто возникают сияния иного вида. Они  захватывают весь полярный район  и оказываются очень интенсивными. Происходят они во время увеличения солнечной активности. Эти сияния представляются в виде беловато-зеленой шапки. Такие сияния называют шквалами.

 

       По  яркости сияния разделяют на четыре класса, отличающиеся друг от друга  на один порядок (то есть в 10 раз). К первому  классу относятся сияния, еле заметные и приблизительно равные по яркости  Млечному Пути, сияние же четвертого класса освещают Землю так ярко, как полная Луна.

       Надо  отметить, что возникшее сияние распространяется на запад со скоростью 1 км/сек. Верхние  слои атмосферы в области вспышек  сияний разогреваются и устремляются вверх, что сказалось на усиленном торможении искусственных спутников Земли, проходящих эти зоны. Во время сияний в атмосфере Земли возникают вихревые электрические токи, захватывающие большие области. Они возбуждают дополнительные неустойчивые магнитные поля, так называемые магнитные бури. Во время сияний атмосфера излучает рентгеновские лучи, которые, по-видимому, являются результатом торможения электронов в атмосфере. Интенсивные вспышки сияния часто сопровождаются звуками, напоминающими шум, треск. Полярные сияния вызывают сильные изменения в ионосфере, что в свою очередь влияет на условия радиосвязи. В большинстве случаев радиосвязь значительно ухудшается. Возникают сильные помехи, а иногда полная потеря приема.⁵

       Как возникают полярные сияния.

       Земля представляет собой огромный магнит, южный полюс которого находится вблизи северного географического полюса, а северный - вблизи южного. Силовые линии магнитного поля Земли, называемые геомагнитными линиями, выходят из области, прилегающей к северному магнитному полюсу Земли, охватывает земной шар и входят в него в области южного магнитного полюса, образуя тороидальную решетку вокруг Земли.

       Долго считалось, что расположение магнитных  силовых линий симметрично относительно земной оси. Теперь выяснилось, что  так называемый «солнечный ветер» – поток протонов и электронов, излучаемых Солнцем, налетаю на геомагнитную оболочку Земли с высоты около 20000 км, оттягивает ее назад, в сторону от Солнца, образуя у Земли своеобразный магнитный «хвост».⁶

       Электрон  или протон, попавшие в магнитное поле Земли, движутся по спирали, как бы навиваясь на геомагнитную линию. Электроны и протоны, попавшие из солнечного ветра в магнитное поле Земли, разделяются на две части. Часть из них вдоль магнитных силовых линий сразу стекает в полярные области Земли; другие попадают внутрь тероида и движутся внутри него, как это можно по правилу левой руки, вдоль замкнутой кривой АВС. Эти протоны и электроны в конце концов по геомагнитным линиям также стекают в область полюсов, где возникает их увеличенная концентрация. Протоны и электроны производят ионизацию и возбуждение атомов и молекул газов. Для этого они имеют достаточно энергии, так как протоны прилетают на Землю с энергиями 10000-20000эв (1эв= 1.6 10^-19 дж), а электроны с энергиями 10-20эв. Для ионизации же атомов нужно: для водорода – 13,56 эв, для кислорода - 13,56 эв, для азота – 124,47 эв, а для возбуждения еще меньше.⁷

       Возбужденные  атомов газов отдают обратно полученную энергию в виде света, наподобие  того, как это происходит в трубках  с разреженным газом при пропускании через них токов.

       Спектральное  исследование показывает, что зеленое  и красное свечение принадлежит  возбужденным атомам кислорода, инфракрасное и фиолетовое – ионизованным молекулам  азота.

       Другим  слабым источником красного света являются атомы водорода, образовавшие в верхних слоях атмосферы из протонов прилетевших с Солнца. Захватив электрон, такой протон превращается в возбужденный атом водорода и излучает красный свет.⁸

       Но  научное объяснение всех явлений, связанных  с полярными сияниями, встречает ряд трудностей. Например, неизвестен точно механизм ускорения частиц до указанных энергий, не вполне ясны их траектории в околоземном пространстве, не все сходится количественно в энергетическом балансе ионизации и возбуждения частиц, не вполне ясен механизм образования свечения различных видов, неясно происхождение звуков.⁹

       Таким образом я ознакомился с так  называемыми природными «иллюзиями». Им есть физические объяснения, но к  некоторым ученые до сих пор не нашли ответа. Например тот же «Летучий Голландец»,или «Фата – Моргана». Этим загадочным призракам-иллюзиям до сих пор нет объяснения. Поэтому оставим эти темные участки природы дорогим ученым и перейдем к иллюзиям оптическим. 

Оптические  иллюзии

 

       Оптические  иллюзии (более узко — зрительные иллюзии) — ошибки в зрительном восприятии, вызванные неточностью или неадекватностью процессов неосознаваемой коррекции зрительного образа (лунная иллюзия, неверная оценка длины отрезков, величины углов или цвета изображённого объекта, иллюзии движения, «иллюзия отсутствия объекта» — баннерная слепота, и др.), а также физическими причинами («сплюснутая Луна», «сломанная ложка» в стакане с водой). Причины оптических иллюзий исследуют как при рассмотрении физиологии зрения, так и в рамках изучения психологии зрительного восприятия.¹⁰

       Оптические  иллюзии показывают, что не всегда можно верить тому, что видишь. Многие полагают, что реально только то, что у них перед глазами. Оптические иллюзии отражают наличие неочевидного в жизни — иллюзорный феномен.

       Игры  с оптическими иллюзиями помогают изменять сознание. Мы хитростью заманиваем мозг на новые уровни восприятия. Мы начинаем видеть то, чего нет.

       Физиологические иллюзии

       Иллюзии восприятия цвета

       Уже около ста лет известно, что когда на сетчатке глаза возникает изображение, состоящее из светлых и тёмных областей, свет от ярко освещённых участков как бы перетекает на тёмные участки. Это явление называется оптической иррадиацией.

       Восприятие  глубины

       Иллюзии восприятия глубины — неадекватное отражение воспринимаемого предмета и его свойств. В настоящее время наиболее изученными являются иллюзорные эффекты, наблюдаемые при зрительном восприятии двухмерных контурных изображений. Мозг бессознательно видит рисунки только одно-выпуклые (-вогнутые). Восприятие зависит от направления внешнего (реального или подразумеваемого) освещения.¹¹

       Восприятие  размера

       Иллюзии часто приводят к совершенно неверным количественным оценкам реальных геометрических величин. Оказывается, что можно  ошибиться на 25 % и больше, если глазомерные оценки не проверить линейкой.

       Глазомерные оценки геометрических реальных величин очень сильно зависят от характера фона изображения. Это относится к длинам (иллюзия Понцо), площадям, радиусам кривизны. Можно показать также, что сказанное справедливо и в отношении углов, форм и так далее.¹²

       Перевёртыши

       Перевёртыш  – вид оптической иллюзии, в которой от направления взгляда зависит характер воспринимаемого объекта. Одной из таких иллюзий является «уткозаяц»: изображение может трактоваться и как изображение утки, и как изображение зайца.

       Стерео-иллюзии

       Стереопары, наложенные на периодическую структуру позволяют наблюдать стереоизображение так же, как и обычную стереопару. Периодическое изображение облегчает «разведение» глаз (как правило, на бесконечность), что после фокусировки глаз на расстояние несколько десятков сантиметров позволяет увидеть стереоизображение. Метод позволяет частично совмещать изображения стереопары, снимая ограничения на их размер, однако накладывает некоторые ограничения на содержание рисунков и практически рассчитывается с помощью компьютеров.¹³

       Известны  также под калькированным с английского  названием «автостереограммы».

       Комната Эймса

       Комната, придуманная Адельбертом Эймсом-мл. в 1946 году, представляет собой пример трёхмерной оптической иллюзии. Комната  спроектирована таким образом, что  при взгляде спереди кажется  обычной, с перпендикулярными стенами и потолком. На самом деле, форма комнаты представляет собой трапецию, где дальняя стена расположена под очень острым углом к одной стене и, соответственно, под тупым углом к другой. Правый угол, таким образом, значительно ближе к наблюдателю, чем левый.

       Засчет иллюзии, усиливаемой соответственно искажёнными шахматными клетками на полу и стенах, человек, стоящий в ближнем углу, выглядит великаном по сравнению со стоящим в дальнем. Когда человек переходит из угла в угол, наблюдателю кажется, что он резко растёт или, наоборот, уменьшается.¹⁴

       Из  рассмотренных мною данных иллюзий  делаем следующий вывод, что иллюзии  имеют объяснения как с физической стороны, так и с психологической. Но это психологическое, пускай и объяснение, но очень тайное и непонятное. Так как я уже рассмотрел все природные и искусственные «научные» иллюзии, то я перехожу к следующей главе – «Оптическое искусство».

 

Оптическое  искусство

 

       Оп-арт (англ. op art — сокр. от «оптическое  искусство») Одна из разновидностей кинетического искусства; Оп–Арт. стремится к достижению оптической иллюзии движения неподвижного художественного объекта путем психофизиологического воздействия на зрителей, их активизации.

       В отличие от кинетического искусства, произведение и зритель неподвижны. Искомый оптический эффект строится на контрапункте напряженного художественного  восприятия, требующего концентрации зрительского внимания, и фактической неподвижности артефакта. Эстетическая специфика Оп–Арта заключается в замене классической перспективы многофокусным видением виртуального оптического пространства. Движение в нем всегда виртуально, а не реально: визуализируется сама его идея. Создается иллюзия «ожившего пространства», плоскостное восприятие картины разрушается. Оп - Арт. возник в 1965 г. в США.

       Первые  произведения О.-а. были черно-белыми; в  дальнейшем цвета служат достижению максимальных контрастов их интенсивности, созданию оптического цветового смешения, вызывающего иллюзию движения. Динамическому эффекту подчинены и поиски оптимальных соотношений между светом и различными материалами — зеркалами, наборами оптических стекол, металлическими пластинами и т.д.