آزمايش خطاي چشم
مفاهيم کليدي
ادراک
توهمات نوری
زیست شناسی انسان
فضا
مقدمه
آیا تا به حال توجه کرده اید زمانی که ماه در افق نزدیک ساختمان ها و درخت ها قرار دارد بسیار بزرگتر از زمانی است که بالای سر ما قرار دارد؟ اندازه ماه در طول این مدت تغییری نکرده است بلکه درک ما از ابعاد آن با توجه به موقعیت آن در آسمان تغییر می کند. در این آزمایش شما قانون امرت (Emmert) را بررسی می کنید که توهم ماه کامل را توضیح می دهد و میزان افزایش ابعاد ماه در افق که توسط انسان حس می شود را تخمین می زند. سپس شما میتوانید ماه واقعی را چک کنید و ببینید که این آزمایش چگونه توهم ماه کامل را تایید می کند.
پیش زمینه
ماه کامل زمانی که در افق قرار دارد به شکل غیر معمولی بزرگ به نظر می‌آید اما همین طور که در آسمان بالا می رود گويي کوچکتر مي‌شود. اندازه‌ي واقعی ماه، بدون تغییر باقی می ماند. دلیل این خطا چیست؟ یکی از نظریه ها این است که مغز فکر می کند آسمان بالای سر ما نزدیک‌تر از آسمان در افق است و مغز ابعاد ماه را بر این اساس تطبیق می‌دهد. زمانی که ماه نزدیک افق است، مغز شما فاصله و ابعاد واقعی ماه را به اشتباه حساب می کند، و باعث می شود تا به نسبت محیط اطرافش بزرگ تر به نظر برسد. یک راه برای بررسی این خطا پس‌دیدها می باشد. پس‌ديد زمانی اتفاق می افتد که سلول های مخروطی حساس به نور در چشمان شما بعد از خیره شدن به جسم روشن یا رنگ روشن خسته می شود. شما می توانید پس‌دیدها را دستکاری کنید تا ادراک خود را از ماه در جاهای مختلف آسمان بازسازی کنید. اگرچه ابعاد واقعی یک پس‌دیدِ مشخص بر روی شبکیه شما تغییر نمی کند، اما با توجه به درک شما از فاصله‌ي صفحه ای که آن را بر رویش می بینید ابعاد درک شده می تواند تغییر کند.
وسایل مورد نیاز
یک ورق مقوای آبی رنگ (از مداد یا خودکار زرد هم می توان استفاده کرد اما مقوا بهتر است) چسب یا نوار چسب
یک ورق مقوای زرد (یک ورق مقوای سفید هم می توان استفاده کرد اما ترجیح داده نمی شود.)
یک تایمر یا ساعت
یک دستیار
محلی با دید خوب و تمیز از افق و اوج یا سمت الراس (محلی از آسمان که دقیقا بالای سر است) ( این فعالیت باید اواسط صبح یا اواسط بعد از ظهر انجام شود تا به آفتاب نگاه نشود و در روزی انجام شود که هوا بدون ابر و آبی باشد.)
آماده سازی
یک مربع با ابعاد حدودا یک تا دو اینچ بر روی مقوای آبی ببرید.
مقوای زرد رنگ را به صورت افقی گذاشته و آن را از وسط تا کنید و سپس دوباره باز کنید.
مربع آبی رنگ را با چسب به نیمه ی چپ یا راست مقوای زرد رنگ بچسبانید. مراقب باشید تا قسمت بالایی مربع یا مقوای زرد رنگ با چسب پوشیده نشود.
اگر مقوا ندارید می توانید می توانید یک مربع آبی رنگ چپ یا راست یک صفحه ی سفید بکشید.
روش کار
مرحله ی اول را می توانید در داخل خانه انجام دهید : کاغذ زرد رنگ با مربع آبی رنگ را در مقابل خود قرار دهید. برای مدت سی ثانیه به مربع آبی رنگ خیره شوید. ( از یک تایمر زنگ دار یا یک دستیار استفاده نمایید.) بدون تغییر فاصله ی سر خود و صفحه از روی مربع آبی بلافاصله به قسمت خالی مقوای زرد خیره شوید. آیا پس دید مربع را دیدید؟ اگر نتوانستید، این مرحله را تکرار کنید تا بتوانید.
زمانی که پس دید محو شد بدون تغییر فاصله ی سر خود با مقوا دوباره به مدت سی ثانیه به مربع آبی رنگ خیره شوید. سپس بر روی قسمت زرد رنگ به دنبال پس دید بگردید. اما این بار سر خود را از کاغذ دور یا به آن نزدیک کنید. با تغییر فاصله سر خود با صفحه اندازه پس دید چه تغییری کرد؟ اگر به طور واضح تغییر را ندیدید این مرحله را تکرار کنید تا بتوانید ببينيد.
به طور کلی ابعاد پس دید با توجه به تغییر فاصله ی سر شما از کاغذ چه تغییری میکند؟
حالا به محلی با دید خوب از افق و نقطه اوج در بیرون بروید. این کار را هنگام ظهر که آفتاب بالای سر شما قرار دارد یا هنگام طلوع که آفتاب در افق قراردارد انجام ندهید تا مشاهدات شما از پس دید را مختل نکند. نیمه های بعد از ظهر یا نیمه های صبح بهترین زمان برای انجام آزمایش می باشد و بهتر است هوا صاف و بدون ابر باشد. به یاد داشته باشید قسمتی از آسمان که انتخاب می کنید با آفتاب تداخل نداشته باشد
شما نباید هرگز به خورشيد شوید.
به مدت سی ثانیه به مربع آبی رنگ خیره شوید و سپس به افق نگاه کنید. آیا تغییر واضحی در ابعاد پس دید می بینید؟ به عبارت دیگر آیا پس دید کوچک تر به نظر می رسد یا بزرگتر یا به همان اندازه؟ اگر از مشاهدات خود نامطمئن هستید می توانید این کار را تکرار کنید.
حالا به مدت سی ثانیه به مربع آبی رنگ خیره شوید و این بار به اوج نگاه کنید. . آیا تغییر واضحی در ابعاد پس دید می بینید؟ آیا پس دید کوچک تر به نظر می رسد یا بزرگتر یا به همان اندازه؟ مجددا اگر از مشاهدات خود نامطمئن هستید می توانید این کار را تکرار کنید.
به طور کلی پس دید در افق در مقایسه با اوج کوچکتر بود یا بزرگتر یا هم اندازه بودند؟
آزمایش تکمیلی
مرحله اول را یک مرتبه دیگر انجام دهید (قبل بیرون رفتن) اما این بار سعی کنید تغییرات اندازه ی پس دید را با توجه به تغییر فاصله سر خود و صفحه به شکل عددی بیان کنید. (مطمئن شوید که فاصله ی سر شما با صفحه تغییر نکرده است.) شما می توانید مقوای زرد را کنار یک خط کش بر روی دیوار بگذارید تا ابعاد پس دید را تخمین بزنید. همچنین می توانید تعدادی مربع با ابعاد مختلف بکشید (تعدادی بزرگتر و تعدادی کوچکتر از مربع آبی) تا ببینید کدام مربع با ابعاد پس دید مطابقت می کند. رابطه ی بین فاصله ی سر شما و پس دید با اندازهی پس دید چگونه است؟
سعی کنید تغییرات ابعاد پس دید را در اوج در مقایسه با افق تخمین بزنید. برای این منظور شما می توانید چند مربع ببرید (از برگه ی سفید نیز می توانید استفاده کنید.) که تعدادی از آنها بزرگتر و تعدادی کوچکتر از مربع آبی باشند و زمانی که پس دید ها را نگاه می کنید کاغذها را با دست خود بگیرید. سعی کنید که سایز مربعی را که به ابعاد پس دید نزدیک تر است پیدا کنید. بر اساس یافته های شما میزان بزرگی تغییرات ابعاد ظاهری ماه کامل در افق و اوج چقدر است؟
سعی کنید تا تغییر ابعاد پس دید را در زاویه 45 درجه نسبت به افق تخمین بزنید.(اطمینان حاصل کنید که در آن قسمت آسمان آفتاب نباشد.). سایز نسبی پس دید در زاویه 45 درجه بالای افق چقدر بود و در مقایسه با ابعاد پس دید در اوج و افق چگونه بود؟
مشاهدات و نتایج
زمانی که به صفحه آبی خیره هستید و سپس به صفحه زرد نگاه می کنید و سر خود را به صفحه نزدیک یا از آن دور می کنید آیا ابعاد پس دید افزایش پیدا می کند؟ آیا ابعاد پس دید در افق بزرگتر از در اوج است؟
در حالی که ابعاد واقعی پس دید بر روی شبکیه تغییر نمی کند، با افزایش فاصله ی شما و سطحی که پس دید را بر رویش می بینید اندازه ی پس دید درک شده افزایش می یابد. (یا به عبارت دیگر با نزدیک شدن به صفحه ای که پس دید را بر رویش می بینید ابعاد پس دید درک شده کاهش می یابد.) ای پدیده قانون امرت نامیده می شود. یک نظریه که چرا ما حس می کنیم ماه کامل در افق بزرگتر از اوج است این می باشد که ما فکر می کنیم که آسمان در بالای سر به ما نزدیک تر است تا در افق. در این آزمایش باید مشخص شده باشد که پس دید در افق می بایستی از پس دید در اوج آسمان بزرگ تر باشد. (اگرچه شاید کمی بزرگتر باشد، 1.3 الی 1.5 با توجه به شرایط)
منابع مفيد:
توهم ماه
بزرگ ديدن ماه
شگفتي‌هاي ماه