核心概念
光学错觉
眼睛
频闪效应
转速
引言
你必须亲眼所见才能相信吗？你可能需要重新考虑你的策略。科学家们现在知道，我们感知到的可能与真实存在的非常不同。我们的大脑在帮助我们与世界互动方面非常聪明，但它们可能会被愚弄。试试这个活动，你就会发现！
背景
我们用眼睛看，也用大脑看。我们的眼睛记录进入的光线；电脉冲将信息传输到大脑，大脑处理信息并告知我们所看到的内容。
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我们眼睛后部的区域称为视网膜。它配备了两种类型的光敏细胞：视锥细胞和视杆细胞。当被触发时，它们会向大脑发送电信号。视锥细胞对颜色敏感，适合细节；它们需要明亮的光线。视杆细胞对运动、形状和强度变化敏感；它们对光线非常敏感。
参与处理视觉信息的大脑细胞也有各自的特殊工作。有些专门识别运动和位置，以及我们所看到的粗略轮廓或形状。这些往往工作速度很快，但以牺牲细节为代价。其他一些则专门识别我们所看到的细节。
我们的视觉系统已经进化到为我们服务。它特别擅长注意模式，即使信息缺失。但这也使得大脑容易被欺骗。我们的视觉感知可能与真实存在的不同。我们称之为光学错觉。在这个活动中，你将使用快速闪烁的光来创建一些有趣的光学错觉。
材料
打蛋器（最好是手动旋转的打蛋器，但手持式电动打蛋器也可以。带有四个刀片的打蛋器最适合此活动。使用任何电器时，请寻求成人的帮助。）
稳定的光源，例如窗户的光线或白炽灯泡。
快速闪烁的光源（许多计算机屏幕都有闪烁的屏幕，效果很好。然而，MacBooks 和许多其他较新的计算机效果不佳，因为它们没有闪烁的屏幕。紧凑型荧光灯泡，或 CFL，和 LED 灯也效果很好。）
高桌子或台面（如果你使用计算机作为光源）
让你坐下时眼睛与屏幕平齐的椅子（可选）
准备
如果你使用的是 CFL 或 LED 光源，请确保你有一个房间，其中 CFL 或 LED 灯泡可以是唯一的光源，例如壁橱或夜间的房间。（如果有任何灯泡需要更换或灯具需要移动，请寻求成人的帮助。）
如果你使用计算机作为光源，请将计算机放在坚固的桌子或台面上。将椅子放在计算机前面，并调整高度，使你坐在椅子上时计算机屏幕与眼睛平齐（或者如果站立更容易，也可以）。将计算机屏幕设置为纯色的浅色背景，例如文档程序的空白白色屏幕。
如果你使用电动打蛋器，请确保附近有一个插座，以满足两种光照条件——即使你必须更换房间。
步骤
首先在具有稳定光源的环境中（例如在窗户前的自然光中或在有白炽灯泡的房间中）。将打蛋器放在你面前，与眼睛平齐。透过（不应旋转的）刀片看着墙壁或窗外。你能说出你的打蛋器有多少个刀片吗？
开始旋转手动操作的打蛋器或打开电动打蛋器，并在成人的帮助下使用。从最低速度开始。透过刀片看着墙壁或窗外。你还能看到单个刀片吗？还是你看到一个模糊的连续形状？你认为为什么会这样？
逐步提高速度。你看到区别了吗？你能看到它们转得更快吗？如果能，你怎么知道？你能说出刀片看起来往哪个方向转动吗？
停止你的打蛋器，移动到快速闪烁的光源（例如旧的计算机屏幕或 CFL 或 LED 灯泡）。如果你使用的是计算机屏幕，请坐在或站在计算机前，使计算机屏幕与眼睛平齐。确保你的计算机设置为纯色的浅色背景，并将打蛋器放在你面前，使打蛋器指向你的计算机屏幕。如果你使用的是 CFL 或 LED 灯，请将打蛋器放在光源下，最好靠着纯色背景，例如空白的墙壁。开始旋转手动操作的打蛋器或以低速打开电动打蛋器。透过刀片看着计算机屏幕或墙壁。你现在看到什么？这与你之前的观察结果不同吗？如果你看到单个刀片，你能看到多少个？你能说出刀片看起来往哪个方向转动，还是它们看起来静止不动？（调暗光线可能会使效果更清晰。）
通过在你的手动操作的打蛋器上转动得更快一点或在你的电动打蛋器上移动一步，来提高刀片的旋转速度。当你移动到不同的速度时，你的观察结果会改变吗？
重复上一步，直到你无法再提高速度。你知道当你提高速度时，刀片会转得更快，但它们看起来也是这样吗？它们总是看起来以相同的方向旋转吗？你能解释你的观察结果吗？
额外：你刚刚测试了两种不同的光源，一种稳定的光源和一种闪烁的光源。你能找到其他什么光源吗？你期望从电视屏幕、天空或投影仪屏幕中获得什么结果？执行测试以找出答案。（请注意，你永远不应直视强光、激光或直接朝向太阳——这些可能会损害你的眼睛。）
额外：如果你对癫痫不敏感，你可以用频闪灯作为背景重复测试。在你的计算机上寻找频闪灯生成器。有时你甚至可以调整灯光闪烁的频率（或速率）。如果可以，请尝试一下。你能让你的刀片看起来静止不动或向后转动吗？（请注意，频闪灯可能会导致癫痫发作，所以要小心，如果看着闪烁的灯光感觉不舒服，请立即停止。）
额外：你能想到任何地方知道这种效果可能很方便吗？它能帮助某人观察车轮刀片旋转的速度吗？
观察结果
当打蛋器静止时，很容易数出打蛋器的刀片，但一旦它开始旋转，就会变得困难。当条件合适时，人类可以看到细节。我们以牺牲细节为代价，更快地看到运动。
在稳定的光源下，你可能将快速旋转的刀片感知为模糊的形状，几乎像一个部分透明的固体物体。当你切换到计算机屏幕或其他闪烁的光源时，即使刀片快速旋转，它们也会再次可见。
在稳定的光源下，图像没有任何变化从一秒到下一秒发生显着变化。我们的大脑不会检测到重大变化，因此大脑将旋转的打蛋器更多地解释为固体物体。然而，在闪烁的光源下，你的眼睛仅在光线闪烁时才记录信息。来自你眼睛的信息在光线熄灭的“报告”和光线开启的“报告”之间发生了显着变化。在这种情况下，我们的大脑将刀片的“外观”视为最重要的事情。因此，你会感知到打蛋器的单个刀片。当大脑在不同位置重建刀片的图像时，它还会得出结论，这是一个移动的物体，这也是你所感知的。
棘手的部分是，你所感知的运动不是真实的运动。根据光源闪烁的速率和刀片旋转的速度，你可能感知到刀片向前旋转、向后旋转或根本不旋转。你知道刀片始终朝着相同的方向移动，并且随着你提高速度而越来越快，但你的感知却不同。你的大脑被愚弄了。你所感知的是一种错觉。这种错觉被称为频闪效应。任何快速闪烁的光（一些来源建议每秒 15 次或更多次闪烁）都可以产生频闪效应。稳定的光线，例如来自太阳或白炽灯泡的光线，不会产生这种错觉。
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此活动与科学伙伴合作推出
