核心概念
光學錯覺
眼睛
頻閃效應
轉速
引言
你必須親眼所見才能相信嗎？你可能需要重新考慮你的策略。科學家們現在知道，我們感知到的可能與真實存在的非常不同。我們的大腦在幫助我們與世界互動方面非常聰明，但它們可能會被愚弄。試試這個活動，你就會發現！
背景
我們用眼睛看，也用大腦看。我們的眼睛記錄進入的光線；電脈衝將資訊傳輸到大腦，大腦處理資訊並告知我們所看到的內容。
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我們眼睛後部的區域稱為視網膜。它配備了兩種型別的光敏細胞：視錐細胞和視杆細胞。當被觸發時，它們會向大腦傳送電訊號。視錐細胞對顏色敏感，適合細節；它們需要明亮的光線。視杆細胞對運動、形狀和強度變化敏感；它們對光線非常敏感。
參與處理視覺資訊的大腦細胞也有各自的特殊工作。有些專門識別運動和位置，以及我們所看到的粗略輪廓或形狀。這些往往工作速度很快，但以犧牲細節為代價。其他一些則專門識別我們所看到的細節。
我們的視覺系統已經進化到為我們服務。它特別擅長注意模式，即使資訊缺失。但這也使得大腦容易被欺騙。我們的視覺感知可能與真實存在的不同。我們稱之為光學錯覺。在這個活動中，你將使用快速閃爍的光來建立一些有趣的光學錯覺。
材料
打蛋器（最好是手動旋轉的打蛋器，但手持式電動打蛋器也可以。帶有四個刀片的打蛋器最適合此活動。使用任何電器時，請尋求成人的幫助。）
穩定的光源，例如窗戶的光線或白熾燈泡。
快速閃爍的光源（許多計算機螢幕都有閃爍的螢幕，效果很好。然而，MacBooks 和許多其他較新的計算機效果不佳，因為它們沒有閃爍的螢幕。緊湊型熒光燈泡，或 CFL，和 LED 燈也效果很好。）
高桌子或檯面（如果你使用計算機作為光源）
讓你坐下時眼睛與螢幕平齊的椅子（可選）
準備
如果你使用的是 CFL 或 LED 光源，請確保你有一個房間，其中 CFL 或 LED 燈泡可以是唯一的光源，例如壁櫥或夜間的房間。（如果有任何燈泡需要更換或燈具需要移動，請尋求成人的幫助。）
如果你使用計算機作為光源，請將計算機放在堅固的桌子或檯面上。將椅子放在計算機前面，並調整高度，使你坐在椅子上時計算機螢幕與眼睛平齊（或者如果站立更容易，也可以）。將計算機螢幕設定為純色的淺色背景，例如文件程式的空白白色螢幕。
如果你使用電動打蛋器，請確保附近有一個插座，以滿足兩種光照條件——即使你必須更換房間。
步驟
首先在具有穩定光源的環境中（例如在窗戶前的自然光中或在有白熾燈泡的房間中）。將打蛋器放在你面前，與眼睛平齊。透過（不應旋轉的）刀片看著牆壁或窗外。你能說出你的打蛋器有多少個刀片嗎？
開始旋轉手動操作的打蛋器或開啟電動打蛋器，並在成人的幫助下使用。從最低速度開始。透過刀片看著牆壁或窗外。你還能看到單個刀片嗎？還是你看到一個模糊的連續形狀？你認為為什麼會這樣？
逐步提高速度。你看到區別了嗎？你能看到它們轉得更快嗎？如果能，你怎麼知道？你能說出刀片看起來往哪個方向轉動嗎？
停止你的打蛋器，移動到快速閃爍的光源（例如舊的計算機螢幕或 CFL 或 LED 燈泡）。如果你使用的是計算機螢幕，請坐在或站在計算機前，使計算機螢幕與眼睛平齊。確保你的計算機設定為純色的淺色背景，並將打蛋器放在你面前，使打蛋器指向你的計算機螢幕。如果你使用的是 CFL 或 LED 燈，請將打蛋器放在光源下，最好靠著純色背景，例如空白的牆壁。開始旋轉手動操作的打蛋器或以低速開啟電動打蛋器。透過刀片看著計算機螢幕或牆壁。你現在看到什麼？這與你之前的觀察結果不同嗎？如果你看到單個刀片，你能看到多少個？你能說出刀片看起來往哪個方向轉動，還是它們看起來靜止不動？（調暗光線可能會使效果更清晰。）
透過在你的手動操作的打蛋器上轉動得更快一點或在你的電動打蛋器上移動一步，來提高刀片的旋轉速度。當你移動到不同的速度時，你的觀察結果會改變嗎？
重複上一步，直到你無法再提高速度。你知道當你提高速度時，刀片會轉得更快，但它們看起來也是這樣嗎？它們總是看起來以相同的方向旋轉嗎？你能解釋你的觀察結果嗎？
額外：你剛剛測試了兩種不同的光源，一種穩定的光源和一種閃爍的光源。你能找到其他什麼光源嗎？你期望從電視螢幕、天空或投影儀螢幕中獲得什麼結果？執行測試以找出答案。（請注意，你永遠不應直視強光、雷射或直接朝向太陽——這些可能會損害你的眼睛。）
額外：如果你對癲癇不敏感，你可以用頻閃燈作為背景重複測試。在你的計算機上尋找頻閃燈生成器。有時你甚至可以調整燈光閃爍的頻率（或速率）。如果可以，請嘗試一下。你能讓你的刀片看起來靜止不動或向後轉動嗎？（請注意，頻閃燈可能會導致癲癇發作，所以要小心，如果看著閃爍的燈光感覺不舒服，請立即停止。）
額外：你能想到任何地方知道這種效果可能很方便嗎？它能幫助某人觀察車輪刀片旋轉的速度嗎？
觀察結果
當打蛋器靜止時，很容易數出打蛋器的刀片，但一旦它開始旋轉，就會變得困難。當條件合適時，人類可以看到細節。我們以犧牲細節為代價，更快地看到運動。
在穩定的光源下，你可能將快速旋轉的刀片感知為模糊的形狀，幾乎像一個部分透明的固體物體。當你切換到計算機螢幕或其他閃爍的光源時，即使刀片快速旋轉，它們也會再次可見。
在穩定的光源下，影像沒有任何變化從一秒到下一秒發生顯著變化。我們的大腦不會檢測到重大變化，因此大腦將旋轉的打蛋器更多地解釋為固體物體。然而，在閃爍的光源下，你的眼睛僅在光線閃爍時才記錄資訊。來自你眼睛的資訊在光線熄滅的“報告”和光線開啟的“報告”之間發生了顯著變化。在這種情況下，我們的大腦將刀片的“外觀”視為最重要的事情。因此，你會感知到打蛋器的單個刀片。當大腦在不同位置重建刀片的影像時，它還會得出結論，這是一個移動的物體，這也是你所感知的。
棘手的部分是，你所感知的運動不是真實的運動。根據光源閃爍的速率和刀片旋轉的速度，你可能感知到刀片向前旋轉、向後旋轉或根本不旋轉。你知道刀片始終朝著相同的方向移動，並且隨著你提高速度而越來越快，但你的感知卻不同。你的大腦被愚弄了。你所感知的是一種錯覺。這種錯覺被稱為頻閃效應。任何快速閃爍的光（一些來源建議每秒 15 次或更多次閃爍）都可以產生頻閃效應。穩定的光線，例如來自太陽或白熾燈泡的光線，不會產生這種錯覺。
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此活動與科學夥伴合作推出
