Optische Täuschungen

Kuriositäten aus der Welt der Optik

Die Lichterscheinungen haben den Menschen seit den uralten Zeiten verwundert. Das Feuer, die Sterne, die Fata Morgana haben unsere Vorgänger motiviert, sich mit dieser spektakulären Wissenschaft, zu beschäftigen. Die Optik hat die Interesse solcher großen Wissenschaftler geweckt, wie Euklid, Kepler oder Newton.

Die Teilbereiche der Optik:

Die geometrische Optik, erklärt warum die in den Weg des Lichtes fallende Hindernisse größer als die Wellenlänge sind.

Geometrische und Strahlenoptik

Die physikalische Optik oder Wellenoptik, studiert wo sich das Licht mit so großen Hindernissen triff, die den Wellenlängen entsprechen.

Geometrische und Strahlenoptik

Die Quantenoptik, untersucht die Fälle, wenn die Wellenenergie des Lichtes mit dem Material in Wechselwirkung tritt.

Quantenoptik

Hierzu gehört die mit alltäglichen, physiologischen oder futuristischen Augen betrachtete Relativitätstheorie.

Wir dürfen auch den Bereich der Optik auch nicht vergessen, der spektakulär und auf jeden Fall bemerkenswert ist.

Erstens widmen wir uns einer der beliebtesten und wundervollsten Erscheinungen der Natur, dem Regenbogen. Ein Regenbogen kann man sehen, wenn der Sonne, die hinter uns steht, auf die Regentropfen, die vor uns fallen, Sonnenschein strahlt. Wenn das weiße List denn Inneren der Tropfen erreicht, teil er sich auf Farben auf und diese Farben prallen von den Tropfen zurück. Wie scharf wir den Regenbogen sehen werden, hängt vom Einfallswinkel ab.

Regenbogen

Wir haben uns alle an den weißen, von Schnee bedeckten Landschaft ergötzt, aber ist der Schnee wirklich weiß? Wenn wir die winzige Schneeflocken untersuchen, können wir sehen, dass diese Schneeflocken eigentlich durchsichtige Eiskristalle sind, die sich in regelmäßiger Sechseckform positionieren. Auf solcher Oberfläche wird sich der Lichtstrahl zerstreuen und und deswegen wird die Oberfläche undurchsichtig sein. Im Alltag kann man ähnliche Erscheinungen erfahren. Zum Beispiel deswegen werden wir undurchsichtigen, weißen Staub bekommen, wenn wir einen durchsichtigen Glas zerbrechen. Dieser Effekt gilt für den roten Glas auch.

In den Folgenden sollten wir einige optische Täuschungen betrachten, die uns uns darauf aufmerksam machen, uns Dinge näher unter die Lupe nehmen.

Wir erleben eine Zöllner-Täuschung, wenn wir die parallelen Geraden nicht als parallele sehen. Der Grund dafür ist, dass die Anordnung viele solche Elemente enthält, die die Darstellung des Gesichtswinkels bedienen, deshalb möchten unsere Augen das Bild perspektivisch wahrnehmen. In diesem Fall denkt unser Gehirn, dass es auch solch einem Bild nur nicht parallele Geraden geben kann.

Zöllner-Täuschung

Die Ponzo-Täuschung wird dann zustande kommen, wenn wir zwei gleich große Figuren wegen der der räumlichen Wirkungen, die sie umgeben, nicht als gleiche sehen. Zu dieser Illusion trägt der Rahmen-Effekt auch bei, laut dem die Nähe einer umschlossenen Grenze oder eines Rahmens die tatsächliche Größe eines Gegenstandes beeinflusst.

Ponzo-Täuschung

Der Raum demonstriert, was für Wirkung die gesehene Entfernung auf die augenscheinliche Größe hat. Nun betrügen wir den Beobachter, da der Unterschied des Blickwinkels nicht dem Entfernungsunterschied zu verdanken ist.

Über diesen optischen Trick existieren mehrere Erklärungen. Eine besagt, dass wenn das glänzende, weiße Feld sich zu einem matten, schwarzen Feld anschließt, werden wir die Grenzlinien so sehen, als ob das weiße Feld ins Schwarze verschoben wäre.

Laut der zweiten Erklärung verursacht die horizontale Abwechslung der hellen und dunklen Fliesen entlang der horizontalen Streifen der Wand feine Abweichungen. Die dritte und zugleich die meist verbreitete Erklärung verwendet das angenommene Modell des rezeptiven Feldes.

Dies könnte die Erklärung der nächsten Bilder sein, auf denen wir die gleiche Farben als verschiedene sehen.

Auf dem Bild sehen wir ein pinkes "X": beide Stängel des "X" haben die gleiche Farbe. Der Trick verbirgt sich darin, dass unser Gehirn die pinke Farbe, die auf der Weißen steht, anders verarbeitet, als die, die auf grünem Hintergrund liegt.

Beim nächsten Bild ist der Fall mit den Feldern "A" und "B" dasselbe. Beide haben die gleiche graue Farbe, doch trotzdem sehen wir sie unterschiedlich.

Die optischen Paradoxon werden in den Werken zahlreicher Künstler erwähnt. Zum Beispiel, eins der bekanntesten Werke von M. C. Escher ist der Steindruck mit dem Titel "Wasserfall", der das Problem des unmöglichen Dreiecks verarbeitet. Seine Lösung ist ganz einfach. Wenn wir diese Burg aufbauen und nicht gegenüber, sondern von einer Seite schauen, können wir sehen, dass die einzelnen Elemente im Vergleich zueinander gegliedert sind.

M.C. Escher: Wasserfall

Die heutigen bekannten Illusionisten sind Julian Beever und Kurt Wenner. Sie verzaubern uns nicht nur mit spektakulären und wunderschönen, sonder auch erschreckenden Werken.

Letztendlich ist es wichtig, die Gefahr der optischen Täuschungen zu erwähnen, die wegen der nicht entsprechenden Umstände zahlreiche Verkehrsunfälle verursachen können.

Die Londoner Verkehrsbehörde versucht mit einem neuen Kurzfilm auf die Anwesenheit der Motorfahrer aufmerksam zu machen. Der Film möchte mit minimalistischen, einfachen Bilder sein Ziel erreichen, die optische Täuschungen verursachen. Dies beruht auf dem biologischen Fakt, dass unsere Augen die eingehende visuelle Informationen nicht komplett weiterleiten und nur 20% davon dem Gehirn übermitteln. Also, was wir als Sehen nennen, ist eigentlich unsere vom Gehirn gemachte eigene Wahrheit, die oft ganz anders ist, als die tatsächliche Wahrheit. Laut dem Video spüren 96% der Menschen, dass sie die als kleiner gesehene Gegenstände erst später erreichen werden, was für Verkehr kein Glücksfall ist.

Oktober 2017