54
The Best Of Physics on Stage 3 A něco navíc …
The Best Of
Physics on Stage
3
A něco navíc …
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 2
Simple Experiments on the Physics of Vision
• Jednoduché a pochopitelné experimenty s kartičkou z černého kartonu a špendlíkem.
• Doprovozeno několika optickými klamy …
• … ale především kvalitním výkladem
Adolf Cortel
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 3
Co plave v oku?
• Do kartičky vyrobíme velmi malý otvor a pozorujeme jasnou plochu (plátno, obloha).
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 4
Co plave v oku?
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 5
Co plave v oku?
• Do kartičky vyrobíme velmi malý otvor a pozorujeme jasnou plochu (plátno, obloha).
• Při troše štěstí vidíme „provázky“ z „koleček“ – buňky, které v oku plavou. Proč je (obvykle) bez kartičky neuvidíme?
• Co pozorujeme při pohledu do místnosti? Proč je zhoršené (nebo vůbec žádné) barevné vidění?
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 6
Přizpůsobení oka dopadajícímu světlu
• Jedno oko zakryjeme dlaní a před druhé přiložíme kartičku s otvorem. Skrz něj se podíváme do jasné plochy a odkryjeme a případně zase znovu zakryjeme druhé oko.
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 7
Přizpůsobení oka dopadajícímu světlu
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 8
Přizpůsobení oka dopadajícímu světlu
• Jedno oko zakryjeme dlaní a před druhé přiložíme kartičku s otvorem. Skrz něj se podíváme do jasné plochy a odkryjeme a případně zase znovu zakryjeme druhé oko.
• Proč se otvor rozšiřuje a zužuje?
• Jaký je rozdíl oka proti fotoaparátu (co do přizpůsobení dopadajícímu světlu)?
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 9
• Zaostřujeme s jedním okem zavřeným (zakrytým) vzdálený a blízký objekt.
• Pokusíme se o totéž přes kartičku s otvorem (druhé oko je stále zavřené)
Hloubka ostrosti
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 10
Hloubka ostrosti
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 11
Stín špendlíku
• Umístíme kartičku s otvorem blízko k oku a pozorujeme např. bílé pozadí. Mezi oko a kartičku vložíme hlavičku(!) špendlíku.
• Měli bychom vidět jak rozostřený stříbrný špendlík i jeho stín.
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 12
Proč je stín obráceně?
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 13
Můžeme vidět cévy v oku?
• Světlo do buněk v oku dopadá až poté, co projde přes řadu buněk včetně cév. Proč je nevidíme?
• Zviditelníme cévy tak, že při pohledu do jasné plochy budeme s kartičkou rychle hýbat.
• Směr zviditelněných cév souvisí se směrem pohybu kartičky
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 14
Oko není objektivní přístrojSetrvačnost světločivných buněk I:
Pozorujte upřeně křížek a pak přesuňte pohled do bílé plochy
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 15
Oko není objektivní přístrojSetrvačnost světločivných buněk II:
Pozorujte upřeně střed a pak přesuňte pohled do bílé plochy
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 16
Oko není objektivní přístrojSetrvačnost světločivných buněk III:
Pozorujte upřeně křížek vlevo a pak přesuňte pohled napravo
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 17
Oko není objektivní přístrojSetrvačnost světločivných buněk IV:
Pozorujte upřeně střed, kruh se začne zmenšovat. Pak přeneste pohled na bílou plochu
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 18
Oko není objektivní přístrojZvýrazňování kontrastu I:
Každý čtverec má stejnou barvu po celé své ploše, přesto se barvy u hran zdají být rozdílné proti středům.
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 19
Oko není objektivní přístrojZvýrazňování kontrastu II:
Menší obdélníky jsou jednobarevné, ve velkém intenzita šedi narůstá přibližně lineárně
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 20
Oko není objektivní přístrojOrientace podle okolí I:
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 21
Oko není objektivní přístrojOrientace podle okolí II:
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 22
Oko není objektivní přístrojDomýšlení obrazu mimo žlutou skvrnu:
Hermannova mřížka - Kolik teček je černých?
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 23
Vidí žlutá skrvrna nejlépe?
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 24
Uspořádání tkání v oku
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 25
Citlivost světločivných buněk
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 26
Barevná citlivost čípků
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 27
Vzdálenost světločivných buněk
L l = 20mm
y d
dlL
y
L
y2
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 28
Beautiful Physics and Life
Die Physikanten
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 29
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 30
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 31
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 32
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 33
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 34
Co je fraktál
• „Struktura, která svůj charakteristický znak upakuje uvnitř sebe“ (a tak dokolečka)
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 35
Fraktály
• Krátké vysvětlení, co jsou fraktály
• Několik matematických exemplářů
• Několik uměleckých exemplářů
• Několik biologických exemplářů
• Jeden experiment za všechny
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 36
Kochova křivka
http://www.arcytech.org/java/fractals/koch.shtml
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 37
Sierpinského trojúhelník
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 38
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 39
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 40
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 41
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 42
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 43
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 44
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 45
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 46
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 47
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 48
Fraktálové struktury v přírodě
Broccoli Romanesco
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 49
Fraktálové struktury v přírodě
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 50
Fraktálové struktury v přírodě
Brassica oleracea botrytis
aneb
květák
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 51
Fraktálové struktury v přírodě
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 52
Fraktály se zrcadly
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 53
20. 5. 2004 Jan Koupil, Peter Žilavý - To nejlepší z POS3 54
Zdroje
• POS 3: Physics Education 1/2004 http://ej.iop.org/links/q86/59GZm2W1SuZx5rTg7,Chjw/pe4_1_m01.pdf Fraktály:
• Experimenty Physics of Vision: Adolf Cortel – POS 3• Optické klamy: http://cat.rulez.cz/klamy.htm• Informace o oku: Valentovy slidy z vědecké fotografie
• POS 3: Beautiful Physics and Life http://opal.physik.uni-bonn.de/~mkobel/pos/isc/pos3/bewerbungen/Hienz/physikanten03.pdf
• Stránka autorů: http://www.physikanten.de/ • Kochova křivka: http://www.arcytech.org/java/fractals/koch.shtml• Video – Mandelbrot: http://math.bu.edu/DYSYS/movies.html• Umělecké fraktály http://www.fractalus.com/ifl/ nebo http://www.fractalus.com/cgi-bin/
glist• A mnoho dalších webových zdrojů…
