Tarcza Benhama
Tarcza Benhama, dysk Benhama − krążek pokryty czarno-białym wzorem (np. czarne i białe wycinki koła, łuki o różnej długości wzdłuż koncentrycznych okręgów), którego szybkie wirowanie może powodować pojawianie się wrażeń barwnych, które są zależne od rodzaju wzoru, szybkości i kierunku obrotów, rodzaju zewnętrznego oświetlenia i indywidualnych cech wzroku obserwatora.
.gif)
Elementy historii
edytujPrawdopodobnie pierwszy opis zjawiska powstawania subiektywnych wrażeń barwnych w warunkach migotania światła znalazł się w Annalen der Physik und Chemie w roku 1838, w artykule pt. Ueber eine Scheibe zur Erzeugung subjectiver Farben (o tarczy do generowania subiektywnych kolorów). Jego autorem był niemiecki fizyk i filozof, twórca psychofizyki, Gustav Theodor Fechner (1801–1887, zob. prawo Webera-Fechnera)[2]. Krążek Fechnera[3] przypominał wirujące tarcze Talbota, badającego wpływ częstości migania światła na jego jaskrawość (prawo Talbota)[4].
Zjawisko upowszechnił Charles E. Benham, producent zabawek. Wykonał w roku 1894 dyski o wzorach bardziej złożonych od prezentowanych przez Fechnera, które nazwał „Artificial Spectrum Top”. Zostały wprowadzone na rynek przez George Newton and Thomas Chambers[5] pod nazwą „Benham’s Top”[2]. W następnych latach zjawisko wiązano zwykle z nazwiskiem Benhama, jednak bywało również nazywane The Prevost-Fechner-Benham Subjective Colors[6].
Poszukiwania mechanizmu zjawiska
edytujMimo ponad stu lat badań[7] psychofizjologiczny mechanizm zjawiska nie został ostatecznie wyjaśniony. Formułowane były hipotezy, że przyczyną barwnych efektów mogą być np.:
- zróżnicowanie szybkości procesów zachodzących w czasie percepcji wrażeń z udziałem różnych czopków siatkówki oka (zob. Henri Piéron)[8],
- zróżnicowanie szybkości adaptacji różnych czopków[9],
- występowanie synchronizacji szybkości migotania świetlnego bodźca z cyklami wstecznych impulsów w zamkniętych obwodach poszczególnych neuronów siatkówki (z różnymi fotoreceptorami)[10].
Stwierdzono, że analogiczne zjawiska występują na krążkach Fechnera[11] z czarno-białą spiralą lub innych, również w przypadkach stosowania światła monochromatycznego. W przypadku krążków podzielonych na 4 wycinki w części wewnętrznej (na przemian czarne i białe) i 8 wycinków w części zewnętrznej obserwowano w czasie wirowania odcień niebieskawy wewnątrz i różowy w części zewnętrznej. Hamilton Hartridge, brytyjski fizjolog wzroku[12][13], opisał eksperyment z lat 40. XX w., wykonywany z użyciem krążka z 16 sektorami czarnymi i 16 białymi. Przy ok. 40 obrotach na minutę stwierdzano jednolitą szarość, jednak chwilami obserwatorzy zauważali też odcienie czerwonawe lub zielononiebieskawe. Hartridge stwierdził, że nie jest w stanie wyjaśnić mechanizmu tego zjawiska[10].
Współcześnie podstawowe interakcje neuronów siatkówki są już znane, jednak wciąż jest konieczna kontynuacja badań. Wyjaśnienia wymagają procesy zachodzące w korze wzrokowej. Badania są prowadzone m.in. z użyciem techniki fMRI[14].
Zobacz też
edytujPrzypisy
edytuj- ↑ Pracownia Dydaktyki Fizyki i Astronomii, Instytut Fizyki, Uniwersytet Szczeciński; Opiekun strony: Tadeusz Molenda: Eksperyment :Tarcza Benhama. [w:] Instrukcja wykonania doświadczenia; 2 filmy [on-line]. dydaktyka.fizyka.szc.pl. [dostęp 2014-07-07]. (pol.).
- ↑ a b Michael Bach, Benham’s Top. Visual Phenomena & Optical Illusions
- ↑ Starkiewicz 1960 ↓, s. 208.
- ↑ Starkiewicz 1960 ↓, s. 216.
- ↑ Newton, Chambers and Co. [w:] Grace's Guide (historical information on industry and manufacturing in Britain) [on-line]. www.gracesguide.co.uk. [dostęp 2014-07-08]. (ang.).
- ↑ J. Cohen, D,A. Gordon DA. The Prevost-Fechner-Benham subjective colors. „Psychol Bull”, s. 97–136, marzec 1949. DOI: 10.1037/h0060841. PMID: 18116723. (ang.).
- ↑ Christoph von Campenhausen, Jürgen Schramme. 100 years of Benham's top in colour science. „Perception”, s. 695 – 717, 1995. DOI: 10.1068/p240695. (ang.).
- ↑ Adam Zausznica: Nauka o barwie. Warszawa: PWN, 1958, s. 253–254.
- ↑ Jean Le Rohellec, Françoise Viénot. Interaction of luminance and spectral adaptation upon Benham subjective colours. „Color Research & Application, Special Issue: The Proceedings of the International Colour Vision Society”. 26 (S1), s. 174–179, 2001. (ang.).
- ↑ a b Starkiewicz 1960 ↓, s. 241.
- ↑ Starkiewicz 1960 ↓, s. 208 i 241.
- ↑ Prof. Hamilton Hartridge, F.R.S. „Nature”, 10 January 1948. DOI: 10.1038/161049a0. ISSN 0028-0836. (ang.).
- ↑ H. Hartridge. Recent Advances in the Physiology of Vision. „Br Med J.”, s. 913–916, Jun 28, 1947;. (ang.).
- ↑ H.C. Tanabe, T. Sakai, Y. Morito, T. Kochiyama, N. Sadato. Neural correlates and effective connectivity of subjective colors during the Benham's top illusion: a functional MRI study. „Cereb Cortex”, s. 124-133., 21 stycznia 2011. DOI: 10.1093/cercor/bhq066. PMID: 20413448. (ang.).
Bibliografia
edytuj- Witold Starkiewicz: Psychofizjologia wzroku. Warszawa: Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, 1960. (pol.).
Linki zewnętrzne
edytuj- Michael Bach, Optical Illusions & Visual Phenomena (112 of them)
- Piotr Szczuko, Percepcja dźwięków i obrazów: Właściwości widzenia – Ośrodki widzenia w mózgu – Jednoczesna percepcja dźwięku i obrazu; materiały dydaktyczne PG (sound.eti.pg.gda.pl)