马赫带现象
馬赫帶是視覺(jué)系統(tǒng)的側(cè)抑制作用引起的。當(dāng)一個(gè)視覺(jué)感受器受到刺激的時(shí)候,由此產(chǎn)生的神經(jīng)沖動(dòng)將對(duì)鄰近部位細(xì)胞輸入的信號(hào)產(chǎn)生抑制性影響。在明暗交界的地方,亮區(qū)一側(cè)的抑制作用大于暗區(qū)的抑制作用,從而產(chǎn)生暗區(qū)更暗,亮區(qū)更亮的馬赫帶現(xiàn)象。
目錄
馬赫帶現(xiàn)象 - 名稱
馬赫帶現(xiàn)象
馬赫帶現(xiàn)象 - 介紹
當(dāng)我們凝視窗欞的時(shí)候,會(huì)覺(jué)得在木格的外面鑲上了一條明亮的線,而在木格的里側(cè)卻更濃黑。觀察影子的時(shí)候,在輪廓線的兩側(cè)也會(huì)有類(lèi)似的現(xiàn)象。大約100年前,奧地利物理學(xué)家馬赫第一次觀察研究了這種現(xiàn)象,所以這種現(xiàn)象被叫做“馬赫帶”。?
后來(lái),研究視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),馬赫帶是視覺(jué)系統(tǒng)的側(cè)抑制作用引起的。當(dāng)一個(gè)視覺(jué)感受器受到刺激的時(shí)候,由此產(chǎn)生的神經(jīng)沖動(dòng)將對(duì)鄰近部位細(xì)胞輸入的信號(hào)產(chǎn)生抑制性影響。在明暗交界的地方,亮區(qū)一側(cè)的抑制作用大于暗區(qū)的抑制作用,從而產(chǎn)生暗區(qū)更暗,亮區(qū)更亮的馬赫帶現(xiàn)象。??
在中國(guó)傳統(tǒng)的水墨山水中,在畫(huà)紙上渲染一圈淡淡的陰影,立刻就出現(xiàn)了一輪皎潔的明月。而實(shí)際上,畫(huà)上月亮的亮度與稍遠(yuǎn)一些的夜空是一樣的。這也是馬赫帶現(xiàn)象,它是利用了我們眼睛的側(cè)抑制效果。??
馬赫帶現(xiàn)象 - 馬赫帶
1868年奧地利物理學(xué)家 E.馬赫發(fā)現(xiàn)的一種明度對(duì)比現(xiàn)象。它是一種主觀的邊緣對(duì)比效應(yīng)。當(dāng)觀察兩塊亮度不同的區(qū)域時(shí),邊界處亮度對(duì)比加強(qiáng),使輪廓表現(xiàn)得特別明顯。
例如,將一個(gè)星形白紙片貼在一個(gè)較大的黑色圓盤(pán)上,再將圓盤(pán)放在色輪上,再將圓盤(pán)放在色輪上快速旋轉(zhuǎn)。可看到一個(gè)全黑的外圈和一個(gè)全白的內(nèi)圈,以及一個(gè)由星形各角所形成的不同明度灰色漸變的中間地段。而且還可看到,在圓盤(pán)黑圈的內(nèi)邊界上,有一個(gè)窄而特別黑的環(huán)。由于不同區(qū)域的亮度的相互作用而產(chǎn)生明暗邊界處的對(duì)比,使我們更好地形成輪廓知覺(jué)。這種在圖形輪廓部分發(fā)生的主觀明度對(duì)比加強(qiáng)的現(xiàn)象,稱為邊緣對(duì)比效應(yīng)。邊緣對(duì)比效應(yīng)總是發(fā)生在亮度變化最大的邊界區(qū)域。
馬赫帶現(xiàn)象 - 馬赫帶演示實(shí)驗(yàn)
1??目的?
馬赫帶是視覺(jué)系統(tǒng)的側(cè)抑制作用。它是指人們?cè)诿靼底兓倪吔缟?#xff0c;常常在亮區(qū)看到一條更亮的光帶,而在暗區(qū)看到一條更暗的線條。從刺激物的能量分布來(lái)說(shuō),亮區(qū)的明亮部分與暗區(qū)的黑暗部分,在刺激的強(qiáng)度上和該區(qū)的其他部分相同,而我們看到的明暗分布在邊界處卻出現(xiàn)了起伏現(xiàn)象。可見(jiàn),馬赫帶不是由于刺激能量的實(shí)際分布,而是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)視覺(jué)信息進(jìn)行加工的結(jié)果。?
?2??儀器與材料?
?黑底白色的月亮圖三張(三張圖的黑色程度不同)?
?3??程序?
由淡到深和由深到淡觀察三張?jiān)铝翀D,觀察馬赫帶現(xiàn)象,體驗(yàn)黑色濃度在加深以后出現(xiàn)的明顯的馬赫帶現(xiàn)象。?
4??結(jié)果?
當(dāng)黑白對(duì)比更加分明的時(shí)候,馬赫帶現(xiàn)象更加明顯。?
觀察:右圖
結(jié)論:物理上,這中間的方塊的明暗程度是一樣的,但它們鄰近的區(qū)域是不同的,被更亮的區(qū)域包圍的方塊顯得暗些,而被暗一些的區(qū)域包圍的方塊顯得亮些。???
對(duì)馬赫帶現(xiàn)象可以用“側(cè)抑制”解釋。視網(wǎng)膜由許多小的光敏神經(jīng)細(xì)胞組成。許多科學(xué)家都認(rèn)為,激活單獨(dú)一個(gè)細(xì)胞是不可能的,某個(gè)細(xì)胞的激活總會(huì)影響鄰近的細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn),刺激某個(gè)細(xì)胞得到較大反應(yīng)時(shí),再刺激它鄰近細(xì)胞,反應(yīng)會(huì)減弱。也就是說(shuō),周?chē)募?xì)胞抑制了它的反應(yīng)。這種現(xiàn)象被稱之為“側(cè)抑制”,它發(fā)生在視網(wǎng)膜上一種叫做側(cè)細(xì)胞叢的結(jié)構(gòu)上。
總結(jié)
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