Почему, когда машина едет вперед, кажется, что ее колеса крутятся назад? Смешной вопрос, который очень часто возникает как у детей, так и у взрослых. А главное, – мало кто может дать на него достойный ответ. Даже заядлые водители не могут объяснить природу этого феномена.
Действительно, глядя на движущееся по ровному асфальту авто, нам часто кажется, что его колеса либо стоят на месте, либо крутятся в противоположную сторону вопреки всем законам физики. Попробуйте снять это на камеру, и эффект никуда не исчезнет. Более того: именно на видеосъемке этот эффект чаще всего и замечают.
В чем секрет? Всегда ли работает этот эффект? Что на него влияет? Играет ли роль освещение?
Почему так происходит?
Обратите внимание на то, что когда машина едет медленно, ее колеса крутятся, как и подобает, вперед. Но стоит автомобилю разогнаться, и нам кажется, что диски сначала останавливаются, а потом начинают вращаться назад, в обратную сторону. Стало быть, скорость имеет значение?
Да, скорость играет роль, но не только она провоцирует этот эффект. Не последнее место в этом играет свет, но в то же время крутящиеся назад колеса вы можете увидеть при любом освещении.
В общем, вы смело можете называть это оптическим обманом зрения, иллюзией, искажением зрительного восприятия. Как хотите.
Научное название этого феномена – стробоскопический эффект, то есть искажение восприятия движения освещенных объектов. Он возникает, когда наблюдение за объектом идет с каким-то временным интервалом, пусть и крайне маленьким. Таким как, например, смена кадров на видеозаписи.
Наш мозг воспринимает наблюдение как непрерывное, но на самом деле оно состоит из совокупности крохотных кусочков. Это подсознательное «склеивание кусочков в единое целое» наблюдается при просмотре пленочных фильмов: там каждый кадр сам по себе, и каждый последующий кадр отличается от предыдущего лишь немного. Но это изменение мы воспринимаем за движение.
В случае с автомобилем мы также воспринимаем за единое целое кусочки того, что видим. Точнее, того, что показывает нам мерцающее освещение.
Когда машина едет, этот эффект возникает из-за движения спиц на диске. Пока авто движется медленно, мы видим, как эти спицы вращаются вперед, в соответствии с направлением движения автомобиля.
Потом водитель жмет на газ, и частота вращения колеса увеличивается до такой степени, что спицу мы видим в одной и той же точке. Для нас колесо как бы замирает.
В действительности спицы просто попадают в необходимую частоту, и потому в момент восприятия в нужной точке всегда оказывается какая-то из спиц. Картинка колеса для нас остается одинаковой, из-за чего мы воспринимаем это за отсутствие движения, за состояние покоя.
Но стоит автомобилю разогнаться еще сильнее, и наш глаз начинает ловить спицу в «отстающем положении», то есть под некоторым углом от предыдущего состояния. И поэтому когда машина едет вперед, нам кажется, что ее колеса крутятся назад.
Кстати, этот эффект вы можете наблюдать не только на колесах автомобиля. Достаточно присмотреться к работе вентилятора или вертолетных лопастей.
