Почти все из нас так или иначе сталкивались с этой оптической иллюзией. Хотя далеко не каждый задумывался о том, почему, казалось бы, быстро движущийся предмет воспринимается глазом как неподвижный и уж подавно о том, чем может быть опасно такое явление. А ведь для того, чтобы возник этот эффект, подчас вовсе не обязательно включать специальные приборы. Достаточно просто неправильно выбранной лампочки. Впрочем, обо всем по порядку.
Что такое стробоскопический эффект
Как мы упомянули выше, это — особенность восприятия глазом быстро движущихся объектов при определенных условиях. Она объясняется как строением наших зрительных органов, так и методом их связи с мозгом. Различают 2 типа эффекта стробоскопа.
Первый тип основан на том, что если вы наблюдаете быстро сменяющие друг друга фазы движения, то начинает казаться, будто движение это непрерывное и плавное. Лучше всего такую ситуацию иллюстрирует пример с «мультиком из блокнота».
Каждый из кадров здесь статичен, но так как они сменяют друг друга очень быстро, движение воспринимается как непрерывное. Дело в том, что наша сетчатка в течение примерно 0,1 секунды сохраняет зрительный образ уже исчезнувшего (или сменившего положение) объекта. Если же промежуток между фазами движения меньше 0,1 секунды, то образы начинают сливаться и движение, по мнению наших глаз и мозга, становится непрерывным. Кино и телевидение используют, к слову сказать, именно этот принцип.
Второй тип стробоскопа несколько сложнее и предусматривает создание определенных условий для наблюдений, а именно «подходящего» освещения. Представьте диск белого цвета, закрепленный на оси. На его краю нарисована черная точка. Допустим, некий электрический двигатель начинает вращать диск вокруг своей оси с постоянной скоростью в 2000 об/мин. Если освещение в комнате нашего «испытания» постоянное, то нам будет казаться, будто точка превратилась в сплошную черную полосу по краю диска. Однако, если свет в комнате будет представлен кратковременными вспышками, равными по частоте оборотам диска (то есть, примерно 2000 Гц), то диск будет казаться нам неподвижным или даже вращающимся в обратном направлении. Все зависит от того, насколько приближено значение «герцовки» к числу оборотов диска.
Для продолжения разговора важно отметить, что наш глаз не улавливает столь высокочастотного мерцания света, для нас он будет казаться постоянным. Но и диск будет восприниматься нами как неподвижный, хотя на самом деле он в движении. Для иллюстрации приведем home video с обычным вентилятором, освещенным стробоскопической лампой.
Чем опасен эффект стробоскоп
Создать такую оптическую иллюзию может не только специальный прибор и особая лампа, но и люминесцентные светильники старых моделей. При подключении к сети переменного тока с частотой в 50 Гц такой источник света мерцает с частотой 100 Гц. Все потому, что в стандартной российской сети за период времени ток дважды достигает максимум и дважды минимума. В лампе накаливания такой эффект нивелируется тепловой инерционностью, которой люминесцентная лампа не имеет.
Если на фабрике или заводе со множеством конвейеров, сверлильных, шлифовальных и других станков установлены старые светильники, то они могут мерцать. Это самое мерцание может создать эффект стробоскопа, который уже не будет казаться столь забавным. В общем шуме цеха можно не услышать звука работы отдельно взятого станка. А из-за совпадения скорости движения деталей с частотой мерцания света части механизма могут показаться неподвижными. Если работник посчитает, что станок не работает, он, вполне вероятно, будет менее осторожен, находясь рядом с ним. Он может подойти ближе, чем следует, положить руку на работающую, но кажущуюся статичной часть машины, полагая, что механизм неисправен, пожелать проверить что-либо в его устройстве и т. д. В этих случаях серьезной травмы не избежать. То же самое может произойти и в мастерской учебного заведения.
К счастью, в современных светильниках эффект мерцания был исключен за счет использования электронного пускорегулировочного аппарата (ЭПРА). В светодиодных светильниках и лампах его функцию выполняет специальная микросхема или прибор — драйвер.
Тем не менее эффект стробоскопа может обнаружиться и в самых современных осветительных приборах. Как его выявить мы писали в статье «Как узнать, что ваша лампочка вредит здоровью». Если в процессе проведения одного из описанных там «тестов» вы обнаружили признаки этой оптической иллюзии, то это, скорее всего, говорит:
- в случае с газоразрядными лампами о неисправности ЭПРА и необходимости его замены;
- в случае с LED-светильниками о не исправности драйвера;
- об отсутствии драйвера, если лампа была куплена недавно и мерцает с самого момента покупки: иногда встречаются светодиодные лампы, которые производители не снабдили драйвером для удешевления конструкции.