ruber pencil illusion

質問

えんぴつを軽くつまんで振るとどうしてえんぴつが曲って見えるの？

回答No.2

starflora · ベストアンサー

これは「残像」なのですが、No.1 の方の答えは、何を述べているのかわたしにはよく分かりません。

　　次のように考えられます。まず、指先で鉛筆を握って振るのではなく、何か機械で、鉛筆の一端を固定して回転運動させると、直線が回転運動しているように見えます。つまり、残像において、こういう形の運動残像は、「直線の回転運動」として見えるように、残像視覚印象が「調整されている」のです。

　　しかし、仮に一端を固定していても、扇形に運動させ、端まで来ると、今度は逆の方向に回転運動させると、実は、回転の速さが、回転方向が切り替わる端の処で、一端ゼロになって停止し、それからまた動きだすという運動になるので、停止した時間あたりのごく僅かな時間では、普通の棒（直線）の回転運動を見ている時の残像とは違った残像を、見ていることになるのです。停止した時前後で、回転の速さが遅くなるからです。

　　するとこの遅くなった短い時間、棒の端の方はゆっくりした速さである距離を動き、それが残像に残るのですが、棒の支点近くでは、このゆっくりした動きは、棒自体が支点近くでは短いので、ほとんど普通の見え方と同じに見えます。回転が向きを変えて、加速度が一端ゼロになり、逆方向に回転し始めるこの時間のあいだ、棒の回転残像は、一様な回転の残像と違い、棒の端に行くほど、不自然な回転運動をしているように残像で見えます（この「不自然」というのは、「一様な回転残像に視覚が調整されている」からです）。不自然ですから、棒（直線）が運動しているように見えないで、端に行くほど、振れが大きい運動のように見え、そういうのは、直線の棒の運動としてはおかしく見え、棒が、先に行くに連れ、曲がっているように残像で見えるのです。

　　以上は、支点を固定した場合ですが、指で鉛筆を握って振ると、回転運動の往復の端で、加速度がゼロになって回転が逆方向で戻って来る時の運動残像に加えて、更に、指で握っている支点そのものが、上下に実際に運動するので、もっと複雑な運動になっています。

　　指を固定していると考えると、棒は、指でつまんだ支点を中心に、扇形の往復運動をしているのですが、実際は、指でつまんだ支点自身が上下しているので、支点が上下しながら、棒の端も上下というか回転するので、先に云った、回転がリフレインして戻って来る位置での一時的な停止が、指の支点部分でも、停止ではなく動きとして見え、停止していると一見見えるのは、棒の端と指の支点のあいだの指の支点に近い当たりに見えます（つまり、「見かけ上の支点」ができるのです）。

　　回転－静止－戻り回転運動と、指の支点の上下運動をうまく調整すると、最初に述べた、棒が戻る時、一端静止する運動の視覚残像効果が、「見かけ上の支点」を中心に、棒の端へと行くに連れ大きくなり、また指の支点へと向かうにつれ大きくなるので、一様な回転の場合、直線が回転していると認識する視覚調整の結果、本来、棒が、「不規則な回転運動＋上下運動」を行っているのが、そうは見えないで、「仮想の（見かけ上の）支点」を軸に回転しているように見え、この時、棒の端と、指の支点が、仮想の支点に対し、正常な一様回転をしているように見えないので、回転運動がおかしいのではなく、棒が非常に強く、ぐにゃぐにゃ曲がって運動していると見えるのです。

　　一様回転運動の場合、「棒（直線）が回転運動しているように残像を把握する視覚の調節機構がある」ので、この視覚残像に合わない回転運動残像の場合、棒が曲がっていると見えてしまうのが、この錯覚の理由なのです。（もう少し正確に言うと、回転の中心から端への距離について、どういう風に残像が見えるかで、直線の一様回転残像を認識するようになっているので、最初に云ったように、行ったり戻ったりする運動の残像は、これだけで棒が、曲がっている錯覚をもたらすのです）。

　　説明が難しいですが、簡単には、「一様に回転する運動の残像に対し、視覚が調整されている」ので、一様でない回転運動の場合、回転がおかしいと感じるより、本来直線である棒が曲がっていると感じられる錯覚が起こり、その錯覚効果が強く出るのが、鉛筆を、軽くつまんで上下に振りつつ回転させた場合だということです。

お礼

お礼が遅くなってすみません。たいへん参考になりました。

回答No.1

hasegawa_sinobu

簡単に言うと残像です。
運動している鉛筆の速度が最も遅い時に像が濃く見えるので、振動の両端で像が濃く見えます。持ち手に力を込めない事で、鉛筆の真ん中辺りを中心に運動するので、そこを中心に曲がって見えるのです。持ち手に力を入れて同じ幅で振ると両端の像が濃く見えますよ(面白くないけど．．．)
「上下に」「同じ幅で」「軽く持って」振る事がポイントですが、少し強めに持って、鉛筆の動き自体をを意識的に作ってやればもっとはっきり曲がって見えるます、少し練習すれば水平運動でも同じ現象を作る事が出来るので、練習しておいて「どうだ～曲がって見えるだろ～」とか言って来るうざいお友達に見せて涼しい顔してあげましょう。

お礼

お礼が遅くなりました。もう少し具体的な説明がほしかったです。