物が回転する時速度が遅くなって見える現象に名前がありますか

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質問者：nyamnyam
質問日時：2005/02/26 15:06
回答数：1件

車のホイールや扇風機の羽の部分など、物が高速回転する時、回転し始めて数秒すると、ゆっくりとしかも逆に回転しているように見えるのは目の錯覚なんだと思いますが、何か科学的に○○現象などと名前が付いているのでしょうか。
昔からの疑問なのですが、教えて下さい。

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回答 (1件)

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No.1ベストアンサー

回答者： Umada
回答日時：2005/02/26 17:16

お尋ねの現象は「エイリアス(alias=変名、偽名)」の一種です。

エイリアス現象、エイリアス効果などと呼ばれることもあります。ただし「エイリアス」はご質問のような回転における錯視だけを指す用語ではないのでご注意下さい。

円板を用意して1箇所に印を付け、1秒間に9/8回転の割合で右に回すことにします。
この円板を1秒ごとに観察すると下のように見えます。確かに右に回っているように感じられます。

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今度は同じ円板を、1秒間に7/8回転の割合で同じく右に回してみましょう。
同様に1秒ごとに観察してみます。すると・・・

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あら不思議、あたかも左に回っているように見えます。本当は右に回っているのに、です。
これが錯視の正体です。この錯視は対象の観察がとびとび(間歇的)にしか行われないことに起因して生じます。1秒ごとにしか観察しないのであれば、毎秒7/8回転も毎秒15/8回転も、毎秒マイナス1/8回転(逆回り)も全く区別ができません。
エイリアスとは「観測が間歇的にしか行われない時に、回転速度や周波数が実際と異なって見える現象」を指します。上記の錯視はその一例です。

蛍光灯の光は電力の周波数に応じて1秒間に100回または120回の割合で細かく点滅しています。これは対象となる物体を、1/100(あるいは1/120)秒ごとに観察していることに対応します。1/100秒の間に0.99回転の割合で回る物体を蛍光灯の下で観察すると、1/100秒で0.01回転の割合で逆に回転しているように見える、というわけです。また1/100秒の間に200.05回転する物体でも、1/100秒間に0.05回転しかしないように見えます。

下記のページも参考にしてみてください。[1]は上記を視覚的に体感する実験、[2]は用語の解説です。
[1] http://www.aichi-c.ed.jp/contents/rika/koutou/bu …
[2] http://www.nifty.com/webapp/digitalword/word/013 …

参考URL：http://www.aichi-c.ed.jp/contents/rika/koutou/bu …

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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。
久しぶりに授業を受ける感覚で読ませて頂きました。
大変詳しくまた面白く教えて頂き、感謝します。
長年の？が！になりよかったです。（へぇ～も連発）
更に難解そうな参考ＵＲＬは追々理解しながら読もうと思います。

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お礼日時：2005/02/27 01:15

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では本番。
ａｔ％　÷　１００　＝　鉛の原子数　÷　（鉛の原子数＋スズの原子数）
　＝　鉛の質量／鉛の原子量　÷　（鉛の質量／鉛の原子量　＋　スズの質量／スズの原子量）
　＝　鉛の質量　÷　（鉛の質量　＋　スズの質量×鉛の原子量／スズの原子量）
　＝　鉛の質量／スズの質量　÷　（鉛の質量／スズの質量　＋　鉛の原子量／スズの原子量）
　＝　ｗｔ％／（１００　－　ｗｔ％）
　　　　　　÷　｛（ｗｔ％／（１００　－　ｗｔ％）　＋　鉛の原子量／スズの原子量｝
　＝　ｗｔ％　÷　｛（ｗｔ％　＋　（１００　－　ｗｔ％）×鉛の原子量／スズの原子量｝

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以上は直感的な説明ですが、もうすこし厳密にやるなら信号の周波数スペクトルを考察してみるとよいでしょう。(図を参照、等幅フォントを使用下さい)
ある信号を時間軸と周波数軸で取扱う場合、以下の双対の関係が存在します。これはご存じですよね。(エイリアス効果の理解には、このレベルの基礎的理解は必須です)

　時間軸　　　　周波数軸
離散信号　←→周期スペクトル
連続信号　←→非周期スペクトル
周期信号　←→離散スペクトル
非周期信号←→連続スペクトル

連続時間の信号の周波数スペクトルは、周波数0から∞まで延々と存在します。
では離散時間の信号の周波数スペクトルはどうなるでしょうか?　周波数0から∞まで延々と存在するでしょうか?　そうではないですよね。離散時間系ではあまり高い周波数の信号は扱えないのです(サンプリング定理のところを読み返してみて下さい)。そこへ無理矢理高い周波数の信号(この場合はノイズ)を放り込むとどうなるでしょう?　結論だけ書くと「低い周波数成分に化けて出てくる」のです。最初の説明と本質的に同じことです。

強度
↑
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｜■■■■　■
｜■■■■■■■　■
＋―――――――――→周波数

失礼ながらレポート課題のような印象を受けましたので、ヒントだけ書いてあとはご自身で考えて頂くようにいたしました。
万一P54さんが何か具体的な問題でお困りで質問されたということであれば補足下さい。もう少し詳しく説明します。