Tekerlekler Neden Bazen Geriye Dönüyor Gibi Görünür?

Pek çok kez rastladığımız bu görsel fenomen genellikle üst sınıf araçlarda hızlı bir kalkış sonrası görünür. Araba kalkışa geçtiğinde her şey normal görünür fakat hız arttıkça anormallik de başlar.

Belli bir noktaya gelindiğinde önce tekerlekler daha yavaş dönüyor gibi görünür, sonra kısa süreliğine duruyor gibi görünür ve devamında da geriye dönüyormuş gibi görünür. İşte bu duruma “vagon tekerleği etkisi” veya “stroboskobik etki” denir.

Neden en çok filmlerde rastlarız?

Filmler art arda gösterilen çok sayıda resimlerden oluşur. Bu yüzden filmlere İngilizcede “motion picture(hareketli resim)” de denir. Ekranda saniyede 25-60 arasında görüntü akar, tekniğine göre bu kare sayıları değişebilir. Aradaki boşlukları beynimiz tamamladığı için görüntüyü kesintisiz olarak algılarız.

İlk hareketli resim

İzlediğimiz video 30 fps ise, yani 60 salisede 30 kare görüyorsak iki resim arasında 2 salise var demektir. Bu zaman aralığında araba tekerleği kare hızına göre daha hızlıysa, yani kendi etrafındaki turu 1-2 salise arasındaysa filmdeki karelerde görünen resimler gerçektekinden farklı olacaktır. Aşağıdaki görselli anlatımda olayı daha net kavrayacaksınız.

Bu durum çoğu zaman araba tekerleklerinde görülse de aslında hızlı dönen bütün pervanelerde de görülebilir.

Bu görseldeki helikopterin pervanesinin duruyor gibi görünmesinin nedeni, kare hızıyla pervanenin dönüş hızının eşitlenmiş olmasıdır. Yani pervanenin bir tam turu, videodaki iki karenin art arda gelme hızıyla eşit.

Bu çizimde olay net bir şekilde veriliyor:

Genellikle videolarda rastladığımız bu görsel yanılsamaya, kimi zaman gerçek hayatta da tanık olmak mümkün.

Videodaki vantilatörün dönüyor olmasına rağmen duruyor gibi görünmesinin nedeni videoyla alakalı değil, ortamı aydınlatan ışığın frekansıyla alakalı. Işık aslında sürekli değildir, çok hızlı bir şekilde kesik kesik flaşlarla yanıp söner. Işığın kesildiği anları görmeyiz ama gözümüz onu sürekli algılar. Bu yanıp sönme hızı ışığın frekansına göre değişir.

İşte belirli aralıklarla ortaya çıkan ışık parlamaları arasındaki zaman farkı pervanenin hareketinin farklı şekilde algılanmasına neden olabilir. 50 hertz alternatif akımla çalışan bir floresan ampul, saniyede 50 kez yanıp söner. Her flaşta pervane tam tur atıyorsa vantilatör duruyor gibi algılanacaktır. Kameralardaki görüntü kaydetme hızıyla benzer bir mantıktır.

“Stroboskobik etki” dediğimiz bu durumun sadece filmlerde değil gerçekte de yaşanıyor olması bazı ölümcül tehlikelere yol açabilir.

Dönen nesneler dönmüyormuş gibi algılanacağından, tehlikeli pervaneleri olan iş aletlerine birileri elini sokabilir. Bu nedenle elektrik tesisleri iç yönetmeliğinde kurallar buna göre düzenlenmiştir. İşyerlerindeki aydınlatma elemanları farklı fazlara bağlanır. Bu sayede frekansların üst üste binmesinin önüne geçilir ve yanılsama yaşanmaz.

Gün ışığında “stroboskobik etki”yi görmek zordur çünkü bu ışıkta birden fazla frekansta ışık mevcuttur.

Aksi takdirde çok fazla sorun yaşanabilirdi.

Kaynaklar: TÜBİTAK, Live Science, Erciyes Üniversitesi, Yıldız Teknik Üniversitesi