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它们眼中的世界

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发布日期:2022-04-07

  

  (图片来源;pixabay)

  每天早上,太阳都会发出万丈光芒,照亮大地。在我们的眼睛看起来,阳光是白色的,不过它可以分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,7种颜色的光。这一点,彩虹可以帮你见证。它们就是我们熟悉的可见光。可见光是电磁波的一种,是人眼可以感知的电磁波。

  那么,缤纷的彩虹代表了世界上全部电磁波吗?并不是的。如果以波长来表示,还有很多电磁波仿佛隐形了一样,无法被我们看到。一般人的眼睛可以感知的电磁波波长在380-740纳米之间。什么是波长呢?如果你曾经去过海滩,看到过汹涌的海浪,就会发现浪花时而高,时而低。电磁波的运动类似于浪花的涨落。从一个波的顶部到下一个波的顶部被称为波长。所以,笼统地说,除可见光外其他所有人眼不能感知的波长的电磁波,就是不可见光了,如紫外线、红外线等。

  可见还是不可见,主要是对我们人类而言的。在大自然中,有些动物却能感知到更多波段的电磁波,并且在不同动物之间,它们能够感知到的电磁波范围也有所不同。

  蛇的红外线感知

  蛇是最敏锐的动物之一。就像你在《动物世界》中看到的那样,一只倒霉的老鼠路过,被蛇一口逮个正着!但你知道么?大部分蛇的视力都很差,它们主要是通过感知红外线来感知周围环境变化的。在自然界中,大部分温度较高的物体都会不停地向外界发出红外线。红外线是波长比可见光要长的电磁波。蛇头上有一种能感知红外线的热眼,通过感知其他生物辐射出的红外线,蛇就能判断出对方的大概形状,然后做出反应。所以,即使在漆黑的夜晚,蛇依然能够感知到老鼠辐射出的红外线,然后捕食。

  人类正是根据蛇的红外线感知原理,发明了夜视仪,这样,我们也可以像蛇一样,在漆黑的夜里利用红外线看东西了。

  蜜蜂眼中的紫外线

  如果你仔细观察过蜜蜂(或者蜜蜂标本),一定会发现它的眼睛好像不止一个……通常来说,蜜蜂有一对复眼和三只单眼。所以,蜜蜂的视觉与我们也有很大不同。在可见光中,蜜蜂只能大致分辨出黄、青、蓝。但是,蜜蜂的厉害之处在于它们能看到紫外线,这是我们人类无法做到的。紫外线是存在于阳光中、波长比可见光要小的电磁波。紫外线又可以分为长波(UVA)、中波(UVB)和短波(UVC)三种。紫外线会对皮肤造成伤害(UVC虽然大多被大气层阻隔,但也会造成伤害),但蜜蜂却可以通过感受花朵反射的紫外线来确定花的位置,以便于采蜜。

  牛的黑白世界

  你一定想不到,拥有美丽大眼睛的牛居然是色盲。我们人类有三种视锥细胞,牛却只有两种。在可见光中,波长由长到短分别是:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。牛眼对红、橙、黄、绿这些波长较长的光不敏感,它们只能分辨黑、白、灰。这里你一定会产生疑问——为什么斗牛场上的牛总是会激动地冲向斗牛士手中抖动的红布呢?其实,那并不是因为红色激怒了它,而是剧烈抖动这个动作让牛感到烦躁,所以才会冲向斗牛士。

  其实不只是牛,除了人类和猿猴以外的大部分哺乳动物都是色盲。比如,在狗狗和猫咪的眼中,世界也是黑白的!

  没想到吧?我们和动物们身处同一个世界,却看见了不一样的世界。

  作者:董依明

  审稿:张轩中(中国科普作家协会会员,中国物理学会会员)