猫眼发绿光、狼眼发黄绿光的原因

三 猫眼发绿光、狼眼发黄绿光的原因

人眼的感光系统是视网膜,视网膜只有0.1 mm~0.5 mm 厚,但结构复杂。视觉过程的关键一环是把光信号转换为电信号。接受光信号的部分是光感受细胞,包括视杆细胞和视锥细胞。光电转换是在眼睛内的视杆细胞、视锥细胞膜中进行的,视锥细胞膜是一种液晶膜。

视杆细胞外观呈圆柱形,外段由双层生物功能膜折叠成多层结构。多层折叠能增加光电转换效率。它不能分辨颜色,但对光强很敏感,只要吸收几个光量子就会释放出刺激电信号。视锥细胞为圆锥形,它的内部也折叠着液晶光电转换生物膜。它对光强灵敏度小,但对颜色很敏感。光感受细胞含有光敏色素,处于液晶态,在光的照射下,由于液晶的“光生伏特效应”而产生电动势,把光脉冲变成电脉冲,通过神经系统传递给大脑,形成人们对景物的印象。

什么叫液晶光生伏特效应?镀有透明电极的两片玻璃板之间,夹有一层向列型或近晶型液晶,在强光照射下,电极间会出现电动势,这种现象叫光生伏特效应。欧阳钟灿提出,液晶分子排列的几何图形是能否产生光生伏特效应的决定性因素。分子长轴与电极表面平行排列时,可以发生光电转换;分子长轴与电极表面相垂直排列时,就不发生光电转换。这个结论有助于说明视杆和视锥细胞膜内视紫红质分子为什么都以片状结构存在的事实。为了证明视杆细胞把光信号转为电信号是依赖于胞内感光分子的液晶结构,有人做了在48℃下观察大鼠眼睛的实验,视杆细胞光电信号转换正常,如加热到58 ℃再冷却,光照时就测不到电信号,这是因为温度上升破坏了视色素的液晶排列结构。

夜行动物的眼睛为什么会发光?例如,在黑夜猫眼发绿光,牛眼发蓝光,狼眼发可怕的黄绿光。其实,动物眼睛里并没有光源,人们看到的动物眼睛的颜色都是反射光的颜色。动物的色素反光层排列成螺旋结构液晶,反射出与其螺距相匹配的某个波长的单色光。这样的反射光由于黑夜光强十分微弱,但具有与背景不同的奇特色彩,于是显出各种不同颜色。(https://www.daowen.com)

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