偏光和超感你不知道你有

偏光和超感你不知道你有

自从幻想有一个超级大国? 有些事情,你可以呼吁,当你需要它,交给你关于这个世界的额外信息? OK,这不是X射线视力,但你的眼睛确实有能力,你可能不知道的。

我们都熟悉颜色和亮度,但是还有光的第三个属性 - “偏振”告诉我们光波在哪个方向振荡。 动物,如蜜蜂和蚂蚁,使用天空中的偏振模式作为导航辅助。 但即使在科学界,也很少有人意识到人类可以用肉眼来看待光的偏振。

In 研究 我们刚刚发表在“皇家学会会议记录B”中,我们使用了一个最初设计的实验来测试章鱼和墨鱼的视觉能力,以调查我们人类感知这种偏振光的能力。

我们已经使用偏光

想象一下,跳绳是穿过太空的光波。 如果你将绳子从一边移到另一边,你所做的波是水平极化的。 但是,如果你上下摇摆,你会创造一个垂直极化波。 一般来说,光是极化的混合物,但有时(例如在天空的一部分,电脑屏幕上以及水中或玻璃的反射中),大部分波都以相同的方向振荡。 这种光被描述为强烈极化。

您可能会遇到以前围绕偏振光建立的技术。 例如,“宝丽来”太阳镜 通过工作 阻挡从汽车发动机罩或水面等发光表面反射的偏振光。 这是可能的,因为从水平面反射到我们眼睛的光是水平偏振的,而太阳镜的结构就像栅栏,所以它们只能垂直极化振荡,阻止水平极化的明亮反射。 偏光是现代3D电影院和液晶电脑屏幕,智能手机和平板电脑的核心。

所以,如果偏光在户外,在你家和你的办公室里是非常常见的,那么现在你怎么没有注意到什么特别的东西呢?

海丁格的画笔

人类感知使用“海丁格的刷”,它看起来像一黄色蝶形成直角的偏振角度的微妙的视觉效果偏振光。 您还可以看到一个蓝色的蝴蝶结直角黄色的。 效果源于眼睛本身,而不是一个真正的外部对象的图像,所以海丁格的刷通常淡入几秒钟你的大脑处理它们。 这是原因之一,很少有人注意到他们一天到一天,为什么他们以前已经相当困难的研究。

通过使用能够不断刷新效果液晶屏,我们能够使海丁格的电刷的动力学的第一测量值,证实,有些人会察觉蝴蝶结的取向为“触发器”作为偏振预测角度旋转。

我们的结果显示你的角膜可以显着影响你如何看待偏振光。 由于角膜的光学性质在个体之间变化,这也可以解释为什么人们经常报告他们的经验 看的 海丁格尔的画笔不同。

要亲眼看到海丁格的笔刷,可以看看电脑,平板电脑或手机上液晶显示屏的空白部分。 将您的头部左右倾斜,并且略微比拇指大的微弱的黄色和蓝色蝴蝶结应该变得可见。 随着练习,你可以看到他们在天空的90度,特别是在日出和日落的蓝天部分。

由大气中的光散射引起的天窗偏振图案是这样的,即黄色蝴蝶结的长轴将近似指向太阳。

这是怎么回事在大脑

In 以前的研究 液晶显示屏已被用于测试水生生物的偏振敏感度。 我们的研究测试了人类偏振敏感度的极限,开发了特殊的滤波器来改变到达眼睛的偏振光从0%到100%的百分比。

这是为了确定Haidinger刷子可以检测到的最小百分比。 在24人中,平均偏振敏感度阈值为56%。 当光线低于25极化时,有些人仍然可以看到海丁格的画笔 - 虽然不如乌贼,但还是比迄今为止测试的任何其他脊椎动物都要好。

看到海丁格尔刷子的能力是由黄斑(覆盖和保护视网膜中央部分的区域)中类胡萝卜素色素的圆形对称组织造成的。 平行于这些颜料分子振荡的蓝光被强烈吸收。 蓝光耗尽的白光显示为黄色,这说明了黄色蝴蝶结效应。 刷子的蓝色部分被认为是由大脑产生的,以响应意外存在的黄色。

也许它可以使用我们的两极分化的权力为好? 收购的风险 年龄相关性黄斑变性 具有 以前被关联 在黄斑中具有较低的类胡萝卜素色素密度。

作为AMD目前在发达国家致盲的首要原因,发现这个任何实际的视力损失发生前早期诊断指标是研究的重点。 这是我们的希望,偏振敏感性可以用来调查和监测,最终在颜料中的这种退化性眼部情况的早期阶段发生的组织的任何变化。 更多的工作是需要评估这些类型的测试的医疗潜力。

海丁格的画笔还提供了光线物理学和人眼解剖学的演示。 通过从旧的液晶显示屏上取下宝丽来层,您可以制作您自己的测试简化版; 一旦偏光膜被移除,黑白字母变成对比偏振角。

在一个 最近科技节 我试图通过单独使用偏振敏感度来读取隐藏的字母来让人们进行“章鱼眼睛测试”。 一场暴风雨袭来,除了一个小男孩因为随身的章鱼头饰而感到害怕。 有时间去做一件不那么吓人的超级服装。

关于作者

麦格雷戈朱丽叶Juliette McGregor是莱斯特大学的研究助理。 她的研究兴趣是多样的,但以生物成像技术的发展和自然界中发现的成像方法(视觉!)为核心的生物成像。 这项工作非常重要的是物理学和生物学之间的界面。

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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