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为什么吸血虻瞧不见白马,而蜻蜓更爱黑墓碑?

果壳  · 公众号  · 科学  · 2016-09-23 22:04

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原来, 光面的塑料布盖在深色的毛面布上,虽然没有改变布的颜色,但却改变了它的反光特性 。太阳光照在一个物体的表面时,一部分光会被乱七八糟地反弹了回来,形成散射光。而另一部分光仿佛认真听老师讲课了,会按照“反射角等于入射角”的光学定律整整齐齐地反射出去,形成反射光。

也许是虻都需要喝水,也许是因为雌虻需要在水边产卵,也许是因为雄虻需要在水边泡妞,总之, 虻能根据亮闪闪的反射光认出哪里有水

虻们偏好水面这样亮闪闪的反射光。图片来源: 123rf.com.cn 正版图片库

在物理学中, 反射光和散射光有着本质的不同 。因为光是一种横向振动的电磁波。比如,当一束太阳光直射你的眼睛时,有的光在让电磁场左右振,有的光在让电磁场上下振,还有的光在让电磁场斜着振,反正太阳对所有的光一视同仁,三百六十度,度度都能振。一旦太阳光照在物体的表面上,情况就截然不同了。在反射光出射的方向上看,反射光绝大部分是左右振的(叫做水平偏振)。而散射光的振动方向仍然是鱼龙混杂,只是上下振的比例略多一些(叫做弱偏振)。

虻的眼睛也许是在演化中适应了水的反射光,总是喜欢往水平偏振光多的地方跑。一块毛面布摊在草地上,虻看到的大部分是弱偏振光,自然就没什么兴趣。 一块塑料布铺在毛面布上,水平偏振的光的比例增加了 ,虻定睛一看,“花姑娘滴、米西米西滴大大滴有”,便会屁颠屁颠地扑上来。

于是,白马非马的难题也就迎刃而解了。7个科学家弄来几只不同颜色的马和牛,还弄来几座不同颜色的马的雕像,放在测量偏振光的仪器下一看,果然, 你看你也瞎! 黑色和棕色的马(以及牛和雕像)吸收的光多,散射的光少,相比之下,反射的偏振光就很显眼。它们在仪器中明暗相映轮廓清晰,不咬它咬谁?而白色的马(以及牛和雕像)吸收的光少,散射的光多,相比之下,反射的偏振光就不明显了。它们在仪器中茫茫一片,分不清哪里是草哪里是马, 难怪虻要瞪着圆鼓鼓的复眼天真地问“什么是白马”,因为它们根本看不见好吗!







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