Polarisoitu valo ja Super Sense, jota ette tunteneet

Polarisoitu valo ja Super Sense, jota ette tunteneet

Oletko koskaan kokenut, että meillä on supervoimaa? Jotain, johon voit soittaa, kun tarvitset sitä, antaa sinulle lisää tietoa maailmasta? OK, se ei ole röntgenkuvaus, mutta silmissäsi on kykyjä, joita et ehkä tiedä.

Olemme kaikki tietoisia väristä ja kirkkaudesta, mutta valossa on kolmas ominaisuus - "polarisaatio", joka kertoo meille suunnan, jossa valon aallot värähtelevät. Eläimet, kuten mehiläiset ja muurahaiset, käyttävät taivaan polarisaatiomalleja navigointivälineenä. Mutta vain harvat, jopa tiedeyhteisössä, ovat tietoisia siitä, että ihmiset voivat havaita valon polarisoitumisen paljaalla silmällä.

In tutkimus olemme juuri julkaisseet Royal Society B: n Proceedingsissa, käytimme kokeilua, joka oli alun perin suunniteltu testaamaan mustekalojen ja seepian visuaalisia kykyjä tutkia ihmisen kykyä havaita tämä polarisoitu valo.

Käytämme jo polarisoitua valoa

Kuvittele, että hyppynaru on avaruuden aalto. Jos siirrät köyttä sivulta toiselle, tekemäsi aalto on polarisoitu. Mutta jos ravistat sitä ylös ja alas, luot vertikaalisesti polarisoidun aallon. Yleensä valo on sekoitus polarisaatioita, mutta joskus - esimerkiksi taivaan osissa, tietokoneen näytössä ja heijastuksissa vedestä tai lasista - suuri osa aaltoista värähtelee samassa suunnassa. Tämä valo on kuvattu voimakkaasti polarisoiduksi.

Olet todennäköisesti törmännyt tekniikkaan, joka on rakennettu polaroidun valon ympärille. Esimerkiksi “Polaroid” aurinkolasit työtä Polarisoidun valon estäminen, joka heijastuu kiiltävistä pinnoista, kuten auton konepelistä tai veden pinnasta. Tämä on mahdollista, koska horisontaalisilta pinnoilta silmiin heijastunut valo on vaakasuorassa polarisoitu ja aurinkolasit ovat rakenteeltaan poikkileikkaukseltaan niin, että ne päästävät vain vertikaalisesti polarisoituneita värähtelyjä, jotka estävät horisontaalisesti polarisoituneet kirkkaat heijastukset. Polaroitu valo on nykyaikaisen 3D-elokuvan ja LCD-tietokoneen näytön, älypuhelimen ja tabletin ytimessä.

Joten jos polarisoitu valo on oikeastaan ​​melko yleinen ulkona, kotona ja toimistossasi - miten et ennen huomannut mitään erityistä?

Haidingerin harjat

Ihmiset havaitsevat polarisoidun valon käyttämällä ”Haidingerin harjoja”, joka on hienovarainen visuaalinen vaikutus, joka näkyy keltaisena keulaketjuna polarisaatiokulmaan nähden. Saatat myös nähdä sinertävän solmion suorassa kulmassa keltaiseen. Vaikutus on peräisin itse silmästä eikä se ole todellisen ulkoisen objektin kuva, joten Haidingerin harjat haalistuvat yleensä muutamassa sekunnissa, kun aivot käsittelevät niitä. Tämä on yksi syy siihen, että harvat ihmiset huomaavat heidät päivittäin ja miksi heitä on aikaisemmin ollut melko vaikea tutkia.

Käyttämällä LCD-näyttöjä, jotka pystyvät jatkuvasti virkistämään vaikutusta, pystyimme tekemään ensimmäiset mittaukset Haidingerin harjojen dynamiikasta, mikä vahvisti ennusteen siitä, että jotkut yksilöt näkisivät keula-solmun suunnan "flip-flopiksi" polarisaationa kulma käännetään.

Tuloksemme osoittavat, että sarveiskalvosi voi vaikuttaa dramaattisesti polaroidun valon havaitsemiseen. Koska sarveiskalvon optiset ominaisuudet vaihtelevat yksilöiden välillä, tämä voi myös selittää, miksi ihmiset kertovat usein kokemuksistaan nähdä Haidingerin harjat eri tavalla.

Jos haluat nähdä Haidingerin harjat itsellesi, katso tietokoneen, tabletin tai puhelimen nestekidenäytön tyhjä valkoinen osa. Käännä päätäsi sivulta toiselle ja heikko keltainen ja sininen keula, hieman suurempi kuin peukalosi, tulee näkyä. Käytännössä voit nähdä ne taivaan sinisissä osissa 90-asteikolla auringosta, erityisesti auringonnousun ja auringonlaskun aikaan.

Kattoikkunan polarisaatiomallit, jotka johtuvat valonsironnasta ilmakehässä, ovat sellaisia, että keltaisen keula-siteen pitkä akseli osoittaa suunnilleen kohti aurinkoa.

Mitä aivoissa tapahtuu

In Aiemmat opinnot LCD-näyttöjä on käytetty polarisaatioherkkyyden testaamiseen vesieliöissä. Tutkimuksessamme testattiin ihmisen polarisaatioherkkyyden rajoja ja kehitettiin erityisiä suodattimia, jotka vaihtelivat silmänpainoisen polarisoidun valon prosenttiosuutta 0%: sta 100%: iin.

Tällöin määritettiin vähimmäisprosenttinen polarisaatio, jolla Haidingerin harjat voidaan havaita. 24-joukossa keskimääräinen polarisaatioherkkyysraja oli 56%. Jotkut ihmiset näkivät vielä Haidingerin harjat, kun valo oli alle 25% polarisoitunut - ei aivan yhtä hyvä kuin seepia, mutta silti parempi kuin mikään muu tähän mennessä testattu selkärankainen.

Kyky nähdä Haidingerin harjat johtuu karotenoidipigmenttien kiertävästi symmetrisestä järjestelystä makulassa (alue, joka peittää ja suojaa verkkokalvon keskiosaa). Sininen valo, joka värähtelee samanaikaisesti näiden pigmenttimolekyylien kanssa, imeytyy voimakkaasti. Valkoinen valo, joka on tyhjentynyt sinisenä, näyttää keltaiselta, mikä selittää keltaisen keula-site-vaikutuksen. Harjojen sinisten osien uskotaan tuottavan aivot vastauksena keltaisen odottamattomaan läsnäoloon.

Voisiko olla mahdollista käyttää hyväksi polarisaatiovaltaa? Hankinnan riski ikään liittyvä silmänpohjan rappeuma on aiemmin yhdistetty jolla on alhainen karotenoidipigmenttitiheys makulassa.

Koska AMD on tällä hetkellä johtava sokeuden syy kehittyneessä maailmassa ja sen etsimisvaiheen diagnostiikkaindikaattorin löytäminen ennen todellisen näköhäviön syntymistä on tutkimusprioriteetti. Toivomme, että polarisaatioherkkyyttä voitaisiin käyttää tutkimaan ja lopulta seuraamaan muutoksia tämän degeneratiivisen silmäsairauden alkuvaiheessa tapahtuvien pigmenttien organisaatiossa. Tällaisten testien lääketieteellistä potentiaalia on arvioitava enemmän.

Haidingerin harjat myös esittävät valon fysiikkaa ja ihmisen silmän anatomiaa. Ottamalla polaroidikerroksen pois vanhasta LCD-näytöstä voit tehdä oman yksinkertaistetun version testistämme; mustavalkoiset kirjaimet muuttuvat kontrastisiksi polarisaatiokulmiksi, kun polarisoiva kalvo on poistettu.

Tällä viimeinen tiedefestivaali Yritin saada ihmiset ottamaan "mustekala silmäkokeen" lukemalla piilotetut kirjaimet yksinään käyttämällä polarisaatioherkkyyttään. Se meni myrskyksi, paitsi yhden pienen pojan kanssa, joka oli kauhuissa mukana olevasta mustekala-päähineestä. Aika työskennellä vähemmän pelottavan super-puku.

Author

mcgregor julietteJuliette McGregor on Leicesterin yliopiston tutkija. Hänen tutkimushyödyt ovat monipuolisia, mutta keskittyvät biologiseen kuvantamiseen, sekä uusien biologisen käytön kuvantamistekniikoiden kehittämisessä että luonnossa esiintyviin kuvantamismenetelmiin (visio!). Tämä työ on suurelta osin fysiikan ja biologian välisessä rajapinnassa.

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

seuraa InnerSelfia

facebook-kuvakeTwitter-kuvakeRSS-kuvake

Hanki uusimmat sähköpostitse

{Emailcloak = off}