Polarisert lys og Super Sense du ikke visste at du hadde

Polarisert lys og Super Sense du ikke visste at du hadde

Har du lyst til å ha en supermakt? Noe du kan ringe på når du trenger det, for å gi deg ekstra informasjon om verden? OK, det er ikke røntgensyn, men øynene dine har evner som du kanskje ikke er klar over.

Vi er alle kjent med farge og lysstyrke, men det er en tredje egenskap av lys - "polariseringen" som forteller oss orienteringen i hvilken lysbølger er oscillerende. Dyr, som bier og maur, bruker polarisasjonsmønstre i himmelen som navigasjonshjelp. Men få mennesker, selv i det vitenskapelige samfunn, er klar over at mennesker kan oppfatte polariseringen av lys med det blotte øye.

In forskning Vi har nettopp publisert i Proceedings of the Royal Society B, vi brukte et eksperiment som opprinnelig ble designet for å teste visuelle evner av blekksprut og blæksprutte for å undersøke vår menneskelige evne til å oppleve dette polariserte lyset.

Vi bruker allerede polarisert lys

Tenk deg at et hoppe er en lysbølge som reiser gjennom rommet. Hvis du flytter tauet fra side til side, er bølgen du lager horisontalt polarisert. Men hvis du rister det opp og ned, oppretter du en vertikalt polarisert bølge. Lys er en blanding av polarisasjoner, men noen ganger - for eksempel i deler av himmelen, på skjermen og i refleksjoner fra vann eller glass - svinger en stor prosentandel av bølgene i samme retning. Dette lyset er beskrevet som sterkt polarisert.

Du vil nok ha kommet over teknologi som er bygget rundt polarisert lys før. For eksempel, "Polaroid" solbriller jobbe av blokkering av polarisert lys som reflekteres fra skinnende overflater som bilbonnets eller vannoverflaten. Dette er mulig fordi lys som reflekteres i våre øyne fra horisontale flater, er horisontalt polarisert og solbrillene har en struktur som en hakk, slik at de bare gir loddrett polariserte svingninger, som blokkerer de horisontalt polariserte lyse refleksjoner. Polarisert lys er kjernen i moderne 3D kino og LCD-skjermer, smarte telefoner og tabletter.

Så hvis polarisert lys egentlig er ganske vanlig ute, i ditt hjem og på kontoret din - hvordan kom du ikke merke til noe spesielt før nå?

Haidinger børster

Mennesker oppfatter polarisert lys ved hjelp av "Haidinger's børster", en subtil visuell effekt som ser ut som en gul bue i rette vinkler mot polarisasjonsvinkelen. Du kan også se en blåaktig sløyfe i rette vinkler mot den gule. Effekten stammer fra øyet selv og er ikke et bilde av et ekte eksternt objekt, slik at Haidinger børster vanligvis fader om et par sekunder ettersom hjernen behandler dem ut. Dette er en av grunnene til at få personer oppdager dem dag til dag, og hvorfor de tidligere har vært ganske vanskelige å studere.

Ved å bruke LCD-skjermer som er i stand til å hele tiden forfriskende effekten, kunne vi gjøre de første målingene av dynamikken til Haidinger-børster, og bekreftet prediksjonen om at enkelte individer ville oppleve bøyningens orientering til "flip-flop" som polarisasjonen vinkelen er rotert.

Våre resultater viser at hornhinnen din dramatisk kan påvirke hvordan du oppfatter polarisert lys. Da de optiske egenskapene til hornhinnen varierer mellom individer, kan dette også forklare hvorfor folk ofte rapporterer deres erfaring å se Haidinger børster annerledes.

For å se Haidinger børster for deg selv, se på en blank, hvit del av en LCD-skjerm på en datamaskin, nettbrett eller telefon. Kant hodet fra side til side og svake gule og blå bue, litt større enn tommelen, skal synliggjøre. Med praksis kan du da se dem i de blå delene av himmelen ved 90 grader fra solen, spesielt ved soloppgang og solnedgang.

Skylight-polarisasjonsmønstre forårsaket av lysspredning i atmosfæren, er slik at den lange akse av den gule sløyfen vil peke omtrent mot solen.

Hva skjer i hjernen

In tidligere studier LCD-skjermer har blitt brukt til å teste polarisasjonsfølsomhet i vannlevende organismer. Vår studie testet grensene for menneskelig polarisasjonsfølsomhet, og utviklet spesielle filtre for å variere prosentandelen polarisert lys som nå øyet fra 0% til 100%.

Dette var å etablere den minimale prosentvise polarisasjonen hvor Haidinger børster kunne oppdages. Blant 24-personer var gjennomsnittlig polarisasjonsfølsomhetsgrense 56%. Noen mennesker kunne fortsatt se Haidinger børster da lyset var mindre enn 25% polarisert - ikke så bra som blekksprut, men fortsatt bedre enn noen annen vertebrate testet til dags dato.

Evnen til å se Haidinger børster skyldes sirkulært symmetrisk organisering av karotenoidpigmenter i makulaen (et område som dekker og beskytter den sentrale delen av netthinnen). Blått lys som svinger parallelt med disse pigmentmolekylene, absorberes sterkt. Hvitt lys, som er utarmet i blått, vises gul, noe som forklarer den gule bue-bindeffekten. De blå delene av børstene antas å bli generert av hjernen som svar på den uventede forekomsten av gul.

Kan det være mulig å bruke polarisasjonsmaktene til gode? Risikoen for å anskaffe aldersrelatert makuladegenerasjon har tidligere blitt tilknyttet med lav karotenoid pigmenttetthet i makulaen.

Som AMD er for tiden den ledende årsaken til blindhet i den utviklede verden og å finne en tidlig stadiumsdiagnostisk indikator for dette før det oppstår en egentlig synsfare er en forskningsprioritet. Vi håper at polarisasjonsfølsomhet kan brukes til å undersøke og i siste instans overvåke eventuelle endringer i organisasjonen av pigmentene som skjer i de tidlige stadiene av denne degenerative øyetilstanden. Mer arbeid er nødvendig for å vurdere det medisinske potensialet i slike tester.

Haidinger børster gir også en demonstrasjon av lysets fysikk og anatomien til det menneskelige øye. Ved å ta polaroidlaget av en gammel LCD-skjerm kan du lage din egen forenklede versjon av testen vår; Svarte og hvite bokstaver blir til kontrasterende polarisasjonsvinkler når polariseringsfilmen er fjernet.

på et siste vitenskapsfestivalen Jeg prøvde å få folk til å ta en "blæksprutte øyetest" ved å lese de skjulte bokstavene ved hjelp av deres polarisasjonsfølsomhet alene. Det gikk ned en storm, unntatt med en liten gutt, som var skremt av den medfølgende blekksprutens hodeplagg. Tid til å jobbe på en mindre skremmende superkostyme.

Om forfatteren

mcgregor julietteJuliette McGregor er forskningsassistent ved University of Leicester. Hennes forskningsinteresser er mangfoldige, men senter for biologisk bildebehandling, både når det gjelder utvikling av nye bildebehandlingsteknikker for biologisk bruk og tilnærminger til bildebehandling funnet i naturen (visjon!). Dette arbeidet ligger svært i grensesnittet mellom fysikk og biologi.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}