揭秘动物夜间眼睛发光的奥秘与荧光沙滩的神奇起源

撰文/王梓 明海

本文节选自《知识就是力量》杂志

清晨，当第一缕金色的阳光穿破云层，照耀到你的身上。一片片翠色欲滴的树叶向你招手，一簇簇鲜红的花朵向你微笑……你抬头仰望湛蓝的天空，相信会被这五彩斑斓的世界打动。

你可否想过，这么多美丽的颜色从何而来？颜色背后又蕴含着怎样的物理知识呢？

什么是颜色？

颜色是人眼对不同波长的可见光的感知。光是一种电磁波，可见光则是波长范围在380~780nm内的电磁波，超出这个范围的光波人眼看不见，例如紫外线和红外线。

颜色是人类慢慢进化出的对不同可见光的主观感受，很多动物则没有人类的这种天赋，狗眼睛里的世界就是黑白一片的。而有的动物的辨色能力则比人类的还要强，孔雀就可以看见人看不见的紫外线。

幻日是怎么来的？

传说在古代有十个太阳，草木皆枯，人民苦不聊生。尧命令后羿射下九个太阳只保留一个，这便是后羿射日的神话故事。这是中国最早的幻日记载。幻日不是神话，也不是一种不祥之兆，而是一种自然界的光学现象。

原来，当云层中存在许多六边形薄片状的小冰晶，并且这些小冰晶的排布跟地面大致平行的时候，阳光就会从薄片的侧面射入，经过两次折射后射出，跟原来的方向偏转了大约22度。于是，这样的折射就会在太阳的左右两侧各22度的地方，形成两个幻日。

这两个幻日实际上是太阳的虚像，只有中间的是真正的太阳。由于折射有色散的作用，幻日通常是七彩的。

有些动物的眼睛为什么会发光？

很多夜行动物拥有一双在夜里会发光的眼睛，它们双眼射出一道幽光，令人不寒而栗。我们人类的忠实伴侣猫恰好就具备这种能力，不过不要担心，它们并非被魔鬼附身，也并非眼中有发光的细胞，而是其眼底有一层可以反光的膜状结构，叫作照膜。

照膜位于视网膜的后方，可以将透过视网膜的部分光线重新反射回视网膜上，让视网膜上的感光细胞二次接受光的刺激，从而提高了对光线的利用率，因此猫在黑暗中的视力比人好得多。

我们看到的猫眼发光其实就是照膜反射回来的光。虽然夜晚的光线很暗，但是猫的瞳孔很大，可以收集非常多的微弱光线并将其反射回来，因而我们就会看到黑暗的背景下闪闪发光的眼睛啦。

荧光海滩是怎么回事？

初夏的夜晚，漫步在沙滩上，海风携着浪花，一遍遍地拍打着海岸。如果你不仔细看，可能都不会发现浪花之中闪动着光芒。当你踏着浪花驻足观看，就会发现脚下点点蓝光，宛如徜徉在星河里。

当然，这并非真的是天上的星星坠入凡间，而是海洋中一些能够发光的生物聚集在一起，造就了一个梦幻的荧光海滩。这些发光生物以甲藻类生物为主，这是一类非常原始的单细胞藻类，它们的发光细胞中含有荧光素、荧光素酶这两种发光物质。荧光素在荧光素酶的催化下发生氧化还原反应，并伴随着电子的跃迁，发射出可见光。

还有很多生物拥有发光的本领，如像一把伞的发光水母，通体荧光点点的萤乌贼，晶莹剔透的磷虾，它们在夜晚为大海点缀上非凡的色彩，堪比夜空里的星星。

发光的水母

生活中的很多颜色背后都饱含物理学知识，你还能列举出几个例子吗？

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