편광 된 빛과 당신이 몰랐던 슈퍼 센스

편광 된 빛과 당신이 몰랐던 슈퍼 센스

초능력을 가지고 있다고 상상 한 적이 있습니까? 당신이 필요로 할 때 당신이 부를 수있는 무엇인가 당신에게 세계에 관한 여분의 정보를 건네기 위해? 좋아요, X 선 시력은 아니지만 눈에는 당신이 알지 못하는 능력이 있습니다.

우리는 모두 색과 밝기에 익숙하지만 빛의 세 번째 특성, 즉 빛의 파장이 진동하는 방향을 알려주는 "편광"이 있습니다. 꿀벌과 개미와 같은 동물은 항해 보조 장치로 하늘의 편광 패턴을 사용합니다. 그러나 과학 공동체에서도 사람이 육안으로 빛의 양극화를 인식 할 수 있다는 사실을 알고있는 사람은 거의 없습니다.

In 연구 우리는 방금 Royal Society B의 회보에서 출판했습니다. 우리는 문어와 오징어의 시각적 능력을 시험하기 위해 원래 설계된 실험을 사용하여이 편광 된 빛을인지 할 수있는 인간의 능력을 조사했습니다.

우리는 이미 편광 된 빛을 사용합니다.

건너 뛰는 로프가 공간을 통해 이동하는 빛의 파도라고 상상해보십시오. 로프를 좌우로 움직이면, 만드는 파도는 수평으로 분극됩니다. 그러나 당신이 그것을 상하로 흔들면 당신은 수직적으로 편파 된 파를 창조합니다. 일반적으로 빛은 편광의 혼합이지만 가끔씩 - 예를 들어 하늘 부분, 컴퓨터 화면 및 물이나 유리에서 반사되는 경우 - 파도의 상당 부분이 같은 방향으로 진동합니다. 이 빛은 강하게 편광 된 것으로 묘사됩니다.

전에는 편광 된 빛을 중심으로 만들어진 기술을 접했을 것입니다. 예 : '폴라로이드'선글라스 일하다 자동차 보닛이나 물 표면과 같은 반짝이는 표면에서 반사되는 편광 된 빛을 차단합니다. 이것은 수평면에서 우리의 눈에 반사되는 빛이 수평으로 편광되고 선글라스가 피켓 울타리와 같은 구조를 가지므로 수직 편광 된 진동만을 허용하여 수평으로 편광 된 밝은 반사를 차단하기 때문에 가능합니다. 편광 된 빛은 현대의 3D 영화 및 LCD 컴퓨터 스크린, 스마트 폰 및 태블릿의 핵심입니다.

따라서 편광 된 빛이 실외, 집과 사무실에서 실제로 흔하게 나타나는 경우 - 지금까지 특별한 것을 눈치 채지 못한 이유는 무엇입니까?

해이 딩거의 브러쉬

인간은 "Haidinger 's brushes"를 사용하여 편광 된 빛을인지합니다. 이것은 편광 각도에 직각으로 노란색 나비 넥타이처럼 보이는 미묘한 시각 효과입니다. 노랑색에 직각으로 파란 나비 넥타이가 보일 수도 있습니다. 이 효과는 눈 자체에서 발생하며 실제 외부 물체의 이미지가 아니므로 Haidinger의 브러쉬는 대개 뇌가 처리 할 때 몇 초 만에 사라집니다. 이것은 소수의 사람들이 일상적으로 알아 차리지 못하는 이유 중 하나이며, 이전에 연구하기가 비교적 어려웠던 이유 중 하나입니다.


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효과를 지속적으로 재현 할 수있는 LCD 화면을 사용하여 해이 딩거 (Haidinger) 브러시의 역 동성을 최초로 측정하여 일부 개인이 나비 넥타이의 방향을 편광으로 "플립 플롭"으로 인식 할 것이라는 예측을 확인했습니다 각도가 회전합니다.

우리의 결과는 각막이 편광 된 빛을 어떻게 감지하는지에 큰 영향을 줄 수 있음을 보여줍니다. 각막의 광학 특성이 개인마다 다르므로 사람들이 종종 자신의 경험을보고하는 이유를 설명 할 수도 있습니다 보고있는 해이 딩거의 브러쉬가 다르게.

Haidinger의 브러쉬를 직접 보려면 컴퓨터, 태블릿 또는 휴대 전화에서 LCD 화면의 흰색 부분을 확인하십시오. 머리를 좌우로 기울이고 엄지 손가락보다 약간 큰 희미한 노란색과 파란색의 나비 넥타이가 보일 것입니다. 연습을하면 태양의 90도에서 하늘의 푸른 부분, 특히 일출과 일몰에서 그들을 볼 수 있습니다.

대기 중 광 산란에 의해 야기되는 천창 편광 패턴은 황색 나비 넥타이의 장축이 태양을 향하여 대략 향하도록하는 것과 같다.

두뇌에서 무엇이 진행되고 있는가?

In 이전의 연구 수중 생물의 편광 감도를 테스트하기 위해 LCD 스크린이 사용되었습니다. 우리의 연구는 인간의 편광 감도의 한계를 테스트하고 눈에 도달하는 편광의 백분율을 0 %에서 100 %까지 변화시키는 특수 필터를 개발했습니다.

이것은 해이 딩거 (Haidinger)의 브러쉬를 탐지 할 수있는 최소 양극화 비율을 확립하는 것이었다. 24 사람들 중 평균 편광 민감도 임계 값은 56 %였습니다. 일부 사람들은 빛이 25 % 미만일 때 해이 딩거의 브러시를 볼 수 있습니다. 오징어만큼 좋지는 않지만 다른 척추 동물보다 여전히 우수한 것으로 나타났습니다.

Haidinger의 브러시를 볼 수있는 능력은 황반 (망막의 중앙 부분을 덮고 보호하는 영역)에있는 카로티노이드 색소의 원형 대칭 구성에 의해 발생합니다. 이 안료 분자들에 평행하게 진동하는 청색광은 강하게 흡수된다. 파란색으로 고갈 된 흰색 표시등이 노란색으로 표시되어 노란색 나비 넥타이 효과를 설명합니다. 브러시의 파란색 부분은 예기치 않은 노란색의 존재에 대한 응답으로 뇌에 의해 생성 된 것으로 생각됩니다.

우리의 양극화 능력을 좋게 사용할 수 있습니까? 취득 위험 연령 관련 황반 변성이전에 연관된 황반에서 카로티노이드 색소 밀도가 낮습니다.

AMD는 현재 선진국 실명의 주요 원인이며, 실제 시력 손실이 발생하기 전에 이에 대한 초기 진단 지표를 찾는 것이 연구 우선 순위입니다. 퇴행성 눈 상태의 초기 단계에서 일어나는 안료 조직의 변화를 조사하고 궁극적으로 모니터하기 위해 편광 감도를 사용할 수 있다는 것이 우리의 희망입니다. 이러한 종류의 검사의 의학적 잠재력을 평가하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.

해이 더 어의 브러쉬는 또한 빛의 물리학과 인간의 눈의 해부학을 보여줍니다. 오래된 LCD 화면에서 폴라로이드 레이어를 취함으로써 우리 테스트의 간단한 버전을 만들 수 있습니다. 편광 필름이 제거되면 흑색과 백색 글자가 대조되는 편광 각도로 바뀝니다.

에서 최근 과학 축제 나는 감정적 인 감도만을 사용하여 숨겨진 문자를 읽음으로써 사람들이 "낙지 시력 검사"를하도록 유도했다. 딸랑 딸랑 딸린 머리 장식을 두려워했던 한 어린 소년을 제외하면 폭풍이 몰 렸습니다. 덜 협박적인 슈퍼 코스튬에서 일할 시간.

저자에 관하여

mcgregor 줄리엣Juliette McGregor는 University of Leicester의 연구원입니다. 그녀의 연구 관심은 생물학적 이미징을 중심으로 다양하지만 생물학적 이용을위한 새로운 이미징 기술 개발과 자연에서 발견 된 이미징 접근법 (비전! 이 작품은 물리학과 생물학 사이의 인터페이스에 많이 자리 잡고 있습니다.

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