什么猫眼睛灯一照会变色?
我们经常说的夜视猫眼其实是一种很有趣的现象,并不是只有猫有这种功能,好多夜行的动物都有这种功能,比如一些猫头鹰和狗(比如哈士奇)。
这里就牵扯到一个物理问题:偏振光。
我们平常看到的光,它的偏振方向是杂乱的,也就是说各个方向上的偏振光的能量相等,这种光称为非偏振光。而通过一些手段(比如用偏振片),我们可以把非偏振光变成只在某一个方向上有光能量传播,这种光叫完全偏振光,或者叫单色偏振光。还有一种光它不是完全的非偏振光,也不是完全的偏振光,这种叫部分偏振光。
太阳光入射到大气层后,就和大气分子发生了相互作用,就会形成部分偏振光,经过地面的反射在经过空气的漫反射后,形成我们眼睛接收到的散射光(说白了就是光照到地上后照到我们眼睛里的那部分光)。这个光是偏振方向非常复杂的光,人的瞳孔没法分辨(猫也没有这种能力),接收到光就是接收到光,没有偏振方向的说法。所以白天猫瞳孔(或者说视网膜)接收到的光是白光。
晚上没有太阳光,我们开灯或者有月光(月光也是反射的太阳光,它也是部分偏振光)。此时的入射光也是偏振方向比较复杂光,猫的瞳孔(或者说视网膜)接收到的光发生了衍射现象(这个比较复杂不好解释,简单来说就是光在经过一个孔径的时候它的形状会发生改变,而且会分解成多种颜色。就是过一堵墙的时候在墙上开个缝,它不但不能直着走而且还会分成好几份走),偏振方向复杂,颜色也发生了改变,这个衍射光就是我们看到的蓝光(或者绿光)。而我们的瞳孔(或者说视网膜)没有衍射现象(这是由于人和猫的瞳孔大小不一样,物理学中只有当入射光的波长和孔径大小相近或者大于孔径大小时才会发生衍射,人眼瞳孔太大),所以晚上开灯后猫眼睛是蓝色的,人眼睛还是黑色的(其实也是衍射后的偏振光,而没有发生衍射)。