动物的眼睛为什么会发光

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动物的眼睛为什么会发光

太阳光照射大地，给地球上的生物带来了光明和温暖，这是一种“热光”。发光动物发出的光，是不发“热”的光，叫做“冷光”。动物发光很常见，除了大家熟悉的萤火虫之外，还有珊瑚虫、虾、蛤、墨鱼等等，甚至昆虫、蜈蚣、蜗牛和鸟类都能用各种形式放射出美丽的光来。那么，动物发出的光是从哪里来的呢？很多人以为这是磷的作用。其实，大多数动物的发光不是磷引起的。例如萤火虫，它的尾部有发光细胞，发光细胞中的荧光素与荧光素酶能在空气里将化学能变为光能，发出光亮。海洋里的动物会发光的原因有两种。一种是由于鱼体上附有发光的细菌，像带鱼的发光一般是身体上的发光细菌引起的。这些发光细菌常和鱼类共生，如角安康、长尾鳕等动物利用共生发光细菌发出的光来照明和寻食，而发光细菌又靠从动物体中得到营养来维持生命。

另一种是有发光物质从动物体内排泄到皮肤上的缘故，这叫细胞外发光。例如，生活在一片黑暗中的深水黑鱼（乌贼），会喷射出发光的液体，使追赶的敌人不知所措，从而趁机逃生。随着科学技术的不断发展，动物发出的冷光已经得到广泛的应用。现在科学家们还在不断地探索它的新用途，让它更好地为人类服务。

为什么动物的眼睛会发光

猫科和犬科动物眼球的结构比较特殊。当光线透过视网膜到达在眼球后部的虹膜时，被虹膜再次反射到视网膜上成像，这就是猫狗在夜晚也能借助微光狩猎的原因。从虹膜反射回来的光线仍然会透过视网膜，这就是微光下看到猫狗眼睛发光的原因。猫的眼睛比较特殊，当光线强一点的时候，它的眼睛会呈一条线；当光线暗的时候，它的瞳孔都会放大；在黑夜中，猫的眼睛会发亮，而每当这双眼睛发亮的时候，总是让人感觉恐惧。其实猫的眼睛自身并不发光，而是它的眼球后面的视网膜上有一个类似反光板一样的物质，能把收集到的光能反射出来。所以我们晚上看到猫眼睛是亮的。猫的这个瞳孔非常富有弹性，它收缩的能力也非常强。所以猫的视觉非常敏锐，它应当是人视觉的6倍这么强。

这种敏锐的视觉跟宽阔的视角，使它所看到的东西的范围要比人大得多。那么这种极强的视觉，那么也构成了它生存的必备的一个条件这要从瞳孔的作用说起，它位于晶状体之前，是控制进入晶状体的光线强度，随外界的光线强度而变化大小。夜里猫的瞳孔变大后，尽量接收更多的微光，但是因为晶状体和睫状体的汇聚作用，就是凸透镜，光线汇聚于小范围，正是因为瞳孔大了而且黑夜里人的感光细胞是柱状细胞，灵敏度增强，就看到是亮的！狼的眼睛的底部有许多特殊的晶点，这些晶点有很强的反射光线的能力，可以把周围微弱分散的光线收拢，聚合成束，集中地反射出来，仿佛是狼的眼睛在发光。这是一种野生动物中普遍的生理现象。在许多动物的眼睛的底部有许多特殊的晶点，这些晶点有很强的反射光线的能力，可以把周围微弱分散的光线收拢，聚合成束，集中地反射出来，具有这种眼镜的动物普遍具有很强的夜间活动的能力，它们能够凭借微小的光亮辨别物体，而从外界看来仿佛是他们的眼睛在发光。

具有这种眼镜的多为夜行动物，包括狼、猫、老虎、豹子、猫头鹰等等。

为什么有些动物眼睛会发光

动物的眼睛在夜晚放光，并非是简单地反射了夜晚中极其微弱的可见光，而是反射了人眼看不见的红外线，并且在反射红外线时令其发生蓝移，变成了可见光。如果不是动物通过肌肉给眼睛内的液晶膜施加压力作用，令液晶膜表面就会带有一定量的负电荷，从而使得大量液晶分子被维持在某一激发态或称亚稳态上，动物的眼睛是不可能在夜晚放出可见光的，这样的可见光由于黑夜光强十分微弱，但具有与背景不同的奇特色彩，于是显出各种不同颜色。某些动物在晚上活动时，其眼睛经常是呈荧光的颜色，例如猫的眼睛放绿光，牛的眼睛放蓝光，狼的眼睛放黄绿光。按照常识，在漆黑的夜晚照射到动物眼睛上的入射光的强度是很弱的，由此导致反射光的强度应该更弱，如果人们连入射光都看不见，怎么经过动物的眼睛一反射，反而看见了反射光了呢？难道入射光经过动物的眼睛反射后，反倒变强了不成？！更令人惊奇的是，有些动物的眼睛并非在夜晚一定会放光，只用当其需要用眼睛搜索目标时，其眼睛才会骤然闪射出明亮的冷光，而到了白天，在外界的入射光增强的状态下，动物的眼睛反而不再放光了，这又是怎么会事呢？要想回答上述问题，就需要知道美国的隐形战机所用的吸波涂层的基本工作原理，即光电效应阈值可变原理，下面首先简单地介绍一下光电效应阈值可变原理。

实验表明，金属具有极强的反射雷达波（波长范围为毫米波——米波）的本领，当雷达波照射到金属表面时，绝大部分会不变地反射回去，由此导致目标被雷达观测到。但当同为电磁波的紫外辐射这种高频电磁波照射金属时，金属的反射系数将急剧减小，同时表面还会有电子逸出，这种现象称为光电效应。此外，光电效应的发生还与材料表面的形状有关。隐形战机所用的吸波涂层分子的基态是处于较深的负能级状态，其表面分子无论怎样排列，雷达波显然都不能将其直接激发或电离。但如果利用电源或其他方式令吸波涂层表面携带一定量的负电荷，由于集肤效应，这些负电荷将集中分布在吸波涂层的表面上。当雷达波照射到带有多余负电荷、并按一定规律排列的吸波涂层时，其所带的负电荷将克服空气等因素的势垒限制作用，从“基态”跃迁到“激发态”或自由态，即飞离吸波涂层表面。

这一过程是通过吸收雷达波的能量并将其转化为电子的动能来实现的。令吸波涂层表面带有少量的负电荷，还可以改变吸波涂层表面上分子的能级。大家知道，吸波涂层内部分子的能级可以不受周围静电场的或恒稳电场的影响，但对于吸波涂层最外表面上能受雷达波照射作用的原子，其能级会受到表面上多余负电荷电场的电离作用而改变，被维持在某一激发态或称亚稳态上。雷达波的能量虽然很弱，不能使处于基态附近分子的能级由一个定态跃迁到另一个定态。但如果吸波涂层在表面所带负电荷电场的电离作用下被维持在高能级的激发状态上，则其能发生光电效应的所谓光电阈值就会大大降低，成为受吸波涂层表面电荷面密度影响的可调控的物理量。通过改变吸波涂层表面电荷面密度将其光电阈值调控在雷达波的频率下，受雷达波照射时吸波涂层表面按一定规律排列的分子就会立即发生光电效应，伴随着雷达波能量朝分子中电子的转移，使得雷达波的反射系数急剧减小。

吸波涂层表面的分子在失去电子后会再捕获电子，恢复到亚稳态或基态，并放出相应能量的光子。大量分子受雷达波照射时跃迁到更高能级的激发态或电离态后再捕获电子并向外发射光子时，不一定正好回到原亚稳态，而是向包括基态在内的所有各低能级跃迁，向外发出的光子能量将是包括了雷达波、原子的热辐射和周围的负电荷等所有作用于原子的能量，故该光子的波长与雷达波的波长会相差很多，且比吸波涂层表面的热辐射波长略短层内部分子的能级可以不受周围静电场的或恒稳电场的影响，但对于吸波涂层最外表面上能受雷达波照射作用的原子，其能级会受到表面上多余负电荷电场的电离作用而改变，被维持在某一激发态或称亚稳态上。雷达波的能量虽然很弱，不能使处于基态附近分子的能级由一个定态跃迁到另一个定态。

但如果吸波涂层在表面所带负电荷电场的电离作用下被维持在高能级的激发状态上，则其能发生光电效应的所谓光电阈值就会大大降低，成为受吸波涂层表面电荷面密度影响的可调控的物理量。通过改变吸波涂层表面电荷面密度将其光电阈值调控在雷达波的频率下，受雷达波照射时吸波涂层表面按一定规律排列的分子就会立即发生光电效应，伴随着雷达波能量朝分子中电子的转移，使得雷达波的反射系数急剧减小。吸波涂层表面的分子在失去电子后会再捕获电子，恢复到亚稳态或基态，并放出相应能量的光子。大量分子受雷达波照射时跃迁到更高能级的激发态或电离态后再捕获电子并向外发射光子时，不一定正好回到原亚稳态，而是向包括基态在内的所有各低能级跃迁，向外发出的光子能量将是包括了雷达波、原子的热辐射和周围的负电荷等所有作用于原子的能量，故该光子的波长与雷达波的波长会相差很多，且比吸波涂层表面的热辐射波长略短（有少量的蓝移），从而使雷达波被隐入到吸波涂层表...