물리 및 동물 비전 :아름다운 교향곡
동물이 세계를 보는 방식은 생물학과 물리학의 매혹적인 상호 작용입니다. 물리학의 원리가 다음을 설명하는 데 도움이되는 방법은 다음과 같습니다.
1. 빛과 색상 :
* 전자기 스펙트럼 : 빛은 전자기 방사선의 한 형태이며 동물은이 스펙트럼의 특정 파장을 감지하도록 진화했습니다. 다른 종마다 다른 범위의 색상을보고, 인간은 일반적으로 약 400 ~ 700 나노 미터의 파장을 인식합니다. 꿀벌과 같은 일부 동물은 자외선을 볼 수 있지만 뱀은 적외선을 "볼 수 있습니다".
* 굴절 및 반사 : 빛이 눈으로 들어 오면 공기와 각막의 밀도 변화로 인해 구부러집니다 (굴절). 이 굽힘은 망막에 빛에 초점을 맞 춥니 다. 빛의 반사는 질감과 빛나는 표면 특성을 이해하는 데 중요합니다.
* 회절 : 빛의 파동은 장애물 주위를 구부려서 회절 패턴으로 이어집니다. 이 현상은 동물이 어떻게 미세한 세부 사항을보고, 특히 낮은 빛 수준에서 물체를 구별 할 수 있는지 설명하는 데 도움이됩니다.
2. 눈과 이미지 형성 :
* 렌즈와 망막 : 눈의 렌즈는 볼록 렌즈처럼 작용하여 망막에 빛을 집중합니다. 망막은 빛을 전기 신호로 변환하는 광 수용체 세포 (막대 및 원뿔)를 함유합니다. 각막, 렌즈 및 망막을 포함한 눈의 구조는 빛에 초점을 맞추고 이미지를 형성하는 데 중요한 역할을합니다.
* 숙박 : 눈은 다른 거리에서 물체를보기 위해 초점을 조정할 수 있습니다. 이것은 숙박 시설이라는 프로세스 인 렌즈의 모양을 변경함으로써 달성됩니다.
* 감도와 해상도 : 다른 동물마다 빛의 강도와 공간 해상도에 대한 감도가 다릅니다. 큰 학생을 가진 동물은 저조도에서 더 잘 볼 수있는 반면, 원뿔 밀도가 높은 동물은 더 자세한 내용을 인식 할 수 있습니다.
3. 시각적 인식 :
* 처리 정보 : 망막에 의해 생성 된 전기 신호는 뇌로 보내져 처리되고 해석됩니다. 뇌는 다양한 알고리즘을 사용하여 시각적 입력에서 모양, 색상, 운동 및 깊이에 대한 정보를 추출합니다.
* 깊이 인식 : 동물은 쌍안 시력 (두 눈 사용), 모션 시차 (거리에 따라 다른 속도로 움직이는 물체) 및 질감 구배를 포함하여 깊이를 인식하기 위해 다른 신호를 사용합니다.
* 시각적 적응 : 동물은 동공 크기를 조정하고, 수용체 수용체 세포의 민감도를 조정하고, 심지어 눈의 모양을 변화시켜 변화하는 빛 조건에 적응할 수 있습니다.
4. 전문 비전 :
* 편광 : 꿀벌과 물고기와 같은 일부 동물은 빛의 양극화를 감지하여 음식을 탐색하고 찾는 데 도움이됩니다.
* echolocation : 박쥐와 돌고래는 반향을 사용하여 음파를 방출하고 에코를 분석하여 탐색하고 사냥합니다. 이 시스템은 음파를 기반으로하지만 효과적으로 주변 환경을 "볼"수 있습니다.
* 적외선 감지 : 일부 뱀은 따뜻한 혈액 먹이에 의해 방출되는 적외선을 감지하여 어둠 속에서 "볼"수 있습니다.
예 :
* 호크스 : 그들의 눈은 엄청나게 높은 해상도를 가지고있어 멀리 떨어진 곳에서 먹이를 발견 할 수 있습니다.
* 고양이 : 그들의 눈은 낮은 조명에서 잘 보이도록 조정되어 밤에 효과적으로 사냥 할 수 있습니다.
* 꿀벌 : 그들은 꿀이 풍부한 꽃을 찾는 데 도움이되는 자외선을 볼 수 있습니다.
* 문어 : 그들의 눈은 인간의 눈과 매우 비슷하지만 렌즈는 나머지 눈과 독립적으로 움직일 수있어 시력 분야의 다른 지점에 집중할 수 있습니다.
동물 비전을 지배하는 물리의 원리를 이해하는 것은 본질적으로 비전 시스템의 다양성을 이해하고 카메라 및 의료 이미징 도구와 같은 기술을 개발하는 데 중요합니다. 그것은 우리 주변의 세상을 형성 할 때 물리학의 힘과 다른 종이 그것을 어떻게 인식하는지를 상기시켜줍니다.
