一些海洋生物為什麼可以發光?帶你走進科學

2020-12-04 中國科創網

海洋裡能發光的生物種類繁多,據不完全統計,光細菌類就有10個屬120多種,其他海洋動物中也有10個門35個目,其中有原生物、棘皮動物、軟體動物、魚類等等。那麼,一些海洋生物為什麼可以發光?小編帶你走進科學。

1、光的緣故

水下目力所及是一個豐富多彩、變幻莫測而又具有濃厚詩情畫意的世界。光在水下的傳播與在空氣中的不同。人在遊泳時,一睜開眼睛,看到的只是一片混混沌沌模糊不清的世界。但若戴上一個面罩,水下一切則變得清晰可見。這是由於光波在水下傳播的速度比在空氣中的慢,水中傳播的光線不能在視網膜上聚焦的緣故。

人眼最外層有一層液體,在陸地上我們之所以能看清物體,是由於來自物體的光經過了這層液體的折射,然後經過眼內其他屈光介質的作用,被聚焦在視網膜上。在水中,如果不戴面罩,眼睛就直接與海水接觸,光線穿過海水直接照到我們眼睛的外層上,折射程度遠不及在空中傳播時快而大,這使光線在視網膜上不能很好地聚焦。戴上面罩後,情況就不同了,眼睛與海水之間存在一個空間,光線從水中射入罩中的空氣層,然後再射入眼睛,這和在陸地上的視覺過程幾乎一樣。因此,一條3寸長的魚變成了4寸長,相距四米的人,看起來如站在三米處一樣。

2、海水的原因

水下拍攝的照片或電影,大多數是藍色的,這是由於海水具有選擇性吸收——某些顏色的光線被吸收而另外一些顏色的光線則不能傳播的緣故。白光是由赤、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色不同頻率的光混合而成的。當它照到一個物體上時,有些顏色的光波被吸收了,有些顏色則被反射了。

在空氣中,不同顏色的光波是以同一速度一起傳播的,但在水中就並非這樣。水吸收某些波長的光,但並不是吸收全部的光,它對紅光的吸收更厲害。太陽光從空中射入海水不到20英尺,其中的紅光就全部被吸收。接著是橙色和黃色的光,它們在海水中也傳播不到40和70英尺。75英尺後,只剩下藍光,其他顏色的光均被吸收了,這就是借用海面射進來的光拍攝的水下照片都是藍色的緣故。使用特殊光源後,水下攝影師也能使海底世界的五顏六色盡收眼底。攝影時,他們將光源儘量靠近所要拍攝的物體,以縮短光在水下傳播的距離,減少選擇性吸收,使物體的「真色彩」原形畢露。

水下世界大多是昏暗的。光線穿透水面的最佳時間是上午十點到下午兩點。穿過水麵的光線除被水吸收外,水中含有的微量雜質和微生物(如浮遊生物)儘管十分微小,人眼難辨,也吸收和反射光線。在一些區域,由於它們的影響,水下能見度變得極低,一個中等的物體近在咫尺也難以辨認。

藍光在水下也只能傳輸100多米。在200米深處,已是伸手不見五指,到1700米深處,照相底片經過兩個小時也不曝光,這裡已是海深陽光遠,終年漆黑一片。雖然陽光達不到這裡,卻有各種發光生物發出的閃閃光亮(亮度當然很弱)。水母猶如夜裡的螢燭,冉冉遊動;巨大的、銀盾狀的翻車魨,若隱若現,在海幕上遊弋,呈現出美妙的綠、黃、藍、白和紅交相輝映的景色;蛙人在夜間的海裡,在15米遠處便可看到隱燈鯛發出的光,等等。

總之,海洋生物發出的光叫做冷光,科學家迄今還沒完全清楚為什麼這些生物燈點燃時既無火而且發光時又無熱。

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