beplay官网除了裸眼3D之外,我们还可以谈论裸眼夜视

生物夜间视觉,或生理性暗视觉是一个很值得说道的主题。在这篇文章中,我想做的不仅仅是试图澄清一些关于什么是更好的生物夜视的误解,而且还提供了一些方法来保护你的夜间视力。

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原作:Bryan Black 翻译:王牌自行车

相信有观星经验的小伙伴们都熟悉红光手电筒这样一件利器,让你的双眼可以在地面和天空间自如转换。一直以来,我们都相信夜视应选用红光保护视力,但现在,这种传统认知需要重新被审视了!

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红光照明

生物夜间视觉,或生理性暗视觉是一个很值得说道的主题。在这篇文章中,我想做的不仅仅是试图澄清一些关于什么是更好的生物夜视的误解,而且还提供了一些方法来保护你的夜间视力。

像在Stellafane2星空大会这样的观测基地,常常会采用弱红光照明。但是红光波长真的是保护夜视的最好选择吗?

眼球的组成

保护眼睛适应暗环境的能力对于目视天文学家们来说至关重要。在这一点上,他们与飞行员、海员、军人乃至安保人员有着共同的需求,即使只是夜间活动的行人,也会因为没有“夜盲症”而受益。但还很少有研究人员研究暴露在微弱的光源下会对视力造成怎样的损害,或者说哪种颜色的光最不容易干扰人眼对黑暗的适应能力。

虽然不是想给大家做解剖学讲座,但基础的原理还是要说清楚的。你的眼球包含了视杆细胞和视锥细胞——这是视网膜上典型的感光器,它将光转化为电信号。这些电子信号通过视觉神经传递到大脑,并被你的视觉系统所利用,从而在脑海里呈现出世界的样子。换句话说,这是你的视力。

红光一直是目视天文学家们所选择的传统照明色,它既可以帮助他们安全夜行,也可以用来于查阅星表。但实际上并没有数据能够佐证红光就是最合适这些需求的颜色。

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当被询问使用红光的原因时,天文学家们经常(并且错误地)解释称在黑暗状态下我们的视网膜感受器无法检测到红光,因此夜视对红光免疫。天文学家们选用红光的另一个可能或许可以归结于在摄影暗室中常选用红光这一历史因素。然而,暗室中的红色灯光与视觉暗适应并无关联;更确切地说,黑白摄影相纸通常会被做成对红光不敏感的材质,这样使用者可以在不影响摄影相纸的光线环境中工作,而不是在完全的黑暗环境中操作。

视锥细胞在更高的光层中活动,在低光下是无效的,并创造出我们的色彩视觉信号。它们也给予了我们高度发达的空间敏锐度。在低光条件下,视杆细胞负责你的视力,它们更敏感,但与颜色无关。

《天空与望远镜》杂志2016年6月刊中,作者罗伯特·迪克认为,从视觉生理学的角度来看,对于大多数人来说,橙色光可能比红光对视觉影像更小,但他的测试仅限于个人经验,我作为一位受过视觉生理学研究生训练的医生,决定检验他的理论。

在你的视杆细胞里有视紫红质,这是一种提供生理性暗视觉的化学物质。当暴露在光线下时,视紫红会发出漂白物质,大约需要30分钟才能再生。尽管花了很长时间才再生,但大多数夜间视力在发生白化后,会在5-10分钟内恢复。

视觉生理学速成课程

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beplay官网,人视网膜后方的视细胞——视杆和视锥细胞,扮演着感受器的角色,它们可以将接收到的光子转化成神经脉冲。两者对不同颜色的光的响应也不同:视杆细胞对绿光的敏感程度比视锥细胞要高大约1000倍,但二者对红光的敏感程度相当。其中视锥细胞能够在明亮光线下分辨颜色,产生明视觉,但无法感知暗弱的光线;视杆细胞则负责在昏暗的光线下提供单色视觉,引起暗视觉,而明亮的光线会使它们很快饱和。而介于明视觉和暗视觉适应亮度范围之间,由视锥细胞和视杆细胞同时起作用的视觉称为中间视觉。

如果你想知道为什么动物的夜视能力这么强,那就说道说道荧光素——先说下,我们人类没有,真不幸啊。在动物的眼睛后面有一个组织层,它反射光线穿过视网膜,增强了对可见光的捕捉功能。这就是为什么当你在晚上用手电筒点亮照着它们的时候,动物们的眼睛是绿光绽放的。许多能够夜间活动的动物,甚至一些深海动物都具备荧光素。据说夜行动物夜视能力与第一代或第二代夜视仪相当。

视杆和视锥细胞

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视杆和视锥感受器对可见光的光谱有不同的响应。视杆系统比视锥系统对于大多数颜色的光都更加敏感。但当光波长超过620nm以后,两种系统的光敏感度趋于一致。

(《军火女王2》里美国某着名水产品特种部队顶着绿油油的双眼飞奔)

在目视天文学中,望远镜的一个重要功能就是收集足够的光线,从而使眼睛能够在中间视觉的状态下工作。

什么有助于保持夜间视力?

许多观测者误以为目视天文学仅仅依赖于暗视觉,但视杆细胞仅在边缘视野中提供较低分辨率的单色视觉。视觉的中心落在视网膜上被称为中央凹的部位,它由紧密排列在一起的视锥细胞组成。因为只有这里才聚集着这么多密集的视锥细胞,这也就是为什么只有中央凹才可以感知视觉的细节。而离轴视觉(也被称为余光)的敏感度会随着每1度的偏离下降50%甚至更多。当偏离中心轴10°时,观测者的视力甚至低于中心视力的20%,我们感知到的边缘细节往往是我们的大脑如法炮制出来的结果。

我想讨论的第一件事是不同的光谱,各位应当小心防止视紫红质的快速漂白乃至进一步失去你的夜视能力。

因此,只有视锥感受器才能看到月球或行星上错综复杂的纹路,或区分出两颗彼此接近的额恒星;视杆感受器在目视天文学中的作用基本上仅限于检测不位于视觉中央的黯淡恒星或星云到底存在与否。这也是为什么观测者有时需要借助余光,让图像偏离视轴大约20°,使成像最终落在视杆细胞密度最大的区域来观测星云才会更清晰。不仅如此,视杆细胞对绿光敏锐的敏感度还能微弱增强观测者的色彩感知能力。

1,浅色

暗适应

在你眼睛里的视杆细胞中含有的视紫红质,对较长波长内的红色不那么敏感。你可能已经看到军队用红色照明灯来阅读地图并注意保存他们的夜视能力。尽管如此,最近发生了转变,他们又使用绿色的或者是蓝绿色的照明灯来取代红光照明灯。

完全适应黑暗的眼睛要比完全适应光亮的眼睛要敏感500,000倍。瞳孔的扩张在暗适应中只起次要作用,它可以使人眼对光的敏感度迅速增加30倍。暗适应的主要过程发生在视杆细胞和视锥细胞内,在黑暗的条件下,光化学物质不断耗尽再生,最终完成对光照敏感的自我调节。

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视锥细胞完全适应黑暗需要15分钟,而视杆细胞则需要至少30到40分钟。为了区分极暗弱的物体与深色背景,视杆感受器与许多其它的视杆感受器相互连接,产生共同信号,降低背景噪声,但也会导致视力对边缘区域的敏感度被进一步削弱。

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