Посмотрите, какая картинка нашлась на просторах интернета!
В поисках исходных данных наткнулся на подробную статью о том, как видят птицы. Если коротко - они настоящие тетрахроматы, то есть воспринимают цвет четырьмя типами рецепторов. Люди - трихроматы (за некоторым исключением). Спектры чувствительности рецепторов тоже отличаются, потому что некоторые из них появились у людей и у птиц независимо.
Интереснейшую статью о зрении птиц выкладываю в комментариях.
#образовательное
В поисках исходных данных наткнулся на подробную статью о том, как видят птицы. Если коротко - они настоящие тетрахроматы, то есть воспринимают цвет четырьмя типами рецепторов. Люди - трихроматы (за некоторым исключением). Спектры чувствительности рецепторов тоже отличаются, потому что некоторые из них появились у людей и у птиц независимо.
Интереснейшую статью о зрении птиц выкладываю в комментариях.
#образовательное
Наступила весна, начало пригревать солнышко ☀️
Когда я был студентом, один из преподавателей советовал нам: "Гуляйте, подставляйте лицо солнышку, получайте витамин D и повышайте настроение!"
Под действием ультрафиолетового излучения витамин D действительно образуется в коже: сначала в результате фотохимической реакции провитамин D превращается в превитамин, а далее он, в свою очередь, переходит в активную форму витамина D и поступает в кровь.
Витамин D имеет много полезных эффектов, но вряд ли он непосредственно влияет на настроение. А вот серотонин (который даже называют "гормоном счастья") влияет ещё как! И есть много данных о том, что воздействие солнечного света на организм приводит к образованию серотонина. Есть несколько возможных механизмов, как это происходит, они обсуждаются, например, тут. Но то, что нам хорошо на солнышке - это научный факт!
#образовательное
Когда я был студентом, один из преподавателей советовал нам: "Гуляйте, подставляйте лицо солнышку, получайте витамин D и повышайте настроение!"
Под действием ультрафиолетового излучения витамин D действительно образуется в коже: сначала в результате фотохимической реакции провитамин D превращается в превитамин, а далее он, в свою очередь, переходит в активную форму витамина D и поступает в кровь.
Витамин D имеет много полезных эффектов, но вряд ли он непосредственно влияет на настроение. А вот серотонин (который даже называют "гормоном счастья") влияет ещё как! И есть много данных о том, что воздействие солнечного света на организм приводит к образованию серотонина. Есть несколько возможных механизмов, как это происходит, они обсуждаются, например, тут. Но то, что нам хорошо на солнышке - это научный факт!
#образовательное
Мы все знаем, что свет - это поперечная электромагнитная волна. Поэтому, помимо привычных характеристик (интенсивность, длина волны) обладает ещё и поляризацией.
Поляризация света - это о том, как направлен вектор электрического поля в электромагнитной волне. Если он колеблется вдоль одного направления, то свет называется линейно поляризованным.
Люди не могут определять поляризацию света невооружённым глазом, а вот многие насекомые могут. Зачем им это нужно? Оказывается, рассеянный небом солнечный свет имеет ярко выраженную поляризационную картину. Это позволяет, например, пчёлам определять направление на Солнце, даже если оно скрыто за горизонтом или за облаками. Подробнее про использование поляризации света насекомыми можно почитать в этом обзоре (первая картинка из него).
Как вы думаете, за счёт чего насекомые могут чувствовать поляризацию света?
#образовательное
Поляризация света - это о том, как направлен вектор электрического поля в электромагнитной волне. Если он колеблется вдоль одного направления, то свет называется линейно поляризованным.
Люди не могут определять поляризацию света невооружённым глазом, а вот многие насекомые могут. Зачем им это нужно? Оказывается, рассеянный небом солнечный свет имеет ярко выраженную поляризационную картину. Это позволяет, например, пчёлам определять направление на Солнце, даже если оно скрыто за горизонтом или за облаками. Подробнее про использование поляризации света насекомыми можно почитать в этом обзоре (первая картинка из него).
Как вы думаете, за счёт чего насекомые могут чувствовать поляризацию света?
#образовательное
Учёные проверили чувствительность дрозофил к поляризации света, закрепив мушек с помощью магнита 🧲 и облучая их поляризованным ультрафиолетовым излучением 🟣.
Это могла бы быть первоапрельская шутка, но нет. В статье "Heading choices of flying Drosophila under changing angles of polarized light" действительно собрали такую установку и исследовали поведение 66 мушек.
Закреплённые мушки не могли летать, но могли поворачиваться и выбирать направление, в котором пытались улететь 😁 Выяснилось, что одиночные дрозофилы придерживаются определённого угла относительно направления поляризации света. При медленном вращении плоскости поляризации мухи подстраивались и следовали за ней. При включении неполяризованного света мушки выбирали направление полёта хаотично, но после восстановления поляризации снова подстраивались под неё.
При этом угол поворота относительно направления поляризации у каждой мушки был свой, индивидуальный. Авторы отмечают, что эффект зависит от длины волны: для зелёного света поляризация не влияла на поведение мушек, а лучшие результаты были получены для ультрафиолетового излучения.
Только посмотрите, как авторы изобразили дрозофилу (2я картинка)! Так выглядит любовь к своему объекту исследования 😍
#образовательное
Это могла бы быть первоапрельская шутка, но нет. В статье "Heading choices of flying Drosophila under changing angles of polarized light" действительно собрали такую установку и исследовали поведение 66 мушек.
Закреплённые мушки не могли летать, но могли поворачиваться и выбирать направление, в котором пытались улететь 😁 Выяснилось, что одиночные дрозофилы придерживаются определённого угла относительно направления поляризации света. При медленном вращении плоскости поляризации мухи подстраивались и следовали за ней. При включении неполяризованного света мушки выбирали направление полёта хаотично, но после восстановления поляризации снова подстраивались под неё.
При этом угол поворота относительно направления поляризации у каждой мушки был свой, индивидуальный. Авторы отмечают, что эффект зависит от длины волны: для зелёного света поляризация не влияла на поведение мушек, а лучшие результаты были получены для ультрафиолетового излучения.
Только посмотрите, как авторы изобразили дрозофилу (2я картинка)! Так выглядит любовь к своему объекту исследования 😍
#образовательное
А вы ловили в детстве блестящих жучков? Эти насекомые привлекают внимание своей красотой.
Оказывается, с точки зрения оптики они тоже безумно интересны. Мы уже рассказывали про причину блеска и яркие цвета у насекомых и про линейно поляризованный свет. Так вот - у многих блестящих жуков отражённый свет имеет круговую поляризацию!
Круговая поляризация света - это состояние, при котором направление электрического поля вращается с постоянной скоростью в плоскости, перпендикулярной направлению распространения световой волны.
Если смотреть на жука-скарабея через анализатор, пропускающий только левую круговую поляризацию, то он выглядит ярким и зелёным. А если смотреть через аналогичный анализатор, пропускающий только правую круговую поляризацию, то жук выглядит чёрным! Подробнее - в статье "Circularly polarized reflection from the scarab beetle Chalcothea smaragdina: light scattering by a dual photonic structure", из которой мы взяли картинку 😊 (Кстати, если посмотреть на отражение жука в зеркале, то будет всё наоборот.)
Впервые это явление заметил и описал Альберт Майкельсон - учёный, известный своим интерферометром. Он впервые измерил скорость света и получил за это Нобелевскую премию по физике в 1907 году. Когда Майкельсона спросили, почему он всю жизнь увлекался изучением света, он ответил: “Because it’s so much fun”. Прекрасный пример мотивации учёного, не так ли?
#образовательное
Оказывается, с точки зрения оптики они тоже безумно интересны. Мы уже рассказывали про причину блеска и яркие цвета у насекомых и про линейно поляризованный свет. Так вот - у многих блестящих жуков отражённый свет имеет круговую поляризацию!
Круговая поляризация света - это состояние, при котором направление электрического поля вращается с постоянной скоростью в плоскости, перпендикулярной направлению распространения световой волны.
Если смотреть на жука-скарабея через анализатор, пропускающий только левую круговую поляризацию, то он выглядит ярким и зелёным. А если смотреть через аналогичный анализатор, пропускающий только правую круговую поляризацию, то жук выглядит чёрным! Подробнее - в статье "Circularly polarized reflection from the scarab beetle Chalcothea smaragdina: light scattering by a dual photonic structure", из которой мы взяли картинку 😊 (Кстати, если посмотреть на отражение жука в зеркале, то будет всё наоборот.)
Впервые это явление заметил и описал Альберт Майкельсон - учёный, известный своим интерферометром. Он впервые измерил скорость света и получил за это Нобелевскую премию по физике в 1907 году. Когда Майкельсона спросили, почему он всю жизнь увлекался изучением света, он ответил: “Because it’s so much fun”. Прекрасный пример мотивации учёного, не так ли?
#образовательное
Всем привет!
Продолжаем цикл материалов про фотонику в природе.
Недавно я писал про жуков 🪲🪲, у которых наноструктуры на панцире формируют отражённый свет с круговой поляризацией. Зачем им это нужно?
Об этом задумались учёные из Китая и сделали элегантный эксперимент. Они покрыли жуков... лаком для ногтей💅 Причём выбрали лак зелёного цвета, чтобы жуки выглядели как обычно (для наблюдателя, которые не воспринимает поляризацию света 👀 ).
В результате отражённый свет перестал иметь круговую поляризацию. И жуки стали реже находить себе пару! Причём именно покраска самок приводила к такому эффекту, а покраска самцов не влияла на процесс. Полный текст статьи тут (открытый доступ).
Кажется, это ещё один способ секретного общения животных, похожий на использование ультрафиолетового излучения и света с линейной поляризацией рыбками 🐟, о которых мы писали.
Но, что интересно, этот эксперимент означает наличие у жуков зрительного анализатора, способного воспринимать именно свет с круговой поляризацией. Есть ещё несколько животных, способных на это - и устройство такого анализатора крайне интересно. Напишу об этом в следующих постах.
#образовательное
Продолжаем цикл материалов про фотонику в природе.
Недавно я писал про жуков 🪲🪲, у которых наноструктуры на панцире формируют отражённый свет с круговой поляризацией. Зачем им это нужно?
Об этом задумались учёные из Китая и сделали элегантный эксперимент. Они покрыли жуков... лаком для ногтей
В результате отражённый свет перестал иметь круговую поляризацию. И жуки стали реже находить себе пару! Причём именно покраска самок приводила к такому эффекту, а покраска самцов не влияла на процесс. Полный текст статьи тут (открытый доступ).
Кажется, это ещё один способ секретного общения животных, похожий на использование ультрафиолетового излучения и света с линейной поляризацией рыбками 🐟, о которых мы писали.
Но, что интересно, этот эксперимент означает наличие у жуков зрительного анализатора, способного воспринимать именно свет с круговой поляризацией. Есть ещё несколько животных, способных на это - и устройство такого анализатора крайне интересно. Напишу об этом в следующих постах.
#образовательное
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Надоели комары? Все знают, что есть радары для обнаружения самолётов. А можно сделать радар для насекомых? Оказывается, можно!
🪰 Насекомые гораздо меньше самолётов. Поэтому для их обнаружения радиоволны не подходят - они от насекомых совсем не отражаются. Зато хорошо подходит оптический (инфракрасный) диапазон. Тема отлично вписывается в наш канал про биофотонику 😊
🪰 Насекомые машут крыльями в полёте. На сигналах энтомологического радара прекрасно видно колебания, из которых можно вычислить частоту взмахов крыльями и определить, что это за зверь (бабочка, комар, пчела и т.д.). А ещё видны резкие всплески интенсивности рассеяния назад, когда крылья оказываются перпендикулярными лучу радара и срабатывают как зеркало.
🪰 Насекомые имеют окраску, поэтому спектральная информация в видимом диапазоне может быть тоже полезна для идентификации видов. А спектральные измерения в инфракрасном диапазоне могут дать информацию, например, о содержании воды и липидов.
🪰 В электродинамике есть принцип масштабной инвариантности - это о том, что отношение длины волны к размеру объекта определяет картину рассеяния. Именно поэтому длина волны излучения для обнаружения насекомых и самолётов должна отличаться в несколько тысяч раз, как и их линейные размеры.
Зачем нужны энтомологические радары и как они устроены? Ответы на эти вопросы можно у группы биофотоники Лундского университета (Швеция). Ребята здорово всё рассказывают в видео на своём канале, откуда мы и стащили картинку к этому посту 😊
#образовательное
Зачем нужны энтомологические радары и как они устроены? Ответы на эти вопросы можно у группы биофотоники Лундского университета (Швеция). Ребята здорово всё рассказывают в видео на своём канале, откуда мы и стащили картинку к этому посту 😊
#образовательное
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
⬆️ потрясающая статья о цветовом зрении, много интересной информации. Один только факт о 12 типах цветовых рецепторов рака-богомола чего стоит. Написана простыми словами и на русском языке. Рекомендую к прочтению!
#образовательное
#образовательное
Это прекрасное видео наглядно демонстрирует работу линз и эффект полного внутреннего отражения. Красиво, не правда ли?
#образовательное
#образовательное
Telegram
Фотоника
Видосик для наглядности школьникам, с тиктока.
Всем привет! У нас на канале недавно появилось много новых подписчиков. Поэтому нам нужно представиться!
@biophotonics_nsu - это канал научной лаборатории в Новосибирском государственном университете (НГУ).
Мы занимаемся биофотоникой, любим это дело и размещаем различные материалы, связанные с нашей работой и с областью науки в целом.
Образовательные посты можно найти по тегу #образовательное Например, что такое биофотоника, почему осенью листья меняют цвет, как преломляется свет
По тегу #эксперименты вас ждут живые фотографии из нашей лаборатории. Мы работаем в разных областях биофотоники: создаём новые материалы, делаем оптические приборы, микрофлюидные чипы, исследуем клетки крови. И всё это очень красиво!
По тегам #люди и #события можно найти фото тех, кто работает в лаборатории, и почитать о разных поездках/конференциях, например в Гонконг, Владивосток, Санкт-Петербург.
Наконец, по тегу #юмор можно найти посты из разряда "учёные шутят" 😁
Добро пожаловать в наш канал! А чтобы вы не скучали, выкладываем небольшую зарядку для ума ⤵️
@biophotonics_nsu - это канал научной лаборатории в Новосибирском государственном университете (НГУ).
Мы занимаемся биофотоникой, любим это дело и размещаем различные материалы, связанные с нашей работой и с областью науки в целом.
Образовательные посты можно найти по тегу #образовательное Например, что такое биофотоника, почему осенью листья меняют цвет, как преломляется свет
По тегу #эксперименты вас ждут живые фотографии из нашей лаборатории. Мы работаем в разных областях биофотоники: создаём новые материалы, делаем оптические приборы, микрофлюидные чипы, исследуем клетки крови. И всё это очень красиво!
По тегам #люди и #события можно найти фото тех, кто работает в лаборатории, и почитать о разных поездках/конференциях, например в Гонконг, Владивосток, Санкт-Петербург.
Наконец, по тегу #юмор можно найти посты из разряда "учёные шутят" 😁
Добро пожаловать в наш канал! А чтобы вы не скучали, выкладываем небольшую зарядку для ума ⤵️
Telegram
Biophotonics NSU
Всем привет! Начинаем серию научно-образовательных постов по биофотонике.
Начнём с начала - что это? В Википедии приведено такое определение: "Биофотоника — научная дисциплина, изучающая явления и методики, связанные с взаимодействием биологических объектов…
Начнём с начала - что это? В Википедии приведено такое определение: "Биофотоника — научная дисциплина, изучающая явления и методики, связанные с взаимодействием биологических объектов…
Biophotonics NSU
Как вы думаете, что такое свет?
Все три варианта серьёзно рассматривались учёными. Например, Ньютон считал, что световой луч - это поток частиц. Но это противоречило многим экспериментам, которые были объяснены позже, при появлении теории электромагнетизма.
Уравнения Максвелла, которые допускают решение в виде бегущей волны, казалось, поставили точку в этом споре. Стало очевидным, что свет - это колебания электромагнитного поля, и это согласовывалось с экспериментами - например, впервые позволило объяснить свойство поляризации света.
Однако такая простая картина оказалась неполной. Свет может проявлять квантовые свойства, то есть испускается и поглощается "порциями" - квантами. Квант света называется фотоном, но он не просто является частицей ("мячиком"), а проявляет волновые свойства. Это ярко проявляется в экспериментах. Поэтому и первый, и второй ответы - правильные. Подробнее про корпускулярно-волновой дуализм.
А вот гипотеза о том, что свет распространяется как волна в некоторой субстанции ("мировом эфире") оказалась неверной. Это выяснилось в эксперименте Майкельсона-Морли, кода они пытались измерить изменение скорости света из-за движения Земли. Этот опыт называют самым известным неудачным экспериментом в истории. В дальнейшем его результаты были объяснены Эйнштейном в рамках теории относительности.
#образовательное
Уравнения Максвелла, которые допускают решение в виде бегущей волны, казалось, поставили точку в этом споре. Стало очевидным, что свет - это колебания электромагнитного поля, и это согласовывалось с экспериментами - например, впервые позволило объяснить свойство поляризации света.
Однако такая простая картина оказалась неполной. Свет может проявлять квантовые свойства, то есть испускается и поглощается "порциями" - квантами. Квант света называется фотоном, но он не просто является частицей ("мячиком"), а проявляет волновые свойства. Это ярко проявляется в экспериментах. Поэтому и первый, и второй ответы - правильные. Подробнее про корпускулярно-волновой дуализм.
А вот гипотеза о том, что свет распространяется как волна в некоторой субстанции ("мировом эфире") оказалась неверной. Это выяснилось в эксперименте Майкельсона-Морли, кода они пытались измерить изменение скорости света из-за движения Земли. Этот опыт называют самым известным неудачным экспериментом в истории. В дальнейшем его результаты были объяснены Эйнштейном в рамках теории относительности.
#образовательное
Wikipedia
Корпускулярно-волновой дуализм
свойство элементарных частиц
Biophotonics NSU
Как свет может взаимодействовать с живыми системами?
Все три варианта возможны!
🟣 Свет может поглощаться биомолекулами? Конечно!
🟣 "Фотоны сталкиваются с клетками и меняют направление движения" - да, это рассеяние света.
🟣 "Свет поглощается и переизлучается с другой длиной волны" - и такое бывает, самый яркий пример - флуоресценция.
#образовательное
А вы правильно ответили на все вопросы? 🤔🧐🤨
🟣 Свет может поглощаться биомолекулами? Конечно!
🟣 "Фотоны сталкиваются с клетками и меняют направление движения" - да, это рассеяние света.
🟣 "Свет поглощается и переизлучается с другой длиной волны" - и такое бывает, самый яркий пример - флуоресценция.
#образовательное
А вы правильно ответили на все вопросы? 🤔🧐🤨
Всем привет!
Вы знаете, что морковь полезна для зрения? А почему?
Она содержит витамин А, из которого образуется ретиналь - зрительный пигмент нашего организма. И не только нашего - ретиналь встречается почти у всех организмов, имеющих зрение, и даже у светочувствительных бактерий.
Но недавно нам попалась на глаза статья, в которой показано, что у обитателей глубоководных водоёмов встречается другая форма ретиналя - она показана на рисунке снизу. Почему это интересный факт?
1️⃣ во-первых, изменение структуры молекулы (добавление дополнительной двойной связи) приводит к сдвигу поглощения в красную область. Это отличная иллюстрация правила "чем длиннее цепочка чередующихся одинарных и двойных связей, тем более красный свет может поглотить молекула". Кто не знает - мы про это уже писали.
2️⃣ во-вторых, зачем собственно рыбам видеть более красный свет? Дело в том, что на большую глубину доходит лишь многократно рассеянный свет, и он преимущественно красный - остальные части спектра больше рассеиваются и поглощаются.
Картинки к посту взяты из вышеупомянутой статьи ☺️
#образовательное
Вы знаете, что морковь полезна для зрения? А почему?
Она содержит витамин А, из которого образуется ретиналь - зрительный пигмент нашего организма. И не только нашего - ретиналь встречается почти у всех организмов, имеющих зрение, и даже у светочувствительных бактерий.
Но недавно нам попалась на глаза статья, в которой показано, что у обитателей глубоководных водоёмов встречается другая форма ретиналя - она показана на рисунке снизу. Почему это интересный факт?
Картинки к посту взяты из вышеупомянутой статьи ☺️
#образовательное
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Привет, друзья!
Биофотоника - это не только про сложные оптические методы диагностики и лечения, но и про такую повседневную и обычную вещь, как зрение.
У нас на канале уже было много постов про зрение различных животных (и людей!). Там столько интересного, что мы решили собрать для вас всё вместе и сделать оглавление!
Цветовое зрение
🟢 Цветовое зрение у различных животных: научно-популярная статья о различных типах фоторецепторов и не только.
🟢 Сколько цветов может различить человек?
🟢 "Красное смещение": сдвиг спектра чувствительности глаз у рыб благодаря модификации ретиналя позволяет им лучше адаптироваться к глубоководным условиям.
Зрение в необычном спектре
🟠 Смотрим на мир глазами животных: видео.
🟠 Ультрафиолетовое зрение у птиц.
🟠 Инфракрасное зрение: используют ли его комары, чтобы выслеживать нас по тепловому излучению?
🟠 А эти рыбки привлекают друг друга через секретный канал, который невидим для хищников: они используют ультрафиолетовое излучение и поляризованный свет.
🟠 Северные олени находят мох в снегу с помощью ультрафиолетового зрения - для этого они меняют цвет глаз на зиму!
Необычные оптические схемы
🔴 Брэгговское зеркало хламидомонады
🔴 Оптическая система глаз насекомых
🔴 Телескоп морского гребешка
🔴 Почему глаза кошек светятся в темноте?
Поляризация света
🔵 Ориентация насекомых: многие из них могут анализировать поляризацию света. С помощью этого они могут определить, где Солнце, даже если оно скрыто за облаками.
🔵 Круговая поляризация: некоторые жуки отражают свет так, что он приобретает круговую поляризацию. И, похоже, могут видеть такой свет и используют это для поиска сородичей.
🔵 Удивительное зрение рака-богомола
#образовательное
Тема очень обширная, есть ещё много интересного! Ждём предложений, про что ещё написать ⤵️
Биофотоника - это не только про сложные оптические методы диагностики и лечения, но и про такую повседневную и обычную вещь, как зрение.
У нас на канале уже было много постов про зрение различных животных (и людей!). Там столько интересного, что мы решили собрать для вас всё вместе и сделать оглавление!
Цветовое зрение
🟢 Цветовое зрение у различных животных: научно-популярная статья о различных типах фоторецепторов и не только.
🟢 Сколько цветов может различить человек?
🟢 "Красное смещение": сдвиг спектра чувствительности глаз у рыб благодаря модификации ретиналя позволяет им лучше адаптироваться к глубоководным условиям.
Зрение в необычном спектре
🟠 Смотрим на мир глазами животных: видео.
🟠 Ультрафиолетовое зрение у птиц.
🟠 Инфракрасное зрение: используют ли его комары, чтобы выслеживать нас по тепловому излучению?
🟠 А эти рыбки привлекают друг друга через секретный канал, который невидим для хищников: они используют ультрафиолетовое излучение и поляризованный свет.
🟠 Северные олени находят мох в снегу с помощью ультрафиолетового зрения - для этого они меняют цвет глаз на зиму!
Необычные оптические схемы
🔴 Брэгговское зеркало хламидомонады
🔴 Оптическая система глаз насекомых
🔴 Телескоп морского гребешка
🔴 Почему глаза кошек светятся в темноте?
Поляризация света
🔵 Ориентация насекомых: многие из них могут анализировать поляризацию света. С помощью этого они могут определить, где Солнце, даже если оно скрыто за облаками.
🔵 Круговая поляризация: некоторые жуки отражают свет так, что он приобретает круговую поляризацию. И, похоже, могут видеть такой свет и используют это для поиска сородичей.
🔵 Удивительное зрение рака-богомола
#образовательное
Тема очень обширная, есть ещё много интересного! Ждём предложений, про что ещё написать ⤵️