光的魔法:如何改变我们的世界

2024-03-07 02:10丛晓亮
科学之友 2024年2期
关键词:嗅觉微粒屏障

丛晓亮

光是如何工作的

在我们的日常生活中,光无处不在。阳光透过窗户照进房间,我们可以看到光线,那么这些光线是如何工作的呢?让我们通过了解光的来源来回答这个问题。

阳光、太阳辐射源和光照强度等因素都会导致不同类型物体表面反射率发生变化。光的反射方式有很多种,其中一种是通过地球大气层中的气体分子和微粒来实现的,这些微粒在太阳和地球之间来回振动,并在振动中将能量从太阳传递到地球。

光学中的尘埃粒子散射吸收率很高,且对光线几乎没有影响,具有粒度分布、尺寸和形状不规则等物理特性。在自然界中存在着许多的微粒,这些粒子一般都是微小颗粒。

如果我们将一个大范围无规则尘埃粒子用细铁丝网状缠绕起来,这些微粒中的每个都具有不同的振动模式,并将光能以不同的方式传递给地球。当这些微粒到达地球时,它们会被加热并分裂成更小的微粒。这些较小粒子称为原子和分子,它们可以形成更小、更精细的微粒。当原子和分子振动时,它们将光能从一个方向传递到另一个方向。这就是为什么我们能看到光穿过云层,并在空中传播时被反射的现象。

地球大气层是由气体组成的,它们可以吸收光并将其反射回太空。正是由于这些气体,才使得地球周围有一层薄薄的光屏障,这层屏障可以保护我们免受太阳和宇宙辐射中危险物质的侵害。

此外,这层屏障还有助于控制大气中二氧化碳、甲烷和其他温室气体(如臭氧)的浓度。如果没有这层屏障,那么这些有害物质就会在我们周围积累起来,使地球变得越来越热和干旱。

可见光(波长在400~760纳米)是一种电磁波,它与我们周围空气中许多其他物质如分子、原子和气体相互作用。

光如何改变生活

光的作用不仅限于科学研究和技术应用,它还可以改变我们的日常生活。光对人类的感知和行为的塑造是一种非常重要且有意义的认知活动。人们对外界事物进行感知、判断,最后再通过自己所理解的内容产生一个信息加工处理过程。

尽管我们大多数人可能还没有意识到光有多么重要,但它已经以许多方式改变了我们的生活。最为重要的一点是,光在塑造我们的感知和行为方面发挥着巨大的作用。在人类的感知和行为中,光是最主要也是最有影响力的感知之一,而人们对环境刺激作出反应时,往往会产生一些认知。光通过视觉系统传达信息,人类可以利用视觉器官进行感知,或通过识别外界各种颜色的物体所反射出来的变化来感知,如阳光透过玻璃等自然现象被称为光学效应,这就是光能直接刺激人们感官系统的行为反应过程。

由于光使周围环境变得更明亮、更有吸引力和更令人愉悦,因此它有助于改善人们的心理健康。通过从周围环境中吸收光线并将其转化为图像和声音,可以减轻压力、焦虑和抑郁。当人们看到明亮的灯光时,他们可能会感到放松和舒适,而不是紧张和焦虑。此外,研究表明,当人们在晚上看到更多温暖、明亮、充满活力的光时,他们在白天的表现会更好。

光还可以改变我们对声音、气味等的感觉。例如,当你坐在昏暗的房间里时,你可能会觉得有些不舒服,可能会觉得有奇怪的气味或味道正在散发出来。此外,有研究表明,当一个人与其他人在黑暗中互动时,会有更多的触觉体验。

这种触觉体验是通过眼睛和大脑之间连接产生的神经活动引起的。因此,当你看到某种物体会产生感觉时,就是因为光作用于神经末梢产生了神经信号(神经冲动),这可以帮助你识别物体并作出决定。

另一个例子是,当你闻到气味时会发生什么?虽然嗅觉器官位于大脑深处,但嗅觉信号是通过眼睛进入大脑并被激活的,在这个过程中它被称为光化学或神经递质,这些化学物质可以将气味信号传递给大脑中控制嗅觉感知和嗅觉反应的区域。

从长远来看,当我们听到某种声音或闻到某种气味时,也会发生同样的事情。例如,如果你因在黑暗中看到一个物体并听到某种音乐而感到不安时,我们称之为恐惧或恐惧症。反之,当你聽到一首歌或闻到一种气味感到愉快时,我们称之为快乐或愉快感。

作者单位|大连市金州高级中学

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