看見「看不見的」紅外線? [複製鏈接]

晚安天使

Teenager I

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電梯直達

樓主

發表於 2014-12-17 00:41:43 |只看該作者 |正序瀏覽

　　閱讀任何一本教科書，都可以得到相同的概念：「紅外線對於人類來說是不可見光」，舉例來說x光、微波這些光，都在人們可見光的波長範圍之外。然而，這個想法卻被由美國華盛頓大學聖約翰醫學院所領導的國際性(包含來自挪威、瑞士、波蘭等地的學者)研究團隊打破，他們發現，在某些特定的條件之下，視網膜可以偵測到紅外線
　　該團隊利用強烈的雷射光所發出紅外線脈衝，照射來自人類和小鼠的視網膜，研究者發現當雷射光脈衝的頻率越頻繁，視網膜當中的感光細胞有時候可以收到紅外光能量雙倍的衝擊。這意味著，當這種情況發生的時候，眼睛就可以偵測到在原本的可見光譜外的紅外線。華盛頓大學專門研究眼科以及視覺科學的資深教授Vladimir J. Kefalov表示，他們所做的實驗不僅試著提供醫生檢查病患眼睛的新工具，另外也可以用來測試了視網膜特定部位的功能是否完整，他們希望這個新發現有可以實際面的相關應用。
　　這個研究的契機，源於該研究團隊報導了使用紅外光激光器(infrared laser)的時候會伴隨偶爾的綠光閃鑠(這可不是一般用於演講的紅外線光點筆或是玩具，它是可以發出強列能量波的，即使人們看不見)。這個問題燃起了該團隊的好奇心，所以他們開始翻查文獻，尋找人們看見紅外線的相關論文。他們重做了實驗，分析這些不同的雷射光並檢測為何可見的原因。「我們檢驗的時候，使用不同時間間隔但是擁有相同數量的光子的雷射脈衝，然後發現雷射光的脈衝如果越短，人們越有可能看見」，同為計畫主持人的Frans Vinberg解釋，即使因為實驗中測定的時間長度過於短暫以至於裸眼的時候無法偵測的到，但這些脈衝仍然非常重要，因為它們能夠讓人們看見這些「看不見」的光。
　　一般而言，光的粒子(簡稱光子)會被視網膜吸收，接著視網膜上的感光細胞會產生光色素(photopigment)來吸收可見光，提供清楚的影像並將資訊轉換為神經能量，刺激視神經傳遞至腦部闡釋為視覺資訊。正常而言，每個光子可以被非常多個光色素所吸收。然而，如果把很多的光子擠壓在一個頻率很高的脈衝雷射光中的短脈衝時，就可以產生一個神奇的現象：一個感光色素可以同時吸收兩個光子的能量。也是因為這樣，這兩個粒子疊加的能量就可以激活神經位元，讓人們的眼睛可以看見這些原本在一般條件下無法看見的「不可見」光。
　　「人們可以看見的光波波長大約介於400至720奈米間」Kefalov解釋，「但是，如果一個視網膜的色素細胞被一對波長1000奈米的光子連續而且快速的撞擊，它所傳送的能量會與一個波長500奈米的光子相當，而這等同可以介在可見光譜中的能量，所以為什麼我們可以看見「不可見」光的原因」。雖然這是首次有相關研究指出，人們的眼睛可以透過這樣的物理機制感知光線，但是這個「利用比較弱的雷射光來讓事物可見的」想法並不新鮮。舉例來說，使用雙光子顯微鏡(two-photon microscope)來偵測更細微的人體組織，還有更進一步運用在檢眼鏡(ophthalmoscope)的應用……等等。
　　這個想法的主要目的，是希望可以藉由照射短脈衝的、紅外光激光器( infrared laser)對眼球的刺激，讓醫生們可以刺激部分的視網膜並且從中理解更多視網膜的功能與結構，最終可以幫助那些眼睛有疾病(如：黃斑部病變)的人們。