Природа. Свет Дифракция и интерференция в природе

Это два наиболее ярких свойства света. А в природе эти эффекты можно наблюдать в сверкающей радужной структурной окраске, часто встречающейся в животном царстве, в частности у птиц, насекомых и рыб. Для такой окраски характерно то, что наблюдаемые цвета изменяются в зависимости от угла зрения. У животных известно много примеров окраски, образующейся в результате интерференции.

У многих насекомых тонкой пленкой, обусловливающей появление ряда интерферирующих цветов при рассматривании под разными углами, служит просвечивающее крыло. Многие бабочки имеют на поверхности чешуек крыльев пластинки с мельчайшими воздушными пузырьками между ними. Расстояние между пластинками примерно постоянно, поэтому в довольно широком диапазоне углов зрения окраска почти не меняется.

Окраска, обусловленная интерференцией, обычно встречается у птиц, например у самца павлина. Уплощенные крючочки на бородках пера пластинчатых структур, играющих роль интерферирующей пленки, повернуты таким образом, что их плоская поверхность обращена в сторону наблюдателя. Во многих случаях яркость переливающихся цветов усиливается в присутствии подстилающей черной поверхности (меланин), которая поглощает весь остальной свет. Благодаря такой подстилке оперение птиц часто имеет металлический блеск.

Довольно близкий к описанному выше эффекту радужного окрашивания дает дифракция, хотя она менее характерна для природных тканей, чем интерференция. Искусственные дифракционные решетки, используемые в некоторых оптических приборах, состоят из серии очень близко и на одинаковом расстоянии друг от друга расположенных параллельных линий, нанесенных на отшлифованную поверхность. Примером радужной окраски, образующейся на природных пластинчатых структурах, которые ведут себя как дифракционные решетки, является перламутровая окраска раковин моллюсков.

Природа. Свет

Так видит животных человек. А как же животные, насекомые, птицы воспринимают окружающий мир?

Каждое  животное видит мир по-своему. Сидя в засаде, лягушка видит только движущиеся предметы: насекомых, на которых они охотятся, или своих врагов. Чтобы увидеть все остальное, она должна сама начать двигаться. Сумеречные и ночные животные (например, волки и другие хищные звери), как правило, почти не различают цветов. А вот стрекоза хорошо различает цвета, но только...нижней половиной глаз. Верхняя половина смотрит в небо, на фоне которого добыча и так хорошо заметна.             О хорошем зрении насекомых мы можем судить хотя бы по красоте цветков растений - ведь эта красота предназначена природой именно для насекомых-опылителей. Но мир, какими они его видят, сильно отличается от привычного нам. Цветки, которые опыляют пчелы, обычно не окрашены в красный цвет: пчела этот цвет воспринимает, как мы  - черный. Зато, вероятно, многие невзрачные на наш взгляд цветы приобретают неожиданное великолепие в ультрафиолетовом спектре, в котором видят насекомые. На крыльях некоторых бабочек (например, лимонницы) имеются узоры, скрытые от человеческого глаза и видимые только в ультрафиолетовых лучах. Удивительным образом используют особенности зрения насекомых некоторые пауки, поджидающие своих жертв внутри цветков. Разумеется, будущая жертва, садясь на цветок, не должна замечать паука, между тем, на брюшках многих таких пауков бросаются в глаза яркие красные пятна. Чем это объяснить? Оказывается, когда на тех же пауков взглянули, так сказать, глазами насекомых, пятна стали совершенно незаметными. Зато птицам, которые могут склевать пауков, отпугивающие пятна заметны превосходно. Значит, паук "загримирован" для насекомых, но "ярко раскрашен" для птиц. Кстати говоря, насекомые определяют положение солнца, чтобы находить дорогу, даже в пасмурные дни. Ультрафиолетовые лучи свободно проходят сквозь слой облаков. Когда муравьев в ходе опыта стали облучать сильными ультрафиолетовыми лучами, они побежали укрываться "в тень" не под защиту пропускавшей ультрафиолет темной дощечки, а под прозрачное, на наш взгляд, стекло, задерживающее эти лучи.

Часто встречается в живой природе люминесценция, т.е. холодное свечение. Примером фосфоресценции (свечение под действием падающего света) может служить свечение глаз кошки и лошади, а хемилюминесценции (свечение в результате химической реакции, происходящих в организме) – свечение гниющего пня, обусловленное действием бактерий гниения. Свечение моря объясняется наличием в нем мельчайших беспозвоночных (ночесветок), внутри которых живут искрящиеся бактерии. Свечение ряда рыб происходит из – за испускающих свет глаз, у других – из – за особых органов, расположенных вдоль тела. Очень интересны, встречающиеся на большой глубине светящиеся черви, моллюски, полипы.

Этот краткий и неполный перечень приемов, убедительно показывает, что физические закономерности играют немаловажную роль в жизни живой природы.