“蠅眼”航空相機

“蠅眼”航空相機

美國人根據蒼蠅複眼的原理髮明了“蠅眼”航空照相機,這種照相機一次能拍攝1000多張高清晰照片。天文學也有一種叫做“蠅眼”的光學儀器,這是一種在無月光的夜晚也能夠探測到空氣簇射光線的儀器。這種儀器的多鏡面光學系統正是根據蒼蠅複眼的結構設計的。

成像原理

蒼蠅和照相機:蒼蠅的一隻複眼是由4000多隻小眼組成的,這些小眼睛組成一個蜂窩一樣的形狀堆積在蒼蠅的頭兩邊。複眼對蒼蠅的生活來說可重要了,蒼蠅身上的許多部分都是與複眼直接相連,複眼看到目標之後,蒼蠅就立刻出動,乾起新的壞事。可別小看蒼蠅的複眼,它們觀察物體比我們人類還要仔細和全面。每秒鐘閃爍60次的日光燈,你也許根本無法察覺,可是蒼蠅卻能夠不費吹灰之力地看出來。人類對蒼蠅眼睛的研究至今,收穫非常豐富。

人的眼睛是球形的,蒼蠅的眼睛卻是半球形的。蠅眼不能像人眼那樣轉動,蒼蠅看東西,要靠脖子和身子轉動,才能把眼睛朝向物體。蒼蠅的眼睛沒有眼窩,沒有眼皮也沒有眼球,眼睛外層的角膜是直接與頭部的表面連在一起的。

從外面看上去,蠅眼表面(角膜)是光滑平整的,如果把它放在顯微鏡下,人們就會發現,蠅眼是由許多個小六角形的結構拼成的。每個小六角形都是一隻小眼睛,科學家把它們叫做小眼。在一隻蠅眼裡,有3000多隻小眼,一雙蠅眼就有6000多隻小眼。這樣由許多小眼構成的眼睛,叫做複眼。

蠅眼中的每隻小眼都自成體系,都有由角膜和晶維組成的成像系統,有由對光敏感的視覺細胞構成的視網膜,還有通向腦的視神經。因此,每隻小眼都單獨看東西。科學家曾做過實驗:把蠅眼的角膜剝離下來作照相鏡頭,放在顯微鏡下照相,一下子就可以照出幾百個相同的像。

世界上長有複眼的動物可多了,差不多有1/4的動物是用複眼看東西的,像常見的蜻蜓、蜜蜂、螢火蟲、金龜子、蚊子、蛾子等昆蟲,蝦、蟹等甲殼動物都長著複眼。

科學家對蠅眼發生興趣,在於蠅眼有許多令人驚異的功能。

如果人的頭部不動,眼睛能看到的範圍不會超過180度,身體背後的東西看不到。可是,蒼蠅的眼睛能看到350度,差不多可以看一圈,只差後腦勺邊很窄的一小條看不見。

人眼只能看到可見光,而蠅眼卻能看到人眼看不見的紫外光。要看快速運動的物體,人眼就更比不上蠅眼了。一般說來,人眼要用0.05秒才能看清楚物體的輪廓,而蠅眼只要0.01秒就行了。

其他套用

蠅眼還是一個天然測速儀,能隨時測出自己的飛行速度,因此能夠在快速飛行中追蹤目標。根據這種原理,前人們研製出了測量飛機相對於地面速度的電子儀器,叫做“飛機地速指示器”,並已在飛機上試用。這種儀器的構造,簡單說來就是:在機身上安裝兩個互成一定角度的光電接收器(或在機頭、機尾各裝一個光電接收器),依次接收地面上同一點的光信號。根據兩個接收器收到信號的時間差,並測量當時的飛行高度,再經過電子計算機計算,即可在儀表上指示出飛機相對於地面的飛行速度了。

將它們有規則地粘合起來,製成了“複眼透鏡”,用它作鏡頭可以製成“複眼照相機”,一次就能照出千百張相同的像來。用這種照相機可以進行郵票印刷的製版工作。

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