华虻(Tabbanus mandarinus)复眼网膜和薄板的结构研究

对双翅目昆虫特别是蝇的神经重叠型复眼的研究已成为在光学、神经生理学、行为学以及控制论中越来越受重视的课题。但对虻复眼结构的研究还未见报道。前不久我们已报道了虻复眼感杆光导的模式与光适应状态的关系的研究结果。实验表明虻复眼是具有离散型感杆束的神经重叠型复眼。在复眼的网膜水平上,虻的视觉系统和蝇的视觉系统一样,可分为两个亚视觉系统:第一亚视觉系统由外周小网膜细胞RC_(1-6)组成,第二亚视觉系统是由中央小     

不同适应状态下神经重叠复眼接收视觉信息的模式

双翅目昆虫复眼的每一个小眼包含8个光感受器细胞,其中6个大的外周小网膜细胞(R_(1-6))为第一亚视觉系统。6个相邻小眼的6个不同的外周小网膜细膜接收视觉信息后传递并叠加在第一视神经节的同一个弹药筒内。另外,2个中心小网膜细胞(R(7-8))为第二亚视     

全身是眼

它生活在热带海洋的珊瑚礁群附近,它有５条细长的手臂,但没有头,手臂直接从圆盘状的小身躯上伸出,看起来很原始,不像是动物,更像是美丽的工艺品。它就是某种蛇尾虫,这种并不十分起眼的海洋动物因为最近科学家一项令人震惊的发现而引起了人们的广泛关注。 盔甲和眼睛合二为一 蛇尾虫５条手臂的外表面由粉末状的碳酸钙结晶体构成,这是它的保护性盔甲。最近,美国贝尔实验室的科学家在英国《自然》杂志上报告说,他们在研究一种蛇尾虫时,偶然发现它身体表面由碳酸钙构成的盔甲竟是由成千上万个极为微小的凸透镜构成的。透镜的直径约为１／２０毫米,能把光线聚焦在体表之下。 因此,这种蛇尾虫表面上看起来没有眼睛,但实际上每条手臂都遍布着许许多多的微型凸镜,即小眼,全身保护性的盔甲就是一只巨大的由小眼组合成的复眼。科学家发现它的成千上万只小眼排列得非常整齐、规则,因而其组成的巨大复眼能看见周围的一切。美国贝尔实验室的生物学家艾仁伯革说：“太让人吃惊了,这种原始动物的复眼实在太奇妙了,这些微型透镜的设计如此精妙,构造如此完美,我相信它绝对超过我们现有的一切人造光学透镜。” 研究人员分析认为,蛇尾虫虽然没有脑子,但是有神经系统。排列规则有致的微小透镜可能...     

螃蟹奇特的眼睛

螃蟹长期生活在水和泥沙之中,在这种环境中,螃蟹长出了一双奇特的眼睛。螃蟹的眼睛像一个带把儿的小球,小球的“把儿”可以自由地转动,而且伸缩自如。螃蟹经常把自己埋在泥沙里,把两只眼睛伸到外面,偷偷地观察外面的动静。它的眼睛像两个微型潜望镜,如果看到敌人,它便把眼睛缩进壳里,一动也不动。螃蟹的“潜望镜”小巧灵活,能伸能缩,如果坏了,还能重新长出来。螃蟹的眼睛是复眼,复眼由许许多多的小眼组成。螃蟹的小眼结构很特别,尤其是晶状体,就像带果子的小树杈,“小树杈”是一束束光导管。光线进入“小树杈”后,不是直接到达视网膜,而是在…     

螽斯光感受器结构变化的定量研究

螽斯(Gampsocleis gratiosa)是一种昼行性直翅目昆虫,其复眼具有融合型感杆。目前,对其视觉系统光感受器的研究尚未见到报道。在本工作中,我们首先利用电镜和光镜的方法,对螽斯复眼光感受器在中午和子夜两个时刻和明暗两种适应状态下的超微结构变化进行了观     

家蝇复眼性特化光感受器的进一步研究

家蝇复眼性特化光感受器是蝇视觉信息加工研究中一个有重要意义的问题,因为它与蝇的追逐行为密切相关。近几年来,Franceschini等、Hardie等、Hardie及吴卫国等先后观察到雄性家蝇复眼背区中包含一种性特化的中央小网膜细胞R_7。但是以前的研究没有发现雌性家蝇复眼中也包含性特化的中央小网膜细胞R_7。Wehrhahn 在研究家蝇的追逐     

利用电子计算机模拟复眼中小眼之间的相互抑制现象

Hartline 用电生理学方法观察到鱟(Limulus)的复眼中小眼之间有相互抑制现象,也就是一个小眼单独受到光照下的输出冲动比它与周围小眼同时受到光照下的输出要大,因为在后一种情况下,周围小眼的兴奋抑制了这一小眼的输出。于是,当一群小眼受到均匀光照时,处在光照边缘的小眼的输出比中间小眼的输出要大,这样一来就突出了边界,加强了轮廓。按照等的说法,这种     

利用鲎眼的相互抑制网络原理对印刷阿拉伯数字进行的信息加工

在鲎(一种海生的节肢动物)的复眼中,小眼之间有相互抑制现象,因此,从某种意义上看,鲎的复眼好象是一种相互抑制网络。假设其中第p个小眼单独受到光照下的输出为e_p,于是当其周围小眼也同时受到光照下,它的输出就要减小到r_p,减少的数值与周围受照小眼的个数及其兴奋程度成正比。这样一种相互抑制网络,对外界图象信息作某种加工和提取的可能性已有人提过。在我们以前的工作中也可看到,这种网络能够突出边界,随光强增加,输出也线性增加,各小眼的增加速度,与其所在位置有关。但是利用这种网络,是否可以辨认文字符号?如何来辨认?这是本文希望探讨的问题。假设相互抑制网络包括30×22个小眼,排列成长方形。为简单起见,我们只考虑印刷阿拉伯数字经过网络后的变化。数字字母经过某种光学系统,     

动物的眼睛

有的动物看起来只有两只眼睛,实际上它们的眼睛多着呢！蜜蜂有5只眼睛,3只长在头甲上(称为额眼),2只长在头的两侧(称为复眼)。鲎有4只眼睛,2只小眼在头部前方,2只复眼在头部两侧。蜘蛛有8只眼睛,2只长在头前,6只长在头部左右侧,都是单眼。苍蝇有5只眼睛,3只单眼长在头脊部,2只复眼长在头部两侧。一般来说,昆虫类的眼睛大多是复眼,它们的复限由成千上万只单眼构成,突出在头部,显得特别大。这么多的小眼协同作用有良好的运动感觉能力,能够发现快速活动的目标。蟑螂有复眼1800个,蜜蜂中工蜂有6300个,蜂王有4920个,雄蜂有13090个,蚊子有50个,蜻蜒有28000个。复眼越大,视力也越强,清晰度也越高。     

深海之中的巨大虱子

你见过30cm长的巨型虱子吗?最近,英国一家海洋公园展出了9只巨型虱子,个个体长超过30cm.这些虱子名为巨型深海大虱,生活在距离海面1 800 m处的深海中:它们并不吸食动物的血液,而是以海洋动物的尸体为食. 巨型深海大虱又名巨型等足虫,是节肢动物门等脚目漂水虱科动物.它们外表看上去像是放大版的潮虫,比人的手掌还大.巨型深海大虱和潮虫的身体一样,都有坚硬的鳞片状钙质外骨.这样,鳞片在上与头部、在下与尾部都是合为一体的,犹如一个带尾短腹的盾牌.巨型深海大虱有着由近4 000个平面小眼组合成的复眼,无柄的复眼在头部相互保持距离.此外,巨型深海大虱还有两对触须.     

基于腹色蜉复眼防水汽机理的仿生功能表面

研究了腹色蜉复眼表面的防水汽功能,利用扫描电子显微镜(SEM)及激光共聚焦显微镜(CLSM)表征了其表面结构,在此基础上借助Cassie模型解释了其防水汽机理.利用激光干涉光刻技术(LIL)及胶体刻蚀技术(CL)制备了人工腹色蜉复眼表面并进一步研究了其表面防水功能,同时讨论了其防水功能的影响因素及作用规律.结果表明腹色蜉复眼表面本征接触角越大,小眼上下半径比越小,防水功能越强.特征尺寸为350 nm的类腹色蜉复眼结构优化表面其静态水接触角为160°±5°,滚动角约2°,呈超疏水状态,具有优良的防水、自洁功能.该研究旨在应用于新型防水、防雾材料表面的研发.     

基于PCDTBT:PC71BM的半透明高效聚合物太阳能电池

通过在聚合物电池内部加入Ag半透明增反膜,构建光学谐振腔,实现了光线在Ag薄层和金属电极之间的多次反射.这样可增加活性层对光的吸收,提高量子效率,进而大幅度提高短路电流,优化电池性能.实验中使用具有较低能带结构和宽吸收光谱的新型聚合物PCDTBT作为电子给体材料和PC71BM作为电子受体材料,通过控制薄膜生长过程和优化膜层厚度使转化效率达到5.08%.在此基础上,加入Ag作为半透明增反层,促使光线在Ag薄层和金属电极之间往复反射传输,大幅提高量子效率和短路电流.通过改变Ag薄层的厚度获得最大的短路电流密度和光电转换效率,实验得出当Ag厚度为8nm时,短路电流达到最大15.0mA/cm2,光电转换效率达到6.03%,从而达到了半透明增反层大幅提高电池性能的目的.     

螽斯复眼光感受器生理变化作为时间和适应状态的函数

本文利用电生理细胞内记录方法,在24h周期(日间和夜间)内和不同适应(明适应和暗适应)状态下,持续记录。研究了螽斯复眼侧区小眼小网膜细胞的角灵敏度、光谱灵敏度、偏振光灵敏度、绝对灵敏度和适应变化     

鲜为人知的体表健康奥秘

眼大与眼小 "眼睛是人类的心灵窗口,但是眼大与眼小则有许多医学信息",对眼睛经过多年研究的哈佛医学院教授路易斯·马丁说.他认为,在人们的众多眼型--双眼皮、单眼皮、凸睛眼、丹凤眼、水汪眼、眯缝眼中,双眼皮、凸睛眼与水汪眼等属于大眼类,而单眼皮、丹凤眼和眯缝眼则是小眼类.     

超快激光制造智能可调谐仿生复眼

<正>经过几千年的自然进化,节肢动物的复眼已经形成一种独特的视觉系统,具有视野广、景深大、成像失真小、对移动物体敏感等一系列独特的优点[1～5].昆虫复眼通常由分布在半球曲面(主眼)上的数百个紧密排列(100%填充因子)的小眼组成.正是由于这种精致的结构,昆虫能够以高信噪比接收入射光,并以大视场角(高达360°)从周围环境中获取光信号.近年来,     

新潮科技

隐身斗篷美国科学家用硅纳米材料制造了一种隐身斗篷,使普通的光学检测无法发现放置在斗篷下的物品。这种新隐身斗篷完全由绝缘材料制造,在光学频率中,它们往往是透明的。斗篷由矩形的硅片制成,厚250nm。硅片可以作为一个光波导,光线仅限于在这个垂直高度中向前后两个方向自由传播。在纳米硅材料上,研究人员精心设     

隐身斗篷

美国科学家用硅纳米材料制造了一种隐身斗篷，使普通的光学检测无法发现放置在斗篷下的物品。这种新隐身斗篷完全由绝缘材料制造，在光学频率中，它们往往是透明的。斗篷由矩形的硅片制成，厚250nm。硅片可以作为一个光波导，光线仅限于在这个垂直高度中向前后两个方向自由传播。在纳米硅材料上，研究人员精心设计了一些孔：每个孔直径为110nm，这就使得斗篷周围的光波发生完全弯曲，就好像河水流过岩石一样。它表明，当光线的方向发生改变，物品的隐身是可以实现的。     

飞秒激光仿生复眼制造进展

复眼系统是自然界中普遍存在的一种视觉成像系统,与单眼相比,它具有体积小、视场角大、景深大以及对快速运动物体灵敏度高等优点.人工仿生的复眼结构在机器人视觉、三维成像、目标跟踪、导航、监测、医学等领域具有极其重要的应用价值.与传统复眼透镜制备技术相比,飞秒激光微纳加工技术在三维制备、高精度加工、可程序化设计等方面具有突出的优势,使得飞秒激光技术成为重要的仿生复眼制备方式.本文总结了飞秒激光加工仿生复眼透镜的最新研究进展,对激光增材和减材两种制备方式分别进行了阐述和分析,对仿生复眼透镜的应用进行了简单的介绍,最后探讨了飞秒激光制备复眼透镜领域存在的一些挑战,并对该领域的未来发展方向进行了展望.     

光线的量子Liouville方程

几何光学量子理论的建立不仅使光线力学体系得以完善,而且为光线的统计理论提供了基础。D.Marcuse曾基于经典光线力学在4维光线相空间里建立了光线Liouville定理来阐     

动物眼中的五彩世界

正生物了解周围世界的视觉感知能力取决于眼睛。在动物中,有一些可能是部分色盲,但在某些方面,它们的视觉能力比我们人类要强得多。人类是三色视者,视网膜上有三种类型的光感受器,称为视锥细胞,可分别感知红色、绿色和蓝色。还有一种不同类型的视觉细胞,被称为视杆细胞,可检测到少量的光线,让我们在黑暗中也能看清东西。