蝴蝶在哪里获得醒目的颜色?

经过:詹妮弗·霍顿

这个女王亚历山德拉(Alexandra)的鸟翼的充满活力的蓝色翅膀使人很容易发现,尤其是因为它具有11英​​寸的翼展。看更多昆虫图片
Colin Keates/Dorling Kindersley/盖蒂图像

蝴蝶拥有自然界中发现的一些最引人注目的颜色显示器。当他们从花朵飞向花朵聚会的花蜜时,它们鲜艳的翅膀似乎闪闪发光并在您的眼前改变颜色。飞行员飞越雨林可以看到南美形态蝴蝶的明亮蓝色,直到半英里处[来源:Vukusic]。蝴蝶的丰富颜色可以充当伪装,伴侣吸引力和警告信号。

但是,什么使蝴蝶翅膀的生动色彩似乎在跳舞?他们如何拥有如此强烈的色调?

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蝴蝶实际上是从两个不同来源获得的颜色:普通的(或者色素)颜色和结构色。普通颜色来自普通的化学色素,吸收了某些波长的光并反射其他波长。例如,颜料叶绿素为植物染色。叶绿素吸收了光谱的蓝色和红色,而不是绿色的绿色,当它反弹回您的眼睛时,您会看到它们。大多数蝴蝶从黑色素中获得不同的棕色和黄色阴影,黑色素的色素使您在夏天晒黑,并给一些人雀斑。

结构色蝴蝶是事物变得有趣的地方。这种颜色源于蝴蝶翅膀的特定结构,并解释了为什么蝴蝶的某些颜色似乎在变化并显得如此强烈。观察者移动时,变化的颜色的这种质量被称为虹彩,它在本质上比您想象的要多。珍珠贝壳,鱼和孔雀的母亲只是具有这种品质的动物的几个例子,但在蝴蝶家族中最为明显。它发生在何时通过透明的多层表面,反映不止一次。多种反射相互加强并增强颜色。

了解虹彩的品质和蝴蝶翅膀的结构如何结合力量,以在下一页上产生如此出色的效果。

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本质上的虹彩

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建设性干扰会放大蝴蝶翅膀的颜色。
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在谈论虹彩时,有助于记住是一波,可以描述为波长:波浪上相同点之间的距离。波浪也可以用它们描述阶段:他们的位置波峰(高点)和(低点)。当两个波具有相同的阶段时,如果将它们放在彼此的顶部,它们的峰顶和槽将对齐。

无论您是否知道,您还是个孩子,您都可能熟悉虹彩。您可能在用魔杖吹出气泡或在浴缸里玩气泡时惊叹不已。有了肥皂气泡,光首先穿过气泡的顶层,其中一些反射,而某些光继续延伸到底层,其中一些又一次反射。根据第二个反思加入第一个和其他几个因素的时间,这两个波可能会或不排队或具有相同的阶段。如果两个波的阶段由一个完整波长的某个倍数不同,则据说这两个波建设性干扰。如果两个波的不同一半波长或奇数的倍数,则它们具有破坏性干扰

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建设性干扰是虹彩中发生的事情。它导致两个波相互补充并增强反射。虹彩的作用比普通色素产生的颜色更强烈。破坏性干扰会导致两波互相抵消并削弱反射,或者完全摧毁它。基本上,当一波浪潮匹配的峰顶和槽时,它们的力量就会放大。当他们不匹配时,它们大多被摧毁。

好的,您是在说,但是蝴蝶翅膀看起来不像肥皂泡。那么他们怎么做?继续阅读以了解蝴蝶翅膀中的虹彩如何发挥作用。

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蝴蝶翅膀的虹彩

当光线撞到蝴蝶翼的不同层时,它会被无数次反射。所有这些反射的组合导致许多物种的强烈颜色。“width=
当光线撞到蝴蝶翼的不同层时,它会被无数次反射。所有这些反射的组合导致许多物种的强烈颜色。

肥皂泡背后的相同原理适用于蝴蝶翅膀。然而,它们的翅膀扩大了虹彩的影响,因为它们具有更多的层通过,从而使光波相互反射和放大的更多机会。

蝴蝶的翅膀虽然很小,又被数千个显微镜尺度覆盖,分为两到三层 - 因此他们的希腊订单名称鳞翅目,意为缩放的翅膀。反过来,每个量表的多层被空气隔开。与其仅具有从气泡中的顶部和底层产生的建设性干扰,还会产生许多相同的蝴蝶翅膀层,创造出多种建设性干扰的实例。

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当光线撞到蝴蝶翼的不同层时,它会被无数次反映,并且所有这些反射的组合都会导致您在许多物种中看到的非常强烈的颜色。一些蝴蝶展示甚至延伸到紫外线,这是蝴蝶可见的,但对人类却没有。这种检测到紫外线的能力指导君主蝴蝶从北美到墨西哥的年度移民。

蝴蝶的结构和色素色的结合可以产生有趣的效果。例如,如果您看到一只带有黄色颜料的蝴蝶在形成蓝色虹彩颜色的结构下,您可能会看到两种颜色合并制成的绿色阴影。或根据您的观点,您可能会看到蓝色,黄色,绿色或三个组合。当蝴蝶移动翅膀和光线以不同角度进入时,您的视线将会改变。

蝴蝶翅膀有多种颜色和图案。“width=
蝴蝶翅膀有多种颜色和图案。
©istockphoto.com/ismael Montero Verdu

他们是否充当伪装或交流,彩绘的女士,红斑点紫色以及其他成千上万种蝴蝶物种的辉煌,复杂的翅膀归功于虹彩和结构色。

有关蝴蝶和虹彩的更多信息,请访问下一页上的链接。

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来源

  • 属,珍娜。“蝴蝶翼解剖学。”迷人的学习。2000.(2008年2月20日)
  • 杜马,迈克尔,策展人。“蝴蝶。”颜色的原因。2007。Webexhibits。华盛顿特区动态教育进步研究所。(2008年2月20日)http://webexhibits.org/causesofcolor/15.html
  • Vukusic,Pete等。“埃克塞特大学的自然光子学。”埃克塞特大学。(2008年2月20日)http://newton.ex.ac.uk/research/emag/butterflies/index.html
  • Vukusic,Pete和J. Roy Sambles。“生物学中的光子结构”。自然。2003年8月14日。(2008年2月20日)http://newton.ex.ac.ac.uk/research/emag/butterflies/pdf/nature_2003_424_852.pdf

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