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松鼠有约 当你碰到一条毒蛇,你是会像春运赶火车一样排除万难英勇向前,还是像撤离股市一样不顾代价拼命逃跑只求不被套牢?松鼠说,我们有一尾神功。

这是美国UC Davis一研究小组在2007年所发表的结论。当加州的松鼠遇见响尾蛇,它们会拼命摇晃尾巴,改变自己身体血流的方向,使其聚集于尾部,让尾巴产生许多热量。而响尾蛇有一套天生的红外感应系统,能够感应到松鼠尾巴热量散发出的红外光,于是它将惊恐地停止进攻。

红外线也许对民众而言并不陌生。赤橙黄绿青蓝紫,谁持彩练当空舞?主席一诗绘尽了彩虹七色。但在彩虹的红光旁侧,还有看不见的同样来自太阳光子发射的光线。这就是著名的红外光。它分为近中远三种,波长为0.75~1000μm,高于我们日常可见的五彩光线。

大众最熟知的红外技术也许是红外加热。组成万物的分子有三种运动方式:平动,转动和振动。当分子接受了红外光的照射,它吸收了红外光里某些光子的能量,于是振动得更加的生猛,物体的温度也就随之升高。

韩阳,加州另一所公立大学的博士研究生,专业研究红外光技术。为什么他选择了这样的研究课题?他说,因为这个技术比较干净。

他正在研究应用的红外光谱仪,用以测试蛋白分子的振动模式。当入射的红外光谱进入分子,分子的各种振动模式可以吸收不同波长的红外光,于是出射的红外光谱便会产生变化。通过比较,我们便可以了解分子的振动方式。

我们拿到的出射光的红外光谱,是一个横看成岭侧成峰的图,完全让人不识真面目。韩阳说,其实每个峰都有特别的意义。分子们像是一个奥运会代表团,每个人,每个运动项目都会带来奖牌。不同的是,每个人在一个运动项目里就可以拿到好多奖牌,吸收不同份数的能量。

在正常的室温下,分子有一定的振动能量。当它吸收了红外光子后,它的能量便有所增加。这个能量的大小并不是随意变化,它增加的方式类似于走台阶,可以上升一个到多个台阶,但不可以有半个或2/3个。于是我们看到的出射的红外光谱里有许多吸收峰,便是来自于分子吸收不同大小的能量,进而跨越相应高度的台阶。

排除了这些一个人一个运动就拿许多奖牌的,我们便可以拣出其他信息,看看不同的运动项目如何吸收了红外光能量。每一个分子基团就有许多不同的振动模式。比如大家最为熟悉的二氧化碳CO2,这样一个小分子宛如一健美操运动员,伸出的两个C=O键像两根弹簧,可以互相对称或不对称地伸缩,而且整个分子还可以弯曲。每一种运动方式都可以吸收不同能量的红外光子,让我们可以探究它们的运动规律。

二氧化碳的吸收峰

Asymetric Stretch Symetric Stretch Vertical Bend Horizontal Bend

(二氧化碳分子的Asymetric Stretch、Symetric Stretch、Vertical Bend、Horizontal Bend振动方式)

于是在这样一个奖牌榜上,有着眼花缭乱的各种峰值。然后各种科研工作者可以自取所需了,化学家用以分析分子性质,材料工程师用以分析分子结构,生物学家用以分析蛋白质。

我曾在某香港武打片看过,某大侠利用红外仪,探测大楼里目标人物的位置,再用枪瞄准等。韩阳严重地鄙视了我没有科学常识的想法。红外线会被楼房的墙壁所吸收,不可能探测到人的位置。但当然,如果你是躲在黑夜的树丛里,由于人体的体温比周围环境高,红外仪还是可以轻易地探测出你的位置。这便同理于松鼠吓唬毒蛇的独门武功。所以如果你被追杀,请不要躲进树丛。

当然如果你百度一下“红外光”,跳出来最多的信息还是各种“红外透视仪”,“红外透视眼镜”“红外照相机”等,传说可以透视麻将牌,甚至女模特的衣服。韩阳很英明地指出这种无良厂家的无知:红外波段波长较长,穿透力不强。正如安检或医院透视用的都是X-ray,因为X-ray的波长短,穿透力强。但能看见的也无非如此。

“当然,如果哪天有可以看美女的透视眼镜,我一定迅速去订购一个。”韩阳说,“虽然在加州,不需要眼镜,不需要松鼠的秘方,也什么都能看得见,基本都在外面了。”

“也许,研究透视美女比研究红外光谱仪更有前途些……”

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36 Responses to “松鼠有约:红外光和松鼠”

  1. 猛犸说道:

    赞一下这个有力的结尾!

  2. fwjmath说道:

    “这也便是松鼠吓唬毒蛇的独门武功。”
    这一句说反了吧……这不是放出红外线么……

    • Fujia说道:

      放错位置了。。应该是在下边红外探测仪的例子里。已更正。谢谢

  3. Robot说道:

    那几个动态图满好玩的。BTW,蛇为什么怕松鼠尾巴?红外线尾巴?

    • Fujia说道:

      因为被吓到了。。

      • Robot说道:

        因为蛇是冷血动物,所以怕热的?

        • longinus说道:

          是不是误以为是大体型动物?还是说恐惧陌生的东西?应该不会以为这是一团火吧……以上为个人瞎扯

          • snowmark说道:

            误会成某种比他大的动物吧~把尾巴当成心脏?那果然是好大一头的动物~

          • Fujia说道:

            这个。。大家去请教下蛇吧。。。

      • 黏液传说说道:

        不是传说响尾蛇利用“鼻窝”(或者类似物)侦测老鼠红外线然后进攻,以至于在野外行走,夜里不要吸烟,以免被蛇咬么?

    • klxmouse说道:

      蛇表示 前方发现高能量反应 退避当然是很正常的啦

  4. chonps说道:

    想起上大学的时候讲物化的老师在课堂上做的一套“红外体操”,stretch and bend~~:D

  5. sunny0302说道:

    那个,动物的毛不是能够减少热量的流失吗?怎么才能让大尾巴聚集热量呢?

    • Fujia说道:

      原文是说把血液压进尾巴里。具体请参考原文:Ground squirrels use an infrared signal to deter rattlesnake predation, by Aaron S. Rundus et al. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007.

  6. Aiger说道:

    Oh~No
    这个谱还是变换过来换成透过率吧
    反正我只习惯解峰朝下的红外谱啦~~~~
    下学期还有好多的分析课~

  7. snowmark说道:

    说明一下,所谓“某大侠利用红外仪,探测大楼里目标人物的位置,再用枪瞄准”是王晶王大导演的《爱上百分百英雄》。主演郑伊健、陈小春、梁咏琪。严重跑题了……

    • Fujia说道:

      帮我翻出了回忆。。谢谢。。真强人也。。

  8. mcv说道:

    这个机制并不那么有效。

    ——SA上如是说

  9. Aether说道:

    是不是说以后我们遇到蛇就应该开始憋气把脸涨红-.-|||

  10. Riso说道:

    “当然如果你百度一下“红外光”,跳出来最多的信息还是各种“红外透视仪”,“红外透视眼镜”“红外照相机”等,传说可以透视麻将牌,甚至女模特的衣服”

    我怎么没看到有这些?

    • Fujia说道:

      这两天国家政策来得紧,这些网页清理得够快..搜一下"红外线透视眼镜","红外线透视图"还是有很多的,刚刚居然发现"郭晶晶红外线透视图"...

    • Fujia说道:

      又找到个"朱茵红外线透视图"..同学你真的想要看这些么..

  11. yijia说道:

    那红外传东西是什么.为什么利用红外可以传东西?那蓝牙不就更高深了?

  12. dua说道:

    据一个学激光的朋友说红外光可以致盲阿,而且人类看不见,一下子就瞎了,也很邪恶的说

  13. rickliu说道:

    最后一句很不错,hoho

  14. bo~说道:

    哈哈哈,马甲和结尾都很有力

    腹肌啊同学,请继续用结尾那种感觉写文吧XDDDDDDDD

  15. 不知道叫什么…说道:

    哇…很帅气…啃着早饭看这文章,不知道是好问章加快我了吃早饭的速度,还是美味的早饭加快了我阅读的速度~松鼠的红外尾巴很有趣,不过确实不明白蛇为什么怕~

  16. 不知道叫什么…说道:

    嗯,红外激光,我们才学的,CO2的气体激光是红外的吧!或者是YAG?完了。。。才学的就记不清了。。。悲剧。。。