تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
الألوان الهيكلية للحشرات والأسماك والطيور ومؤخرات القردة
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص819
2025-09-28
95
يتّسم عصفور الكناري باللون الأصفر نظرًا لوجود صباغ في ريشه يمتص كل الألوان المكونة للضوء الأبيض ما عدا اللون الأصفر. ومعظم الألوان التي نجدها في عالمنا اليومي بما في ذلك ألوان الحيوانات يعود إلى صبغة مشابهة إلا أن كثيرًا من الحيوانات لا يعود تلونها إلى الصبغة إنما إلى سمة بصرية غريبة لتركيبة سطحها الخارجي (مثل الجناح أو القوقعة أو الريش أو الجلد ... إلخ). فما سبب التلون في الأمثلة التالية؟ بعض الفراشات والحشرات لها أجنحة قزحية اللون؛ أي تتغير ألوانها مع تغيير زاوية الرؤية. ومن الأمثلة الجميلة جناح فراشة المورفو. فعلى الرغم من أن الصباغ على الجناح بني اللون (كما يبدو على السطح السفلي للجناح، فإن السطح العلوي أزرق متقرح ساطع.
تستخدم سمكة الرنجة خصائص بصرية شبيهة لكنها أكثر تعقيدًا نسبيا لتجعل نفسها بيضاء فضية. ومن مزايا هذا التلون أن المفترس يجد صعوبة بالغة في تمييز سمكة الرنجة في الماء.
تظهر بعض الخنافس الدوارة الاستوائية انعكاسا قويا لضوء الشمس (الأبيض) عند مشاهدتها من زاوية معينة، لكن تُظهر ألوانا قزحية لافتة للانتباه عند مشاهدتها من زوايا أخرى تُظهر أنواع أخرى عديدة من الخنافس انعكاسات قوية وألوانا قزحية مشابهة. لعل أكثر الألوان الهيكلية إثارة هي تلك التي تظهرها خنافس سكارا بيدا التي يعمل سطحها كنوع من البلورات السائلة ليعكس ضوءًا ساطعًا لألوان متعددة على النقيض من ذلك، تستخدم الخنافس النمرية خصائص بصرية لإخفاء نفسها من خلال الاقتصار على عكس الألوان المتوافقة مع التربة المحلية.
تتميز بعض الثدييات بجلد ملوّن ساطع. على سبيل المثال، يتسم قرد الماندريل الذكر بجلد أزرق على الوجه والعجز والصفن. وعلى الرغم من سطوع هذا اللون فإنه ليس قزحيا يُستخدم نوع مختلف من الخصائص البصرية لتكوين المناطق الزرقاء والمناطق البيضاء في يرقات الخيام ولتكوين اللون الأزرق في طائر القيق الأزرق. لون الجناحين الأماميين لخنفساء هرقل إما أصفر أو أسود اعتمادًا على الرطوبة وإذا تغيرت الرطوبة فجأة فلن تحتاج الخنفساء إلا دقائق قليلة لتغير لونها.
الجواب: السبب في أن كثيرًا من المناطق الملونة في الفراشات والعثث قُزحي اللون هو وجود حراشف شفافة شبيهة بالجليدة تتسبب في تداخل الضوء. إن الحراشف الموجودة على السطح العلوي لجناح فراشة المورفو مرتَّبة في بنية شبيهة بالشرفة. وعند سقوط الضوء الأبيض على هذه الحراشف تسفر انعكاسات الضوء الأزرق الصادرة عن الحراشف المتعاقبة (مثل الحرشفة العليا والتالية التي أسفل منها عن تداخل هدام، وهذا بسبب سمك الحراشف وانفصالها رأسيًّا أما انعكاسات الألوان الأخرى المكونة للضوء الأبيض فتسفر عن تداخل هدام جزئي أو كامل، ولذلك ترى اللون الأزرق من الجناح، ومع تغير زاوية الرؤية، فإنك تغير نسبيا مسار الضوء الواصل لك؛ وهذا التغير يغير الطول الموجي، أو لون الضوء المتعرّض للتداخل البناء. ونظرًا لاعتماد اللون الذي تراه على الجناح على زاوية الرؤية، فإن الجناح قزحي اللون.
لون سمك الرنجة يعود أيضًا إلى التداخل البصري بفعل الحراشف، لكن توجد ثلاث ترتيبات لتداخل الحراشف يُسفر كلٌّ منها عن تداخل بنَّاء للضوء المنعكس في جزء مختلف من الطيف المرئي. وعندما ترى هذه الأنواع الثلاثة من الانعكاسات الساطعة فإنك تراها باللون الأبيض عند اجتماعها. إلا أن هذا البياض يختلف عن اللون الأبيض العادي نظرًا لوجود تغير بسيط في اللون عند تغيير زاوية رؤيتك للسمك. ويكون من الصعب تحديد مكان سمكة الرنجة في الماء؛ لأن الضوء المنعكس يشبه تقريبا الضوء المحيط بها تحت الماء. يُغطي سطح الخنفساء الدوارة الاستوائية حراشف ضيقة مصطفة كما لو كانت محزز حيود، وهذه وسيلة بصرية تتكون عادةً من العديد من الشقوق الرفيعة المتوازية التي تنتج نسقًا متداخلا. إذا نظرت إلى الجزء الساطع المركزي في نسق حيود ا فسوف ترى الضوء الأبيض الساطع. وإذا رأيت الأجزاء الساطعة البعيدة عن المركز، فسوف ترى الألوان التي انتشرت بفعل الحيود على نحو يسمح بتمييزها. وعندما تدور إحدى هذه الخنافس في الماء، تحدث تغيرات سريعة في الشدة واللون؛ مما يمكن أن يتسبب في ارتباك المفترس لا تعود انعكاسات خنفساء الخنفساء سكارا بيدا إلى الحراشف بل إلى ترتيب غريب للويفات دقيقة فهي مرتبة في طبقات ومحاذاة كل طبقة تختلف عن الطبقة التالية. وعندما يخترق ضوء الشمس الطبقات، فإن الانعكاسات الصادرة عن الطبقات التي يفصل بينها مسافات مناسبة تتعرض للتداخل البناء وتخرج من الخنفساء في صورة ضوء ملون ساطع.
من الممكن أن تبدو الخنافس النمرية بنية أو سوداء في عينك (التوافق التربة الموجودة فيها)، لكنها في الحقيقة متعدّدة الألوان على سبيل المثال، تحتوي أغطية جناح الخنفساء النمرية المسماة «سيسينديلا أوريجونا» على بقع دائرية لونها أخضر مزرق محاطة باللون الأحمر. وكلا اللونين ناتجان عن تداخل راجع إلى الحراشف الشبيهة بالجليدة الموجودة على الجناح. وعندما ترى الخنفساء على الطبيعة يدمج جهازك البصري الألوان المرئية ويجعلك تُدرك اللون البني. ويحدث دمج شبيه للألوان من المناطق الصغيرة جدًّا التي لا يمكن إدراكها على حدة عندما تُشاهد الشاشات الملونة واللوحات التنقيطية. يعود لون الجلد الأزرق في قرود الماندريل وغيرها من الثدييات الأخرى إلى الترتيب الدوري نسبيًّا (أو شبه الدوري) لألياف الكولاجين في الأدمة. وفي أي منطقة مجهرية، تكون هذه الألياف متوازية ولديها عرض ومسافات بينية يُشتتان الضوء الأزرق خارج الجلد. أما في الأماكن الأخرى مثل الوجه فتكون ألياف الكولاجين متشعبة لدرجة أن الأزرق يُسيطر على الضوء الخارج من الجلد. وفي أماكن أخرى مثل العجز تكون كمية ألياف الكولاجين أقل، لكن تكون هذه الطبقة واقعة على ميلانين يمتص الضوء المار عبر الكولاجين. ونظرًا لوجود الخلفية الداكنة المتمثلة في الميلانين، يكون الضوء الأزرق الخارج من الجلد لافتا للنظر. ورغم ذلك، لا يكون هذا اللون قزحيًّا، فالتقرح يتطلب ترتيبا أكثر انتشارًا لمناطق التشتيت السبب في المنطقة الزرقاء الموجودة على برقة الخيام هو تشتت الضوء بفعل الشعيرات الشفافة للمادة الشبيهة بالجليدة التي تُغطّي السطح العلوي لليرقة. ويوجد تحت هذه الشعيرات سطح قائم وهذه الشعيرات بالغة الصِّغَر لدرجة أنها تشتت الضوء الأزرق في الأساس ليعود نحوك؛ بينما يظلُّ بقية الضوء في السطح القاتم الذي يمتصه، ولذلك ترى الضوء الأزرق بصفة أساسية في هذه المنطقة. وتختلف المنطقة البيضاء في أن السطح السفلي يعكس أو يُشتّت الضوء نحوك، وأنه ليس داكنا وفي هذه الحالة، فإن الضوء الأزرق الموجود في الشعيرات يضيع في الضوء الأبيض الأكثر سطوعًا الموجود في السطح السفلي.
يعود سبب الزرقة في ريشة طائر القيق إلى التشتت التفضيلي للطرف الأزرق من الطيف بفعل الخلايا السنخية الصغيرة في أطراف الريش. أما الألوان في الطيور الأخرى فيكون سببها كلا من التشتت والتصبغ أو طرقًا مختلفة يتعرض من خلالها الضوء للتداخل.
يتكون الجناح الأمامي الجلدي الصلب الخنفساء هرقل من سطح علوي شفاف رقيق يقع على طبقة إسفنجية صفراء وأسفل الطبقة الإسفنجية توجد مادة سوداء شبيهة بالجليدة. وعندما تمتلئ الطبقة الإسفنجية بالهواء، يتشتت منها الضوء ويخسر معظم الألوان ما عدا الأصفر؛ ومن ثَمَّ يبدو الجناح أصفر. وعندما تكون الخنفساء في رطوبة شديدة، تمتلئ الطبقة الإسفنجية بالماء، ويمر مزيد من الضوء عبر تلك الطبقة ليصل إلى مادة الجليدة السوداء فتمتص ذلك الضوء. وفي هذه الحالة يبدو الجناح أسود اللون.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في علم البصريات
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
