为什么飞行员和放射科医生在强光下佩戴红色护目镜?

当你突然离开一个黑暗的房间,走进一个明亮的操场时,你总是会发现自己眯着眼睛。明亮的阳光几乎让人眼花缭乱!另一方面,当您在阳光下呆了很长时间后走进一个光线昏暗的房间时,您会发现您的眼睛变得睁大,试图理解突然变暗的周围环境。

基本上,这需要当我们从明亮的区域移动到昏暗的区域时,我们的眼睛需要一段时间来适应,反之亦然。

现在我们想到一个问题:某些专业人员需要在昏暗的光线下具有最大的视觉灵敏度,例如放射科医生和飞行员……他们如何适应亮度的突然变化?

嗯,很简单,他们在强光下戴着红色护目镜!

但是为什么?

让我们找出答案……但先了解一些基础知识。

飞行员在昏暗的驾驶舱中工作,但需要很高的视力。放射科医生也是如此。 (照片来源:Sunshine Seeds/Shutterstock)


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眼睛的解剖

眼睛的形状像一个水平拉长的球体,只有前六分之一可见。眼睛的其余部分包含在头骨的眼窝内。

眼睛由三层组成:最外层的纤维层、中血管层和内神经层。

外纤维层包含两个主要结构:巩膜和角膜。巩膜是眼睛的“白色”,角膜是透明的

中血管层由虹膜、瞳孔、脉络膜和睫状体组成。瞳孔就像一个孔径光线通过虹膜进入眼睛,而虹膜就像快门一样控制进入的光线量。

眼睛的第三层也是最内层是视网膜。这就像形成外部世界图像的屏幕。视网膜是眼睛的光敏感神经层,包含称为视杆细胞和视锥细胞的光感受器。感光器是专门的神经元,可以检测光并以电信号的形式向大脑发送视觉脉冲。

该图从侧面显示了人眼及其各个部分。(照片来源:solar22/Shutterstock )

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感光

感光是描述视杆细胞和视锥细胞等光感受器如何吸收进入眼睛的光波并将其转换为电信号的过程然后被发送到大脑进行视觉处理。

光感受器有三个主要部分。

它们有一个外部部分,这是感受器检测光的部分,以及包含细胞体的内部部分。最后,光感受器有一个突触末端将它们连接到中间神经元,这有助于将信号传播到视神经。

视杆细胞

视杆细胞大多位于视网膜外围。杆的外段有细胞膜的折叠,形成圆盘,就像窗帘上的褶皱。这些视盘含有一种叫做视紫红质的高浓度蛋白质,它会被光激活。视紫红质也被称为“视觉紫色”。

视杆细胞中含有大量视紫红质,因此对光极其敏感;只需要一个光子就能激活一根棒子。这就是为什么视杆细胞让我们即使在昏暗的照明条件下(即晚上)也能看到东西。然而,视紫红质不能不同不同波长的光之间存在差异,因此它只允许黑白视觉。

该图显示了杆细胞和视锥细胞的结构。(照片来源:Designua/Shutterstock)

视锥细胞

视锥细胞集中在中央凹,这是视网膜上的一个小凹陷。它们使中央凹成为视力最高的区域。与杆一样,锥体也有形成盘的细胞膜折叠。然而,与形状像圆柱体的杆不同,视锥细胞的外段形状像蛋卷冰淇淋,这也解释了它的名字。

在视锥细胞中,圆盘被低浓度的蛋白质覆盖称为光蛋白酶(另一种被光激活的分子)。因此,视锥细胞对光的敏感度相对较低,需要数百个光子才能被激活。因此,视锥细胞主要在明亮的光线条件下有用,即白天。

然而,视锥细胞主要帮助我们检测颜色。视锥细胞分为三种不同类型:红色、绿色和蓝色——每种都被不同类型的光蛋白酶覆盖,这种光蛋白酶仅被特定波长的光激活。它们的组合帮助我们看到所有可能的颜色!

例如,当您看到红玫瑰时,只有红色视锥细胞被激活,但当您看到紫色花时,红色和蓝色视锥细胞都被激活!

明暗适应

暗适应是指眼睛在黑暗中停留一段时间后对光变得更加视觉敏感的能力。一段的时间。在强光下,视紫红质(视杆细胞的视觉色素)会不断分解。视紫红质再生所需的时间称为暗适应。暗适应大约需要 20 分钟,因为需要时间来构建视杆细胞正常运作所需的视紫红质。

相反,当某人从昏暗的环境移至明亮的环境时,光线会显得强烈且刺眼。明亮得让人不舒服,直到眼睛适应为止亮度。这个过程持续 5 分钟,称为光适应。

红光和适应

放射科医生、飞行员和其他在昏暗灯光下需要最大视觉灵敏度的人,如果在强光下佩戴红色护目镜,就可以避免在黑暗中等待 20 分钟才能适应黑暗。

光谱红端的光波长仅轻微程度地刺激视杆细胞,同时允许视锥细胞正常发挥作用。因此,戴红色眼镜的人在视杆细胞通常需要适应黑暗的时间内可以在明亮的光线下看到东西。

所以,下次你看到戴着冷色眼镜的飞行员时,请记住它不仅仅是为了风格!

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