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为何同是猫科,猫瞳孔是蛇样的?

2014-01-24科学

观察的好仔细!

动物界中,尤其是脊椎动物中,缝状瞳孔(slit shaped pupils)与圆形瞳孔都是十分常见的,甚至如题主所说,同一纲或同一科的动物中瞳孔的形状也可能不同,例如体型较小的喵有缝状瞳孔,而同一科中体型较大的虎则是圆形瞳孔。

缝状瞳孔出现的原因之一,简单说就是 在光线较强需要缩小瞳孔的情况下,尽量使进入眼中光都可以准确的对焦到视网膜上。

为什么圆形瞳孔做不到这一点呢?这里首先引入一个概念:球面像差(spherical aberration)。球面像差指的是,光线经过球面镜的折射时,靠近光轴的光线和经过透镜边缘的光线并不能如理想状态那样相交于焦点,因此造成物象不尖锐、不清晰的现象(图1)。球面像差也是影响望远镜或者照相机的成像清晰度的原因之一。

图1 球面像差示意图(维基百科)


图1中显示的是相同波长的光线经过透镜折射后会出现球面像差,类似的是,不同波长的光线在透镜中的折射率也是不同的,最著名的例子就是白光透过三棱镜后被折射出彩光,其中波长最短的紫光折射率最大,波长最长的