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从蛇身上发明了红外线的故事

归档日期:10-28       文本归类:敌我识别系统      文章编辑:爱尚语录

  响尾蛇有一种称作红外眼的颊窝器官,是一对位于头部的空腔。腔体很深,在头部两侧眼睛的前下方。这种颊窝器官有许多与脑相联的热敏感神经纤维。脑部有一群神经细胞集合而成的特化核。这种核的作用是接收、处理来自颊窝器官的感觉信息,并将它传送到中脑的视顶盖。视顶盖则把来自颊窝器官的红外线信号和来自眼睛的视觉信号加以综合,确定攻击对象的精确位置。例如我们可以用最简单的实验来证明蛇的红外线接收能力。譬如我们把蛇的颊窝器官用东西堵塞,蛇对冷灯泡和热灯泡一概都置之不理;但一旦将堵在颊窝器官内的东西拿开,蛇就会转向热灯泡,并对它发起攻击。颊窝器官的光学性质类似于针孔照相机。响尾蛇颊窝上的窝孔直径约2厘米,略等于热敏感膜直径的1/3。因此,从红外源发出的辐射只能照射属于由辐射源位置和颊窝孔径所确定的圆锥内的那一部分膜。人们根据响尾蛇的红外视觉原理设计了众多红外探测器,红外技术已发展到了一个新水平。利用红外探测器可以测出水面下40米深处正在航行的潜艇,可感知海水温度0.005℃的变化,在卫星上安装红外探测仪可以发现地下导弹发射场,拍摄地球热分布图。在1998年我国长江流域发生洪灾时,中国科学院曾采用红外遥感技术来测量灾区面积。1937年,科学家曾经对响尾蛇进行观察研究,把蛇的眼睛给蒙住了,看它在黑暗中怎样活动。它照样能闪电般地追捕食物。因此认为响尾蛇的眼睛,亮而无神,视力并不好。1952年,科学家对响尾蛇进行了一次实验。在响尾蛇体内同颊①窝底部一层薄膜间的一根神经上,连接了一个电极。奇妙的情况出现啦当热源或冷源接近响尾蛇时,它就受到刺激,神经脉冲不断发出变化。同时还发现,在30多厘米以外的人手的热度也会激起它的反应。

  人们还做了多次试验。将响尾蛇麻醉,把颊窝膜的一条神经分离出来,通到测量生物电流的仪表上,用光(红外线除外)、声音和强烈的振动来刺激它,甚至拨动它,都没有生物电流的产生。可是,当热体或人手接近蛇头时,生物电流就产生了;再用红外线来照射颊窝时,生物电流的反应更强啦。

  因此,人们得出这样一个结论响尾蛇有个热定位器,长在眼睛和鼻孔间的颊窝地方。颊窝呈浅漏斗形,深约5毫米,外口斜向前方。小窝由薄膜分成内外两个小室。内室有细管反方向通向体外,里面的温度,同周围环境一个样;外室是热收集器,以较大的口对准需要探测的方向。膜上分布有神经,上面充满着线粒体。薄膜是特殊的感受器官,可以感受红外线的辐射,使膜神经进人兴奋状态。正是在这种热定位器的帮助下,响尾蛇才能发现在前方的热物体,并能判断它的大小和距离,以便决定捕猎或者逃避。

  20世纪70年代时,美国生态学家勃各兹·明斯在佛罗里达州的荒野追踪了75条响尾蛇,在其中条响尾蛇的胃里装进了蜡封的小型传感器,带有这种仪器的响尾蛇既会响,还会发报,从而了解到关于它的食性、繁殖、冬眠、迁徙。等习性。一种东方钻背响尾蛇的繁殖期不是往常说的在春季,而是在夏末。它们冬眠在同一地点树洞或龟洞里。从月到次年2月,不吃不喝。平时,主要以麻雀、老鼠、兔子为食。捕猎时先咬住对方,然后放射毒液,猎物纵然拼死乱跑,也免不了死亡。响尾蛇还具有明显的“记忆力”和敏锐的方向性,能够追踪被咬的猎物,并且还能用同样的追踪技术来寻觅配偶。

  展开全部响尾蛇毒性很大,它的眼睛对可见光几乎失去了作用,然而它却能敏捷地捕捉田鼠及其他小动物。经过人们的研究发现,原来这种捕捉能力应归结于响尾蛇的热感受器——“热眼”。“热眼”长在蛇的眼睛和鼻孔之间叫颊窝的地方,颊窝一般深5mm,只有1cm长,呈喇叭形,外面有热收集器能够接收小动物身上发出来的红外辐射,并把外界温差和红外线通过神经反映给大脑,大脑发出相应的“命令”,引导毒蛇去猎取食物。4 0年代末期,人们研制出一种响尾蛇“空对空导弹”,其功能与响尾蛇相同。它是利用硫化铅作红外敏感元件,接收喷气式飞机机尾喷管发出的波长为1—3微米的红外辐射流,引导导弹从飞机尾部进行攻击,它只需接收到热源的存在和方位,并不要形成目标的热象图。在1982年6月的中东战争中叙利亚军方损失的20多架飞机几乎全部是“响尾蛇”空对空导弹击落的。红外制导大多数是采用被动寻的制导系统。红外制导的导弹在发射后利用目标本身的红外辐射进行自动瞄准和跟踪,直至最后命中目标。目标的红外辐射主要来自其动力部分,如飞机与火箭的喷管、坦克的发动机、舰船的锅炉及烟囱等。导弹的红外制导原理如图所示,来自目标的红外辐射透过弹头前端的整流罩,由光学系统会聚后投射到红外探测器上(光敏元件),然后将红外辐射由光信号转变为电信号,再经电子线路和误差鉴别装置,形成作用于舵机的飞行控制信号,使导弹自动瞄准、跟踪和命中目标。这种导弹不受恶劣天气的影响,白天黑夜都可以使用,不必由人参与制导。其缺点是对目标本身的辐射或散射特性有较大的依赖性,需要在背景环境中将目标检测出来。有一种红外热成象制导反坦克导弹。用它攻击坦克时就犹如警察戴着夜视眼镜在夜间追捕已发现的逃犯那么容易。这是因为在导弹头部的导引头中装有大小与指甲差不多的红外列阵探测器,它的功用是探测目标和导弹的相对位置,在导弹发射前对战场进行搜索,一旦发现目标,就象照相机那样摄取下目标图象,贮存到装在导弹上的微型计算机中,作为基准图象。导弹发射后,红外列阵探测器始终“盯着”目标。在导弹飞行中,以大约每秒25帧的速度连续摄取目标图象,并依次逐帧地把图象送入微型计算机中,与基准图象进行比较;如有差异,说明导弹偏离了飞行弹道,计算机随之就把这种代表导弹飞行偏差的差异变成电信号,指令导弹舵机动作,把导弹修正到正确的弹道上来。随着导弹越来越接近目标,红外探测器摄取的图象就越来越大,如果这时导弹在运动或转弯,相对位置的变化会使摄取的图象形状、大小发生变化。当探测器所摄得的图象不能简单地与基准图象进行比较时,还可以靠弹上的计算机软件来判别。这种巧妙的跟踪技术是红外列阵探测、微型计算机与图象处理技术三者的结合,具有像人一样的感觉和思维的能力。

  红外制导系统的分辨力高、抗干扰性强、设备简单、重量轻、成本低,由于采用被动探测,无需红外辐射源,所以隐蔽性也较好。

  导弹发射后,母机驾驶人员可以不必再管导弹,而驾驶母机退出战区,由导弹独立地飞向目标,有利于消灭敌人、保全自己。而且,导弹越接近目标,来自目标的红外辐射越强,制导精度就越高,大大提高了命中率。

  据不完全统计,目前各国已生产和试制的红外制导导弹(包括空对空、空对地、地对空和反坦克导弹等)已超过50种。例如,美国“响尾蛇”、法国“魔术”、苏联“环礁AA—2”等空对空导弹和美国“小懈树”、苏联“环礁--7”等防空导弹均采用红外自动寻的制导技术。各国还正在努力发展机动性能强和敌我识别能力高的红外制导导弹。

  展开全部有一种称作红外眼的颊窝器官,是一对位于头部的空腔。腔体很深,在头部两侧眼睛的前下方。这种颊窝器官有许多与脑相联的热敏感神经纤维。脑部有一群神经细胞集合而成的特化核。这种核的作用是接收、处理来自颊窝器官的感觉信息,并将它传送到中脑的视顶盖。视顶盖则把来自颊窝器官的红外线信号和来自眼睛的视觉信号加以综合,确定攻击对象的精确位置。例如我们可以用最简单的实验来证明蛇的红外线接收能力。譬如我们把蛇的颊窝器官用东西堵塞,蛇对冷灯泡和热灯泡一概都置之不理;但一旦将堵在颊窝器官内的东西拿开,蛇就会转向热灯泡,并对它发起攻击。颊窝器官的光学性质类似于针孔照相机。响尾蛇颊窝上的窝孔直径约2厘米,略等于热敏感膜直径的1/3。因此,从红外源发出的辐射只能照射属于由辐射源位置和颊窝孔径所确定的圆锥内的那一部分膜。人们根据响尾蛇的红外视觉原理设计了众多红外探测器,红外技术已发展到了一个新水平。利用红外探测器可以测出水面下40米深处正在航行的潜艇,可感知海水温度0.005℃的变化,在卫星上安装红外探测仪可以发现地下导弹发射场,拍摄地球热分布图。在1998年我国长江流域发生洪灾时,中国科学院曾采用红外遥感技术来测量灾区面积。科学家从二十世纪就可以研究:1937年,科学家曾经对响尾蛇进行观察研究,把蛇的眼睛给蒙住了,看它在黑暗中怎样活动。它照样能闪电般地追捕食物。因此认为响尾蛇的眼睛,亮而无神,视力并不好。1952年,科学家对响尾蛇进行了一次实验。在响尾蛇体内同颊①窝底部一层薄膜间的一根神经上,连接了一个电极。奇妙的情况出现啦当热源或冷源接近响尾蛇时,它就受到刺激,神经脉冲不断发出变化。同时还发现,在30多厘米以外的人手的热度也会激起它的反应。人们还做了多次试验。将响尾蛇麻醉,把颊窝膜的一条神经分离出来,通到测量生物电流的仪表上,用光(红外线除外)、声音和强烈的振动来刺激它,甚至拨动它,都没有生物电流的产生。可是,当热体或人手接近蛇头时,生物电流就产生了;再用红外线来照射颊窝时,生物电流的反应更强啦。因此,人们得出这样一个结论响尾蛇有个热定位器,长在眼睛和鼻孔间的颊窝地方。颊窝呈浅漏斗形,深约5毫米,外口斜向前方。小窝由薄膜分成内外两个小室。内室有细管反方向通向体外,里面的温度,同周围环境一个样;外室是热收集器,以较大的口对准需要探测的方向。膜上分布有神经,上面充满着线粒体。薄膜是特殊的感受器官,可以感受红外线的辐射,使膜神经进人兴奋状态。正是在这种热定位器的帮助下,响尾蛇才能发现在前方的热物体,并能判断它的大小和距离,以便决定捕猎或者逃避。

  20世纪70年代时,美国生态学家勃各兹·明斯在佛罗里达州的荒野追踪了75条响尾蛇,在其中条响尾蛇的胃里装进了蜡封的小型传感器,带有这种仪器的响尾蛇既会响,还会发报,从而了解到关于它的食性、繁殖、冬眠、迁徙。等习性。一种东方钻背响尾蛇的繁殖期不是往常说的在春季,而是在夏末。它们冬眠在同一地点树洞或龟洞里。从月到次年2月,不吃不喝。平时,主要以麻雀、老鼠、兔子为食。捕猎时先咬住对方,然后放射毒液,猎物纵然拼死乱跑,也免不了死亡。响尾蛇还具有明显的“记忆力”和敏锐的方向性,能够追踪被咬的猎物,并且还能用同样的追踪技术来寻觅配偶。

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