螢光的秘密

發光模型

為了讓我們對螢火蟲的發光頻率能更加得清楚,製作了螢火蟲LED發光模型。主體材料瓦楞紙,將其一層層的堆疊黏貼起來,接著將魔鬼氈黏貼在要更換的零件上,以便替換不同的前胸背板和翅鞘,接著將各段電線透過接頭連接。最後將LED燈組與模型連接組合。此燈組一共有三種不同顏色的LED燈,其目的要表達三種不同螢火蟲的光澤與頻率。

黑翅螢

黑翅螢發光頻率波長,色澤為橘黃色,發光一秒閃一下,之後會有兩下閃得特別慢,橫跨了兩秒。

端黑螢

端黑螢發光頻率波長色澤為黃色,發光頻率略快於黑翅螢。


山窗螢

山窗螢發光頻率波長色澤為綠色,發光頻率發光頻率較為複雜,為漸層式。慢慢漸強(大約2~3秒),再慢慢漸弱(大約2~3秒),卻不熄滅。

我們也探討了五種在春夏期間,六寮古道較為常見螢火蟲種類閃爍的頻率及光色。從左圖可以看出這五種螢火蟲閃爍頻率皆不同,最快為紅胸黑翅螢及黃脈翅螢,一秒鐘約1.5下左右;最慢則是紋螢,約兩秒一下。有此可知,螢火蟲種類除了光色差異性外,還有閃爍頻率不盡相同,忽快忽慢皆可能是該種類再發訊號再聯繫黑暗中的同類或是異性。

為了取得更精確的數據,我們透過科學儀器去佐證實際螢火蟲成蟲發光的波形,我們跟中央大學物理系陳俞融教授借了簡易的光譜儀來測試,利用成蟲發光頻率訊號透過解碼盒將訊息傳遞到電腦,測試約一分鐘時間,再利用Arduino程式轉換成波形,就形成以下波形。因季節與天候的因素,黑翅螢季節已經末期,只採集到一隻,另外也採集到黃脈翅螢,就以這兩種做閃爍光譜實驗。

黑翅螢發光

從上圖可以發現黑翅螢的發光較平均(穩定),一秒1~2次(十秒十二次)。跟我們目測方式差別不大,利用儀器測試更能看出整個光週期很穩定。

黃脈翅螢發光

黃脈翅螢的波形較不規律,起伏較大,平常是微光,會突然變成強光。

透過圖表可以看出黃脈翅螢的亮度較高,黑翅螢則較穩定。眼睛可以目視的亮度有限,但透過儀器的測試下,很明顯的顯現出亮度的差異性及閃爍的秒數間隔。