視覺系統
視覺系統
徐邦達教授
前情提要：
或許有人認為光是有顏色的，但實際上這只是眼睛辨別電磁波長短所引起的錯覺，究竟視覺系統是如何辨別色彩的呢？請繼續看下去。
目的：
藉由花青素製成的態陽能電池，代替眼睛中的錐狀細胞，藉由照光產生的電流模擬彩色視覺系統。
器材：
花青素溶液 各色LED燈 電池電解液〈含碘〉 不同瓦特燈泡
長尾夾 三用電 絕緣膠帶 陰陽電極〈FTO導電玻璃〉
TiO2薄層 鱷魚夾 護目鏡 手套
拭淨紙
實驗步驟：
A. 製作太陽能電池
1. 將花青素溶液分別調製成pH2,8和12
2. 將鍍上TiO2的陰極電極分別泡入pH2,8和12三種溶液當中
3. 於陰極電極兩側貼上絕緣膠帶
4. 將陽極電極導電測面對陰極鍍上TiO2側疊上，使其錯開一段空隙
5. 用長尾夾夾住貼上絕緣膠帶側
6. 低上電池電解液於電極夾縫間
B. 模擬彩色視覺系統
1. 分別使用七種不同波長的光照射三種太陽能電池，並記錄數據
2. 將525nm和660nm、660nm和420nm同時照射三種太陽能電池，並記錄數據
3. 分別使用40w、60w、100w的燈泡產生的光照射三種太陽能電池，並記錄數據
實驗步驟：
問題與討論：
1. 在上述表格中，將pH8的數據除1.6以及pH12的數乘2，這有何目的?
由此方法，可使LED的光譜，更加貼近於人類錐細胞的光譜。
2. 利用525nm(綠)與660nm(紅)兩種LED光源同時照射染敏電池。此時三種染敏電池所釋出的訊號，期相對強度和用585nm(黃)或 620nm(橙)LED照射時是否呈現相似的模式?
依上述表格，我們可看出，這兩種波長混合的照射下，其感應出的電流，較接近660nm的光譜。但本次實驗與推測數值並不完全相同，按推論說，兩光重疊部分應產生光混合效應使其產生的電流較接近585、620nm之間。造成實驗數據與推論不符的原因應是:當時照射時，兩種光並未完全照射在電池之上，其中，660nm的光可能照射較多，因此，所產生出的電流，會較為接近660nm的數據。
3. 許多動物的眼睛具有四種不同的感光細胞，而第四種感光錐細胞可感受紫外線，這些動物應該會看到甚麼樣的世界?
以人類得角度而言，可能會是許多顏色雜在一起，產生偏向棕色的反應。但，就那些動物而言，他們能夠解釋他們眼中所見的顏色，也就是說，他們眼中可看到另一種顏色，那是我們只能用”紫外線”來詮釋的。這相較於我們多出來的顏色，可能有助於他們捕食的情形，以昆蟲來說，看到紫外線，可得知陽光何在，而有許多昆蟲都是以植物維生，找尋到太陽光，就有可能找尋到植物。