山(shan)兰凤蝶(die)是(shi)澳(ao)大利亚的(de)一(yi)种(zhong)常见蝶(die),其(qi)雄性翅(chi)膀的(de)颜色(se)为(wei)异常亮丽(li)的(de)蓝色(se),但周边(bian)镶嵌有黑(hei)(hei)(hei)(hei)色(se),其(qi)黑(hei)(hei)(hei)(hei)色(se)部分越黑(hei)(hei)(hei)(hei),蓝色(se)部分就越艳(yan)丽(li),在(zai)求(qiu)偶竞争中也就越有优势。专(zhuan)家们以前认为(wei),这是(shi)由于其(qi)中的(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)色(se)素吸收了大部分入射光(guang)所致。但现在(zai)发现,这种(zhong)蝴蝶(die)不只(zhi)是(shi)通(tong)过(guo)化学方(fang)式,更是(shi)通(tong)过(guo)物理方(fang)式,即一(yi)种(zhong)特别的(de)光(guang)学手段(duan)来使其(qi)黑(hei)(hei)(hei)(hei)色(se)部分显得更黑(hei)(hei)(hei)(hei),因(yin)为(wei)它(ta)包含黑(hei)(hei)(hei)(hei)色(se)素的(de)微细鳞片结构能(neng)“捕捉(zhuo)”住光(guang),由此创(chuang)造出一(yi)种(zhong)比黑(hei)(hei)(hei)(hei)色(se)还黑(hei)(hei)(hei)(hei)的(de)“超黑(hei)(hei)(hei)(hei)”。
许多动物的鲜艳(yan)色彩或伪装效果都(dou)不是仅用色素(su)就能获(huo)得的,还(hai)需(xu)要利用物理方法。例如,雄性孔(kong)雀(que)的尾羽翠绿绚丽(li),这是因(yin)为其中发生了“建设性光学干涉效应”所致,它们的羽毛中具有独特结构的微小(xiao)蛋白(bai)质能够以特别的方式对光进(jin)行反射,不需(xu)要的波长都(dou)被消除掉了。
受此启发(fa),英国埃克塞(sai)特大学的(de)生物学家皮特·武(wu)库(ku)希奇及其(qi)同事对山兰凤蝶进行(xing)了研究,目的(de)是探索(suo)它的(de)机(ji)体(ti)结构物能否把彩(cai)色消除掉而制(zhi)造出深黑色,这(zhei)与孔(kong)雀(que)制(zhi)造出绚烂色彩(cai)是同样的(de)机(ji)理,但(dan)导致的(de)结果(guo)正相反(fan)。
研(yan)究(jiu)者发现,山兰凤蝶翅(chi)膀(bang)中的(de)微细(xi)鳞片结构是排列成(cheng)许多直径不(bu)超过1微米的(de)小凹坑,犹如蜂巢。这(zhei)种(zhong)结构能够最大限度地利用介质(zhi)光(guang)(guang)折射率的(de)不(bu)同(tong)而“捕捉”光(guang)(guang)。
光通(tong)过(guo)两(liang)种(zhong)不同折射率的(de)介质(zhi)时(shi),会发(fa)生折射和虚化现象,其中一(yi)些光会被“捕(bu)捉”在密度(du)较(jiao)大的(de)介质(zhi)中。水对空气的(de)光折射率之(zhi)比(bi)为1.3:1,而(er)山兰凤蝶机(ji)体组织(zhi)对空气的(de)光折射率之(zhi)比(bi)为1.6:1,这就(jiu)使其中的(de)色(se)素(su)能最大限度(du)地吸收(shou)光。
研究者对这(zhei)一(yi)推断做了(le)一(yi)次测试。他们(men)把山兰凤蝶的(de)(de)翅(chi)膀浸(jin)到三溴(xiu)甲烷溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong),该种溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)光(guang)折射率(lv)(lv)与山兰凤蝶翅(chi)膀机体组(zu)织(zhi)的(de)(de)光(guang)折射率(lv)(lv)大致相同,结果其翅(chi)膀中(zhong)的(de)(de)黑色(se)部分真不那么(me)黑了(le);在(zai)空气中(zhong),其吸收光(guang)的(de)(de)比率(lv)(lv)超过了(le)90%,但在(zai)三溴(xiu)甲烷溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong),这(zhei)一(yi)数(shu)字只有50%多一(yi)点。
英国(guo)国(guo)家物理实验室的(de)化学工程师理查德·布朗(lang)在2002年(nian)曾(ceng)用(yong)一种凹状(zhuang)镍磷合金膜(mo)衣料制造(zao)出与山兰凤蝶相似的(de)“超(chao)黑(hei)”。他认为“超(chao)黑(hei)”将成为今后的(de)流行(xing)色,其最大的(de)用(yong)途将是在光(guang)学设备上;同时,那(nei)些对黑(hei)颜色不满(man)意的(de)艺术家们(men)也会对此感兴趣。
下列围绕“超(chao)黑”所作的表述,与文意不符的一项(xiang)是(shi)
A.在求(qiu)偶竞(jing)争中(zhong),山兰凤蝶依靠翅(chi)膀(bang)周边镶嵌的(de)“超黑”色彩,能(neng)够(gou)更有效地吸引异性 蝴蝶。
B.以(yi)前(qian)专家认为,“超黑”是由于山兰(lan)凤蝶(die)翅(chi)膀中的黑色素(su)吸收了(le)大部分(fen)入(ru)射光所(suo)致,这(zhei)种看法不够确(que)切。
C.山(shan)兰凤蝶主要是通过(guo)物(wu)理(li)方(fang)式(shi)——一种特别的(de)光学手段——来使其(qi)黑色部(bu)分变成(cheng)“超黑”。
D.山兰凤蝶翅膀(bang)中包(bao)含(han)黑(hei)色素(su)的(de)微细鳞(lin)片结构能(neng)“捕捉”住光,因而能(neng)够创造(zao)出(chu)一种比黑(hei)色还黑(hei)的(de)“超黑(hei)”。
下列对于山兰凤蝶的(de)色素能(neng)够吸收光的(de)机理的(de)解说,错误的(de)一项是
A.当光(guang)通过空气投射(she)到山(shan)兰(lan)凤(feng)蝶的机(ji)体时(shi),山(shan)兰(lan)凤(feng)蝶的机(ji)体结(jie)构(gou)物就会把其(qi)中的彩色(se)消除掉而强化(hua)黑色(se),从而制造出“超黑”。
B.山兰凤(feng)蝶翅膀中的(de)微细鳞片,排列成许多(duo)直径不(bu)超过l微米的(de)小凹坑,这种蜂巢(chao)状的(de)结构能够在特定条件下最大限(xian)度地“捕捉”光(guang)。
C.光通过两种(zhong)不(bu)同的(de)介(jie)质时,会(hui)发生折射和虚(xu)化(hua)现象,有些光就会(hui)被“捕捉(zhuo)”在密度较(jiao)大(da)的(de)介(jie)质中。
D.山(shan)兰凤蝶机体组(zu)织和空气是两种不同折(zhe)射(she)率的介质,其光(guang)折(zhe)射(she)率之比为1.6:1,这就使密度较大(da)的山(shan)兰凤蝶机体组(zu)织的色素(su)能最大(da)限(xian)度地吸收(shou)光(guang)。
下列根据原文内容(rong)所作的(de)推断,正确的(de)一(yi)项是( )
A.动(dong)物们仅用色素还不能获得鲜艳色彩或伪装(zhuang)效(xiao)果,它们必须利(li)用物理(li)方法(fa)。
B.孔雀制(zhi)造出(chu)绚烂色(se)彩与(yu)山兰凤蝶制(zhi)造“超黑(hei)(hei)”机理(li)相同,不过它的做法(fa)不是(shi)消除(chu)彩色(se),制(zhi)造黑(hei)(hei)色(se),而是(shi)消除(chu)黑(hei)(hei)色(se),制(zhi)造彩色(se)。
C.如果把山(shan)兰(lan)凤蝶(die)的(de)翅(chi)膀(bang)浸到水中,也会像浸到三溴甲烷(wan)溶液(ye)中一样,使(shi)其翅(chi)膀(bang)中的(de)黑色部分变得不黑。
D.人类仿造“超黑”的事(shi)(shi)例表明(ming),动物在启(qi)发工程设计(ji)方面具(ju)有巨大(da)价值,许多事(shi)(shi)情我们(men)都能从自然中获得启(qi)示(shi)。
参考答案:
1.A(只(zhi)限于雄性(xing)的山兰凤蝶)
2.C(“两种不同(tong)的(de)介(jie)质(zhi)”错,应为(wei)“两种不同(tong)折(zhe)射率的(de)介(jie)质(zhi)”)
3.D( A项否定了色(se)素的(de)作用。B项.孔雀和山兰(lan)凤蝶(die)获得色(se)彩的(de)机理(li)相同,结果相反,但做法不(bu)是清除黑色(se),制(zhi)造彩色(se)。C项,如果把山兰(lan)凤蝶(die)的(de)翅膀(bang)浸到水中,不(bu)会出(chu)现(xian)同样(yang)的(de)结果)