血是綠色還是紅色?你思考過(guò)這個(gè)問(wèn)題嗎?你有想過(guò),為什么抽血檢驗(yàn)的時(shí)候,血液是紅色的,但從外表看過(guò)去,血管卻是綠色的嗎?聽(tīng)說(shuō)過(guò)青筋暴起,你有聽(tīng)說(shuō)過(guò)紅筋暴起嗎?
什么紅色、綠色、黑色···,究其根本,我們一開(kāi)始是怎么看到顏色的呢?
我們知道,物種不一樣,眼睛看到的色彩也不一樣。單就人類來(lái)說(shuō),我們的眼睛能看到自然界里紅—紫的顏色。這些顏色是通過(guò)眼睛里的視錐細(xì)胞識(shí)別的,我們眼里有三種視錐細(xì)胞,這三種視錐細(xì)胞分別對(duì)應(yīng)紅、綠、藍(lán)這個(gè)三個(gè)三原色。如果哪一種不敏感了,就會(huì)導(dǎo)致色盲色弱的情況。
那不考慮色盲色弱的可能,物體本身是什么顏色呢?紅蘋果為什么是紅色?藍(lán)莓為什么是藍(lán)色?中國(guó)人的皮膚為什么是黃色?
牛頓認(rèn)為,紅色、藍(lán)色、黃色······都是通過(guò)自然界的光波(紅橙黃綠藍(lán)靛紫)反射出來(lái)的。我們把蘋果和藍(lán)莓放在一起,用紅光對(duì)它們進(jìn)行照射,發(fā)現(xiàn)紅蘋果變得更亮、藍(lán)莓變得又黑又暗;再用藍(lán)色的光照射它們,發(fā)現(xiàn)藍(lán)莓變亮、紅蘋果反而變暗了。于是牛頓總結(jié)說(shuō):紅蘋果之所以是紅色,是因?yàn)橹挥屑t色的光被蘋果反射了出來(lái),其他光都被吸收掉了。
這種提供同樣顏色的光照,讓物體變得更亮更暗的應(yīng)用也很常見(jiàn)。比如防止靜脈注射毒品的藍(lán)色公共區(qū)域;讓豬肉更鮮艷的生鮮燈;近似紅外光的“醫(yī)用靜脈顯像儀”······
這就是“物體分子中的電子會(huì)吸收特定能量的光子,能量越低就越不容易被吸收,大部分光波就會(huì)被反射出去”的理論。
那么我們的血管呢?按照牛頓的理論,血管是不是只反射了綠色光波,其他的都被吸收了?這似乎并不對(duì),實(shí)際情況也許更復(fù)雜。那物體是怎么選擇要反射的光的?牛頓說(shuō)的吸收特定能量的光子,這個(gè)“特定”是怎么定義的呢?
我們都知道,普通物體是由原子組成的,原子里面又必然有電子。電子之間的間隙越大,那它能吸收的光子的能量就越大,對(duì)應(yīng)到光的特性上就是:電子之間的間隙越大,越能吸收短波長(zhǎng)的光,比如400nm的紫外線。除此之外,物體內(nèi)的色素成分也是決定反射的顏色的關(guān)鍵。比如蘋果表皮中有花青素分子。花青素分子中,電子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)所需的能量差(ΔE)剛好能匹配綠光和藍(lán)光的能量(約 2.3–2.5 eV)。于是綠光和藍(lán)光被吸收,紅光由于能量只有1.8 eV,小于所需的能量差,于是紅光被反射出來(lái),進(jìn)入到我們眼睛里,被紅色視錐細(xì)胞感應(yīng),蘋果看起來(lái)就是紅色的了。
血管和皮膚同理,但涉及的層次更多。 通讀這篇論文我們知道:皮膚中有黑色素決定膚色的深淺、又有胡蘿卜素讓皮膚有輕微的黃色調(diào)。至于血管的顏色,是由毛細(xì)血管中的血紅蛋白直接影響的。像我們?cè)谑直蹆?nèi)側(cè),這里能看到的血管是靜脈,靜脈里流動(dòng)的是脫氧血紅蛋白。它們是往心臟方向流動(dòng)的,因?yàn)殪o脈需要把身體各處缺氧的血液運(yùn)回心臟。脫氧血紅蛋白對(duì)紅光吸收最為強(qiáng)烈,其次是綠光,而藍(lán)光因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)短,還沒(méi)到達(dá)血管的深度就在皮膚淺層被散射掉了。
于是我們舉起手臂,看到靜脈區(qū)域反射出來(lái)的光,是以淺層散射的藍(lán)光為主導(dǎo),混合少量沒(méi)有被吸收的綠光,再在皮膚黃色背景的襯托下呈現(xiàn)出藍(lán)綠色。
所以靜脈看起來(lái)是藍(lán)綠色(青色)。實(shí)際我們解剖下來(lái)也會(huì)發(fā)現(xiàn),其實(shí)沒(méi)有了血紅蛋白的流動(dòng),細(xì)小的血管本身也只是一個(gè)半透明的管子。
至于抽出來(lái)的血液為什么是紅色,這依舊是因?yàn)檠t蛋白。血紅蛋白中的二價(jià)鐵離子嵌入血紅素卟啉環(huán),并在結(jié)合氧氣后就會(huì)使整個(gè)分子呈現(xiàn)出鮮紅色。
這就是為什么血液是紅的,血管看起來(lái)卻是青的。再說(shuō),如果“青筋”真的變成了“紅筋”,吸血鬼豈不是沒(méi)有正常形態(tài)了嗎?
這里是希望大家身體健康的球村冷知識(shí),感謝關(guān)注,我們下期再見(jiàn)。
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