为什么很难用手打到苍蝇？

2024年6月26日| 浏览:2332次| 字体: 小中大

在炎热夏日，蚊子在耳边嗡嗡作响，我们很容易就能一巴掌将其拍死。但是，当面对苍蝇时，尽管它们看起来更大、更明显，但我们却往往难以一击即中。这背后其实蕴含着一些有趣的生物学和物理学原理。
苍蝇拥有宽广的复眼视野
人类的双眼位于头部前方，每一只眼睛都独立配备了一套完整的视网膜成像系统，这就是单眼视觉系统。而包括苍蝇在内的许多昆虫和节肢动物，则拥有一双巨大的复眼，占据了头部很大的一块地方。
每个复眼都是由若干个小眼组成，例如家蝇复眼由多达4000个六角形的小眼组成，每个小眼都是一套独立的成像系统。
复眼中的每个小眼与人类的眼睛相比，其成像系统比较简陋，小眼叠加在一起所形成的复眼视觉更像一幅马赛克拼贴的画面，像素低，画面解析度差。但是复眼虽然成像能力差，但是对光线的明暗变化反应异常灵敏，每个小眼可以在很短的时间内，以非常高的频率对光影变化作出反应。正常人的眼睛每秒能分辨24幅图画（这也是动画片的最低速度），而昆虫的复眼可分辨240幅左右。看快速运动的物体时只要0.01秒就能迅速地分辨物体的形状、大小和相对方位、距离。
此外，复眼的视野比较宽广，苍蝇的复眼几乎能看清360度范围内的物体。无论你埋伏在哪个方向，苍蝇都能靠着复眼都能发现你。
苍蝇的起飞速度快
除了复眼以外，打不到苍蝇的另一个重要原因是，它的起飞速度快。我们常见的苍蝇属于有瓣蝇类，这种蝇类起飞的速度比其他蝇类更快，起飞过程平均只需7.34毫秒，而人眨一次眼睛也需用时300毫秒。
昆虫学家研究发现，苍蝇只用一对前翅膀飞行，它的后翅膀已经退化成哑铃状的平衡棒，但这并不是一个无用的器官。有瓣蝇类能够快速又稳定的起飞正是与这个名叫“平衡棒”的感觉器官有关。
当苍蝇飞行时，平衡棒会以每秒300次的频率高速振动。当苍蝇飞行转向或是倾斜时，平衡棒根部就能感觉到变化并传送给苍蝇的大脑，从而平衡身体纠正航向。如果苍蝇的这一器官遭到破坏，则会明显降低它们起飞的速度与稳定性。
平衡棒是苍蝇飞行时的导航利器，在静止时，苍蝇同样会有规律地振动平衡棒。这种有规律的振动就像热身运动一样，让苍蝇随时能起飞。就像在红绿灯路口等待绿灯的汽车一样，发动机没有熄火，只要绿灯一亮，就可以快速启动行驶。
科学家根据苍蝇平衡棍的导航原理，研制出的陀螺仪，解决了飞行器在高速飞行时出现翻滚和倾斜的难题。现在陀螺仪已在航海、航天航空和军事等领域得到广泛的应用。
为什么苍蝇拍能拍到苍蝇？
苍蝇拍之所以能够成功拍打到苍蝇，归根结底还是得益于一个字：快。苍蝇拍的设计中，长手柄起到了关键作用，长手柄带来长力臂，使得挥拍速度更快。即便未经训练的普通人，手持苍蝇拍也能轻松达到80m/s的挥拍速度，这种高速挥动使得苍蝇来不及反应就被迅速击中。苍蝇拍上的小孔设计也起到了一定作用。这些小孔减少了空气阻力，从而进一步提升了苍蝇拍的速度。

来源：北京科学中心
作者：罗宇昂
审核：文成锋

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