Miksi ihminen näkee vain näkyvän valon aallonpituuden? Kun esimerkiksi jotkut muut eläimet näkevät pienempää tai suurempaa aallonpituutta.
Valon näkemiseksi silmässä pitää olla jotakin sellaista materiaalia, joka pystyy sieppaamaan valon pienimpiä osasia, valokvantteja eli fotoneja, ja välittämään tiedon fotonin sieppauksesta eteenpäin, jotta silmän näköaistisoluissa syntyisi lopulta sähköinen solukalvon vaste tälle sieppaukselle.
UV-valo eli meidän näkemäämme “näkyvää valoa” lyhyemmät valon aallonpituudet pysähtyvät hyvin tehokkaasti silmän sarveiskalvoon eivätkä pääse silmän näköaistinsoluihin (tästä johtuu samalla se, että liian runsas UV-valo esim. hitsauksessa tai keväällä tunturihangilla, aiheuttaa sarveiskalvon vaurion). UV-valo siis suodattuu meidän silmässämme pois, ennen kuin se pääsee näköaistin kanssa kosketuksiin. Ilman sarveiskalvoa me näkisimme ns. pitkäaaltoista UV-säteilyä. Mm. hyönteisillä sarveiskalvoa vastaava rakenne ei tee samanlaista suodatusta.
Infrapunasäteily, eli “näkyvää valoa” pitkäaaltoisempi valo taas jää meille näkymättömäksi, koska näköaistinsoluissa oleva rodopsiini (eli näköpigmenttiproteiini), joka on se fotoneja sieppaava molekyyli, vaatii tietyn vähimmäisenergian sieppauksessa, jotta se pystyy “virittymään” ja välittämään tietoa eteenpäin.
Infrapunasäteilyn fotoneissa energiaa on vähän (pitkäaaltoisempi säteily = vähemmän energiaa fotoneissa) ja meidän rodopsiinimme ei toimi sillä. Joillakin eläimillä on punaista varten omia rodopsiinejaan (me näemme oikeasti vain “keltaista”), mutta todellista infrapunanäköä ei oikeastaan ole olemassa, koska energiaa on liian vähän ympäristön lämmön tuottamiin fotoneihin verrattuna. Rodopsiinin sieppauksen perusta on siihen liittyvän A-vitamiinin (retinaali) hiiliatomien välinen ns. alternoiva yksöis-kaksois-sidosten ketju, jonka sidoselektroneihin fotonien energia sieppautuu. Tämän tapahtuman minimienergia määrää sen, kuinka lähelle infrapunaa voidaan näköaistissa päästä.
Matti Weckström, professori
Fysiikan laitos, Oulun yliopisto