Page5

เกล็ดปีก

ปีกของผีเสื้อเป็นเยื่อบางๆที่ประกบกัน มีเส้นปีกเป็นโครงร่างให้คงรูปอยู่ได้ ผีเสื้อส่วนใหญ่จะมีเส้นปีกในคู่หน้า 12 เส้น ในปีกคู่หลัง 9 เส้น การจัดเรียงกันของเส้นปีกในผีเสื้อแต่ละชนิดแต่ละวงศ์จะแตกต่างกันไป ซึ่งเป็นอีกลักษณะหนึ่งในการจำแนกชนิดและวงศ์ของผีเสื้อ
ลวดลายบนแผ่นปีกของผีเสื้อเกิดขึ้นจากเกล็ดชิ้นเล็กๆที่เรียงซ้อนกันแบบกระเบื้องมุงหลังคา ปกคลุมอยู่ทั่วทั้งแผ่นปีก ในหนึ่งตารางนิ้วจะมีเกล็ดเรียงซ้อนกันตั้งแต่ 500 ถึง 125,000 ชิ้นสีและลวดลายที่เราเห็นนั้นเกิดจากเกล็ดสีเดียวกันเรียงซ้อนกันอยู่เป็นกลุ่ม
เกล็ดปีกจะหลุดได้ง่ายเมื่อสัมผัสกับวัตถุอื่น รวมทั้งขณะบินหรือเมื่อผีเสื้อมีอายุมากขึ้นด้วย เมื่อเกล็ดหลุดออกไปแล้วจะไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้ ทำให้ประสิทธิภาพการบินลดลง รวมถึงอาจมีปัญหาในการสื่อสารระหว่างเพศด้วย และในขณะที่ผีเสื้ออาบแดดเกล็ดปีกก็จะทำหน้าที่ทั้งดูดซับและสะท้อนแสง

เกล็ดของผีเสื้อมี 2 แบบ คือ
1.เกล็ดที่มีเม็ดสีภายใน
2.เกล็ดที่ไม่มีเม็ดสีภายใน

1. เกล็ดที่มีเม็ดสีภายใน

เกล็ดที่มีเม็ดสี (pigment) ก่อให้เกิดสีต่างๆ เม็ดสีภายในเกล็ดนี้เกิดได้จากทั้งสารเคมีที่ผีเสื้อสร้างขึ้นเอง และสารเคมีที่แปรรูปจากอาหารที่ตัวหนอนกินเข้าไป

สารที่ทำให้เกิดเม็ดสีต่างๆ ในเกล็ดคือ

1. เทอรีน ( pterine ) เป็นสารที่แปรรูปมาจากกรดยูริก ในวงศ์ผีเสื้อหนอนกะหล่ำมีสีเหลืองในวงศ์ผีเสื้อขาหน้าพู่มีสีส้มและสีแดง สีแดงเมื่อสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศจะซีดลงเรื่อยๆ

2. ฟลาโวน ( flavone ) เป็นสารที่ผีเสื้อสร้างขึ้นเองไม่ได้ ต้องรับมาจากพืชที่กินเข้าไปในระยะตัวหนอน ทำให้มีสีขาวจนถึงสีเหลือง พบในวงศ์ผีเสื้อสีตาลและวงศ์ผีเสื้อบินเร็วบางชนิด

3. เมลานิน ( melanin ) มีสีดำซึ่งสามารถสร้างขึ้นได้เอง เป็นเม็ดสีแบบเดียวกับในคนและสัตว์ทั่วไป

ส่วนสีเขียวและสีม่วงฟ้าเกิดจากเกล็ดที่ไม่มีสี เมื่อแสงส่องผ่านเยื่อบางๆหลายชั้นของแผ่นปีกจะสะท้อนออกเป็นสีดังกล่าว

2.เกล็ดที่ไม่มีเม็ดสีภายใน

เกล็ดที่ไม่มีเม็ดสีภายใน แต่ที่เห็นเป็นสีได้นั้นเกิดจากการสะท้อนแสงของเกล็ดที่มีรูปร่างเป็นสันนูนขึ้นมาคล้ายแท่งผลึกหรือเกล็ดที่เป็นเยื่อบางๆ ซ้อนกันอยู่ทำให้เห็นเป็นสีเขียว สีขาว สีม่วงอมฟ้า สีแวววาวคล้ายโลหะ เกล็ดที่มีอากาศอยู่ภายในจะสะท้อนให้เห็นเป็นสีขาว เราจะมองเห็นเกล็ดเหล่านี้เป็นสีต่างๆในบางมุมเท่านั้น และจะเห็นได้ชัดขึ้นในขณะที่ผีเสื้อขยับปีกเคลื่อนไหว

การผลิตสีบนปีก

กลไกพื้นฐาน 2 ประการ ในการผลิตสีบนปีกของผีเสื้อก็คือ สิ่งที่เราเรียกว่าสีธรรมดาบนปีกและ สีที่เกิดขึ้นก็ต่อเมื่อมีแสงมาตกกระทบ สีธรรมดาเกิดเนื่องจากสีย้อมที่อยู่บนปีกจะดูดซับคลื่นแสงบางส่วนและส่งออกมาหรือสะท้อนออกมา แต่ละสีย่อมจะให้สีต่างกัน สีที่เปลี่ยนแปลงเมื่อมีแสงมาตกกระทบไม่ได้เกิดจากการให้สี แต่เกิดจากการสอดแทรกของแสง เนื่องจากมีการสะท้อนที่ไม่เท่ากันในแต่ละวัตถุ ด้วยเหตุนี้บางครั้งอาจอ้างได้ว่าเป็นโครงสร้างสี ซึ่งโครงสร้างสีและสารสี ในบางครั้งสามารถปรากฏบนวัตถุเดียวกันและเปลี่ยนเป็นสีอื่น

การเปลี่ยนแปลงของเกล็ดปีกเมื่อมีแสงมาตกกระทบ

การเกิดขึ้นและการแจกแจงการเปลี่ยนแปลงของสี เมื่อมีแสงมาตกกระทบและทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับการปรากฏในโลกของธรรมชาตินี้ เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ศึกษากันมาเป็นเวลาช้านาน แม้แต่ท่านเซอร์ ไอแซค นิวตัน ในหนังสือ “ Opticks “ อาจนิยามได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงสีต่างๆของวัตถุ เมื่อผู้มองเปลี่ยนตำแหน่งของการมอง ตัวอย่างเช่น เมื่อมีแสงตกกระทบลงบนพื้นผิวของน้ำมันหรือน้ำ ถ้าพื้นผิวของน้ำมันถูกมองในมุมที่ต่างกัน สีก็จะเปลี่ยนไป นอกจากนี้ความแวววาวระยิระยับของสีที่เปลี่ยนไปไม่ว่าจะเนื่องจากการเปลี่ยนมุมของแสงหรือการเปลี่ยนตำแหน่งของผู้มอง แสงระยิบระยับที่ปรากฏจะสวยงามและน่าอัศจรรย์อย่างมาก

ทฤษฎีสำหรับการเปลี่ยนแปลงสีัเมื่อมีแสงมาตกกระทบ : การสอดแทรกในแผ่นฟิล์มบางๆ

สำหรับการตั้งทฤษฎีการเปลี่ยนแปลงของสีเมื่อมีแสงมาตกกระทบ ถูกอธิบายอย่างละเอียดโดย โธมัส ยัง นักฟิกส์สิกข์ชาวอังกฤษ ตามคำนิยามของโธมัส ยัง การเปลี่ยนแปลงของสีเมื่อแสงมาตกกระทบ เช่น น้ำมันบนผิวน้ำหรือสีบนผิวของฟองสบู่ อธิบายได้ว่า แผ่นบางๆหรือฟิล์มสะท้อนคลื่นแสงเดียว บางคลื่นจากพื้นผิวด้านบนมีลักษณะเหมือนกระจก แสงที่ไม่สามารถสะท้อนได้จะเข้าไปในฟิล์มและเดินทางลงไปสู่พื้นผิวด้านล่าง ซึ่งบางส่วนก็สะท้อนได้ คลื่นแสงที่สะท้อนจากพื้นผิวด้านล่างเดินทางทางเดียวกับแสงที่สะท้อนจากด้านบน และจะมารวมกันในที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการแสงเดินทางภายในแผ่นฟิล์มน้ำมันจะสะท้อนจากด้านล่าง มันอาจออกนอกระบบ เนื่องจากคลื่นแสงสะท้อนจากด้านบน ขอบเขตของระยะขึ้นอยู่กับดัชนีความหนาและดัชนีการหักเหของฟิล์ม มุมที่แสงตกกระทบบนพื้นผิวของฟิล์มและความยาวของคลื่นแสง ถ้าขอบเขตของคลื่นสะท้อนแตกต่างกันครึ่งหนึ่งของคลื่นแสงหรือครึ่งของครึ่งของของคลื่นแสง คลื่นแสงที่สะท้อนจะเรียกได้ว่าออกนอกระยะหรือขอบเขตอย่างสิ้นเชิงและการแทรกแซงที่เป็นอันตราย จะเกิดขึ้น ณ คลื่นช่วงนั้น เหตุการณ์นี้จะเกิดขึ้นจากการสะท้อนของแสงที่อ่อนแรงหรือขาดไป ณ จุดนั้น ถ้าการหักเหของแสงขาวที่สมบูรณ์มีผลให้แสงขาวเกิดขึ้น ดัชนีความหนาของฟิล์มและดัชนีการหักเหที่ให้มา มีสีเดียวที่มีความยาวคลื่นแสงที่ถูกต้อง ที่จะทำให้การสอดแทรก
น่าพอใจ หรืออีกนัยหนึ่ง เมื่อแสงขาวส่องตรงแผ่นฟิล์มบางเพียงสีเดียวจะสะท้อนได้อย่างแข็งแรงหรือขาดไป ณ มุมเฉพาะมุมหนึ่ง ถ้าในทางกลับกัน มันคือแสงสีเดียวที่เกิดขึ้น ดังนั้นรูปแบบของการสอดแทรกจะประกอบด้วยลำดับของแสงสว่างและความเข้ม การสอดแทรกที่สร้างสรรค์และทำลายจะแข็งแรงที่สุด และสีที่จะสะท้อนจะบริสุทธิ์ที่สุดถ้าคลื่นแสงสะท้อนจากแต่ละพื้นผิว มีแอมพลิจูดเดียวกันนี้ขึ้นอยู่กับว่าดัชนีการหักเหหลายๆดัชนีในกรณีนี้อากาศและแผ่นฟิล์ม และในมุมของการที่ลำแสงกระทบผิวหน้าของแสงบนพื้นผิว
โครงสร้างของเกล็ดที่เปลี่ยนสีเมื่อมีลำแสงมาตกกระทบ