Животные в природе используют способы ориентации, недоступные людям, которые невозможно смоделировать без сложной аппаратуры. Например, одни животные могут видеть свет в ультрафиолетовой части спектра, а другие распознавать электрическую составляющую поляризованного ультрафиолета. Существуют и такие, которые могут даже «видеть» геомагнитное поле Земли.
Чтобы понять, как животные воспринимают свет, нужно выяснить, что такое сам свет. Обычный свет, такой, как солнечный, представляет собой распространяющиеся импульсами правильные электромагнитные колебания.
Каждый импульс состоит из образующих пару - электрической и магнитной - составляющей. Когда солнечный свет проходит сквозь атмосферу Земли, он рассеивается молекулами воздуха. Большая часть рассеивающихся лучей приходится на голубую, фиолетовую и ультрафиолетовую части спектра. Именно поэтому небо выглядит для нас голубым. Более того, по сравнению с исходным солнечным излучением это рассеивание приводит к интересному эффекту согласования волн солнечного света в единый поляризованный световой поток.
Поляризованный солнечный свет используют многие животные - от птиц, видящих в поляризованных лучах магнитное поле Земли во время перелетов, до ориентирующихся с помощью этих лучей пчел.
Несмотря на то что мы не можем видеть поляризованный свет, он формирует в небе видимые эффекты, которые выглядят как черные радуги или концентрические кольца в зависимости от видимой части неба и относительного расположения Солнца. Позиция Солнца важна, так как структура поляризации в любой точке неба зависит от ее расположения относительно Солнца.
Когда Солнце движется по небу, структура поляризованного света меняется, так же как стрелки часов обходят циферблат в течение дня. Этот эффект используется многими животными, которые обычно воспринимают позицию Солнца как компас. Улавливая электрическую составляющую поляризованного света, они могут успешно ориентироваться даже тогда, когда Солнце закрыто облаками, но еще видна хотя бы часть голубого неба, излучающая поляризованный свет. Эта замечательная система ориентации работает, сравнивая видимый участок неба с закодированной в мозгу картой освещенности всего неба.
