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由于猫头鹰是夜晚出来觅食的猛禽，所以它的眼睛具有很多特殊的构造。视网膜上的感光细胞有两种，一种是锥状细胞，另一种是柱状细胞。锥状细胞可以感受强光，柱状细胞可以感受弱光。白天活动的鸟类，视网膜上的感光细胞主要是由锥状细胞所组成，所以白天视力很强，夜晚则较差。在猫头鹰的视网膜上，却主要是由柱状细胞所组成，对弱光感受特别灵敏。另外，它的虹膜内只有辐状肌，没有环状肌。辐状肌只能使其瞳孔略微放大，而不能缩小，白天光线强时，进入瞳孔的光线太多，使眼内的视杆细胞无用武之地。因此，猫头鹰白天视力很差，只能躲在林中休息，是名负其实的“夜猫子”。明朝学者著的《蜀中广记》中形象地说它“昼不见泰山，夜能察秋毫”。
猫头鹰的耳孔很大，呈两条很深的长缝，头上还有短而硬的羽毛环绕，像哺乳动物的耳朵一样，形成能收集音波的耳羽簇。耳孔前后各有一个活盖，可以控制耳孔的大小，调节听觉功能。另外两耳的耳孔的位置也不对称，右侧的比左侧的略高，这样可以获得声音对两侧的错位效果，便于迅速校正声源的距离和位置。在它的大脑听区的神经细胞也比较多，所以听觉非常发达，能清晰地听到微弱的声音，特别对
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