Почему трава зеленая?

Сообщение №30216 от shpi0 16 января 2004 г. 19:09
Тема: Почему трава зеленая?

Здравствуйте!

В школе кароче вопрос задали: "почему трава зеленая"? Ну там ответы типа "трава все цвета кроме зеленого поглощает" и т.п. не прокатили почему-то...

Читал топик про голубое небо...нифига не врубился че там объяснили...

Можа для остальных еще раз повторите по-подробней, почему же все-таки травка зеленая? =)


Отклики на это сообщение:

> Здравствуйте!

> В школе кароче вопрос задали: "почему трава зеленая"? Ну там ответы типа "трава все цвета кроме зеленого поглощает" и т.п. не прокатили почему-то...


> Можа для остальных еще раз повторите по-подробней, почему же все-таки травка зеленая? =)
Преобразование солнечной энергии растениями происходит с помощью хлорофила формула С55H72O5N4Mg.
Его цвет зависит от энергетического максимума в излучении Солнца.
Этот максимум совпадает с длиной волны для красного цвета, его комплементарная волна воспринимаемой нашим глазом как зелёный цвет.
Кстати в природе почти нет синих растений(жёлтый цвет не такой энергетически выгодный).
Хролофил абсорбирует энергию в в спектре на длине волны 660 нм шириной 40нм.
Если есть интерес отсканирую графики.
Если спросят отвечайте: электроны хлорофила входят в резонанс при освещении последних красным цветом. Красный цвет поглощается, зелёный отражается.
Ваш Д.


Сообщение №2950 от Satyr 15 июня 2001 г. 01:22
Тема: Почему трава зеленая?

Вот такой у меня вопрос к вам ,асы.
Хочется знать,есть ли точный ответ на этот вопрос у ученого мира.
Точка зрения:максимум энергии в спектре солнца приходится на зеленый свет.Прав ли я?

Пожалуйста обьясните попроще если можно ибо я только студент второго курса.

Заранее благодарен.


Отклики на это сообщение:

> Вот такой у меня вопрос к вам ,асы.
> Хочется знать,есть ли точный ответ на этот вопрос у ученого мира.
> Точка зрения:максимум энергии в спектре солнца приходится на зеленый свет.Прав ли я?

Да, энергия солнечного (и не только солнечного) излучения
распределена по спектру (по длинам волн) неравномерно.
Но именно такое (неравномерное) излучение человеческий глаз
и воспринимает как белый свет!
Точнее, прямиком от Солнца в глаз идут больше желтые и красные лучи,
но "от неба" (то есть через рассеяние в атмосфере) - добавля-
ются синие и т.д. лучи.

А зеленый свет травы - от того, что хлорофилл НЕ ИСПОЛЬЗУЕТ
зеленую часть спектра для фотосинтеза, а отражает или пропускает.


> Точка зрения: максимум энергии в спектре солнца приходится на зеленый свет. Прав ли я?

Детальный спектр Солнца можно найти на следующих сайтах:

http://mesola.obspm.fr/form_spectre.html
http://www.noao.edu/image_gallery/html/im0600.html
http://model.iao.ru/index1.php3?lang=rus&m1=spec


природой, поэтому моя точка зрения не верна.Дело втом ,что это было мнение преподавателя МФТИ,и когда я понял ,что оно неверно ,решил свои догадки проверить:)
Теперь Ваше замечание на счет хлорофилла:я знаю ,что он зеленый но ПОЧЕМУ на роль хлорофилла выбран зеленый хлорофилл; я уверен,что природа не случайно сделала свой выбор.
Вопрос остается открытым дамы и господа: почему трава зеленая?

> природой, поэтому моя точка зрения не верна.Дело втом ,что это было мнение преподавателя МФТИ,и когда я понял ,что оно неверно ,решил свои догадки проверить:)
> Теперь Ваше замечание на счет хлорофилла:я знаю ,что он зеленый но ПОЧЕМУ на роль хлорофилла выбран зеленый хлорофилл; я уверен,что природа не случайно сделала свой выбор.
> Вопрос остается открытым дамы и господа: почему трава зеленая?

Лист растения должен усваивать световую энергию для химических превращений. Средняя годичная кривая распределения энергии полуденного Солнца для средних широт имеет вид плато в области 450-650 мкм, которое резко обрывается в сторону более коротких и более длинных волн. Чтобы понять, в каком диапазоне должен находиться максимум поглощения солнечного света растениями, вспомним, что для осуществления химического превращения в молекуле необходимо поглотить один квант hv. Этот квант, конечно, должен по своей энергии превышать некоторую минимальную величину hv0, требующуюся для химического разложения, иначе реакция не пойдет. Ясно, что под действием инфракрасных лучей химические процессы маловероятны.

С другой стороны, разложение может быть осуществлено всеми поглощающимися квантами hv, энергия которых больше hv0. Однако сколь бы велика не была энергия кванта, он будет поглощен только одной молекулой и произведет то же, что и квант с относительно малой энергией, но превышающей энергию hv0. Отсюда ясно, что фотохимически для растения наиболее выгодны кванты с наименьшей энергией (но большей hv0), т.е. с наибольшей допустимой длиной волны.

Если вспомнить кривую среднего распределения энергии солнечного света, то, очевидно, что для растений наиболее выгодно поглощать свет в диапазоне 600-700 мкм. В этой области поглощает хлорофилл.

Хлорофилл - это органическое соединение, в котором все сгруппировано вокруг центрального атома магния. Это соединение имеет сложную электронную структуру. Оказывается, что эта структура обеспечивает поглощение красного и синего света и почти не поглощает зеленый, поэтому хлорофилл и выглядит зеленым. То, что поглощается именно красный и синий свет (или другими словами, то, что поглощаются фотоны определенного диапазона по энергии) есть всего лишь специфика электронной конфигурации этого соединения.

Интересно отметить, что гемоглобин, который практически идентичен хлорофиллу, только с заменой центрального атома с магния на железо, имеет ярко алый цвет!


Источник:

С.И.Вавилов "Глаз и Солнце", М., Наука, 1981, стр.111-112.


Тут про неслучайность выбора природы говорили..

Чисто механически все зависит от структуры активного центра фермента...

Р.Ы. В океане есть и бурые (не зеленые) водоросли...И кажется они тоже фотосинтезирующие, впрочем, не уверен


> Тут про неслучайность выбора природы говорили..

> Чисто механически все зависит от структуры активного центра фермента...

> Р.Ы. В океане есть и бурые (не зеленые) водоросли...И кажется они тоже фотосинтезирующие, впрочем, не уверен

++ У меня в аквариуме были разные водоросли. Причем если сделать надрез на стебельке можно было видеть идушие оттуда пузырьки кислорода. Так что у всякой подводной травы тоже все нормально с этим делом.

Я также слышал, что в каком-то монастыре жила монашка с зеленоватой кожей, причем могла почти ничего не есть, так как в ней тоже шел фотосинтез. Насколько это не bullshit?


Ты не слышал наверное про хемосинтез
> Я также слышал, что в каком-то монастыре жила монашка с зеленоватой кожей, причем могла почти ничего не есть, так как в ней тоже шел фотосинтез. Насколько это не ?

Мечты фантастов (решение проблемы питания).

bullshit? Че такое?



> Сообщение №2950 от Satyr 15 июня 2001 г. 01:22
> Тема: Почему трава зеленая?

> Вот такой у меня вопрос к вам ,асы.
> Хочется знать,есть ли точный ответ на этот вопрос у ученого мира.
> Точка зрения:максимум энергии в спектре солнца приходится на зеленый свет.Прав ли я?

Читаете невнимательно. На красный. А зеленый комплементарен(как в цветной фотографии негатив) красному. Ведь поглощается именно красный цвет а отражается зелёный.

С уважением Д.


> Точка зрения: максимум энергии в спектре солнца приходится на зеленый свет.Прав ли я?

И правы, и не правы:)
Если рассчитывать спектральную плотность солнечного излучения на единицу длины волны, то максимум энергии в спектре солнца действительно приходится на зеленый свет, но если рассчитывать спектральную плотность солнечного излучения на единицу частоты, то максимум приходится на 860 нм (ближнее инфракрасное излучение).


> Если рассчитывать спектральную плотность солнечного излучения на единицу длины волны, то максимум энергии в спектре солнца действительно приходится на зеленый свет, но если рассчитывать спектральную плотность солнечного излучения на единицу частоты, то максимум приходится на 860 нм (ближнее инфракрасное излучение).

то интересовалась бы количеством энергии в единицу времени.



> > Если рассчитывать спектральную плотность солнечного излучения на единицу длины волны, то максимум энергии в спектре солнца действительно приходится на зеленый свет, но если рассчитывать спектральную плотность солнечного излучения на единицу частоты, то максимум приходится на 860 нм (ближнее инфракрасное излучение).

> то интересовалась бы количеством энергии в единицу времени.

Почему травой? - Цветком!
А если серьезно, то ничто не мешает рассматривать количество энергии в единицу времени, как в первом случае (спектральная плотность на единицу длины волны), так и во втором случае (спектральная плотность на единицу частоты).



Вот интересно, если траву облучать только монохромным излучением, то изменяла бы она цвет в зависимости от частоты?


> Вот интересно, если траву облучать только монохромным излучением, то изменяла бы она цвет в зависимости от частоты?

Думаю, что в таких условиях трава бы жухла и желтела:)



> Если рассчитывать спектральную плотность солнечного излучения на единицу длины волны, то максимум энергии в спектре солнца действительно приходится на зеленый свет, но если рассчитывать спектральную плотность солнечного излучения на единицу частоты, то максимум приходится на 860 нм (ближнее инфракрасное излучение).

Да, это на первый взгляд странное обстоятельство лет 50 назад даже специально обсуждалось на страницах УФНа.


>
> > Если рассчитывать спектральную плотность солнечного излучения на единицу длины волны, то максимум энергии в спектре солнца действительно приходится на зеленый свет, но если рассчитывать спектральную плотность солнечного излучения на единицу частоты, то максимум приходится на 860 нм (ближнее инфракрасное излучение).

> Да, это на первый взгляд странное обстоятельство лет 50 назад даже специально обсуждалось на страницах УФНа.

К сожалению, у меня нет под рукой "Оптики" Ландсберга, а там этот "парадокс" вроде разобран. Нет ли возможности посмотреть и кратенько черкнуть?


> > Вот интересно, если траву облучать только монохромным излучением, то изменяла бы она цвет в зависимости от частоты?

> Думаю, что в таких условиях трава бы жухла и желтела:)

А мне кажется траве "до фанаря" частота.
Лишь бы энергии для роста хватало.



> > > Вот интересно, если траву облучать только монохромным излучением, то изменяла бы она цвет в зависимости от частоты?

> > Думаю, что в таких условиях трава бы жухла и желтела:)

> А мне кажется траве "до фанаря" частота.
> Лишь бы энергии для роста хватало.

Я бы согласился, что траве "до фонаря" частота, вот только в биопроцессах поглощения света происходит порциями-квантами, а энергия кванта пропорциональна этой частоте...



> Я бы согласился, что траве "до фонаря" частота, вот только в биопроцессах поглощения света происходит порциями-квантами, а энергия кванта пропорциональна этой частоте...

Правильно ли я поняла Вас про порции и кванты («порциями-квантами»), что процесс поглощения травой электромагнитной энергии и происходит циклически.
Какой - DT трава поглощает энергию, затем «накушавшись» отдыхает.
Затем опять DT.
И эти DT соизмеримы с частотами светового излучения.
Так?




> Почему травой? - Цветком!
> А если серьезно, то ничто не мешает рассматривать количество энергии в единицу времени, как в первом случае (спектральная плотность на единицу длины волны), так и во втором случае (спектральная плотность на единицу частоты).

А теперь учесть наличие между Солнцем и землёй атмосферы, водяного пара в ней и вспомнить что длина ЭМ волны в среде может изменяться но не её частота!
Как выглядит теперь полученное на поверхности Земли от Солнца
кол-во энергии в единицу времени?
С уважением Д.


> Вот интересно, если траву облучать только монохромным излучением, то изменяла бы она цвет в зависимости от частоты?

В смысле мутировала бы?
Захочешь жить и не такое начнёшь вытворять.
Если монохроматичное излучение единственный источник энергии, то оптимирование преобразования этой энергии важнейшее, что должно предпринять Природа.
Вот только хлорофил освещённый зелёным цветом не в состоянии эту энергию преобразовывать -значит растение должно найти молекулярное строение резонирущее на этом монохромном излучение по принципу хлорофила, или же ввести дополнительное преобразование энергии(при более энергетичном, ультрафилоетовом излучении) - например как это делают в лазерной технике получая из одного луча лазера два с половинной энергией.
С уважением Д.

Ваш Д.


> К сожалению, у меня нет под рукой "Оптики" Ландсберга, а там этот "парадокс" вроде разобран. Нет ли возможности посмотреть и кратенько черкнуть?

С собой Ландсберга нет. Но суть не очень сложна. Количество энергии, приходящейся на единичный интервал частот и на единичный интервал длин волн различны, поскольку не являются взаимно обратными размеры единичных интервалов. Более формально, для перехода от dE/dl (l-длина волны) к dE/dn (n - частота) надо писать производную сложной функции dE/dn = (dE/dl)*(dl/dn).


> > Я бы согласился, что траве "до фонаря" частота, вот только в биопроцессах поглощения света происходит порциями-квантами, а энергия кванта пропорциональна этой частоте...

> Правильно ли я поняла Вас про порции и кванты («порциями-квантами»), что процесс поглощения травой электромагнитной энергии и происходит циклически.
> Какой - DT трава поглощает энергию, затем «накушавшись» отдыхает.
> Затем опять DT.
> И эти DT соизмеримы с частотами светового излучения.
> Так?

Я имел в виду несколько иное. Поток излучения с кв. точки зрения - это поток частиц. Его можно разбить на многие составляющие, каждая из которых содержит какое-то число фотонов с приблизительно равными энергиями. Ясно, что если рассмотреть составляющую "красного" участка спектра, то энергия каждого фотона будет больше, чем энергия "синего" участка спектра, но количество фотонов у этих составляющих может быть разным. Так, в спектре солнечного света количество фотонов у "красной" составляющей больше, чем у "синей", причем намного больше, поэтому и энергия этой составляющей будет бОльшая.



> А теперь учесть наличие между Солнцем и землёй атмосферы, водяного пара в ней и вспомнить что длина ЭМ волны в среде может изменяться но не её частота!
> Как выглядит теперь полученное на поверхности Земли от Солнца
> кол-во энергии в единицу времени?

Выглядит солидно: более одного кВт/кв.метр.


Поправка:

... Ясно, что если рассмотреть составляющую "красного" участка спектра, то энергия каждого фотона будет МЕНЬШЕ, чем энергия каждого фотона "синего" участка спектра,...



> > К сожалению, у меня нет под рукой "Оптики" Ландсберга, а там этот "парадокс" вроде разобран. Нет ли возможности посмотреть и кратенько черкнуть?

> С собой Ландсберга нет. Но суть не очень сложна. Количество энергии, приходящейся на единичный интервал частот и на единичный интервал длин волн различны, поскольку не являются взаимно обратными размеры единичных интервалов. Более формально, для перехода от dE/dl (l-длина волны) к dE/dn (n - частота) надо писать производную сложной функции dE/dn = (dE/dl)*(dl/dn).

Формальный подход понятен. Я имел в виду именно трактовку. Все, в общем-то ясно, если учесть еще распределение по числу фотонов, но не хочется изобретать велосипед.


Я тоже другое держала «за пазухой»
Представим, что Вы бизнесмен, занимающийся «разведением» травы.
И обладаете монохроматическими источниками излучения на любой частоте и с любой интенсивностью.
Как Вы представляете наиболее эффективно распорядиться такой возможностью?


> Вот интересно, если траву облучать только монохромным излучением, то изменяла бы она цвет в зависимости от частоты?

Вот информация о росте фасоли под цветными фильтрами.
На11-13 день(середина Мая) ростки накрывались цветными трубами.
В каждом горшке было по две фасолины.

02.05.2003 Фасоль под цветными полупрозрачными фольгами
Цель эксперимента: Обнаружить различия в окраске растений.

На 23 день красный зелёный жёлтый прозрачн синий фиолетовый
№ горшка 2 5 6 1 3 4
Высота 76 0,5 75 0 66 38 59 2 58 16 48 44
Кол-во листков 12 1 13 0 12 10 7 12 4 10 9

Результат эксперимента :Различие в окраске не наблюдалось но
цветные фильтры в виде труб влияют по всей видимости на рост фасоли.

Не густо, но на безрабье и рак с рыбой.
ЗЫ. Надеюсь таблица сохраниться.
Ваш Д.


> Я тоже другое держала «за пазухой»
> Представим, что Вы бизнесмен, занимающийся «разведением» травы.
> И обладаете монохроматическими источниками излучения на любой частоте и с любой интенсивностью.
> Как Вы представляете наиболее эффективно распорядиться такой возможностью?

Я уже писал, что оптимальные результаты ожидаются на частоте волны света равную резонансной частоте электронов молекул хлорофила
(ширина абсорбации 40 нм).Соответствует длине волны света, примерно 660 нм.
С уважением Д.


> Я тоже другое держала «за пазухой»
> Представим, что Вы бизнесмен, занимающийся «разведением» травы.
> И обладаете монохроматическими источниками излучения на любой частоте и с любой интенсивностью.
> Как Вы представляете наиболее эффективно распорядиться такой возможностью?

Если вы заметили, я анализировал лишь спектр лучей источника, и ничего не говорил о приемнике, т.к. далек от биофизики.

ЗЫ Если бы я был бизнесменом, то вряд ли бы занимался «разведением» травы, ибо это хотя прибыльный, но опасный бизнес:)


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100