Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Биология / Конспекты / Солнечный свет-источник энергии для фотосинтеза

Солнечный свет-источник энергии для фотосинтеза

  • Биология

Поделитесь материалом с коллегами:

СОЛНЕЧНЫЙ СВЕТ - ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ

ПРИ ФОТОСИНТЕЗЕ


Слово "свет" относится к широкому классу электромагнитных волн. Волна - это термин, используемый для описания периодического изменения какой-либо физической величины, распространяющейся или проходящей через некоторую среду. В случае света термин “волна” относится к регулярно повторяющимся изменениям интенсивности чрезвычайно слабых электрических и магнитных полей. Одной из характеристик света является длина его волны. В биологии длины волн обычно выражают в нанометрах (нм), 1 нм =10-9м.

Наибольший интерес для биологов представляют излучения с такими длинами волн, которые характерны для ультрафиолетовых видимых, и инфракрасных лучей. Лучи света, длина волн которых меньше примерно 400 нм, называются ультрафиолетовыми, т.е. они находятся за фиолетовыми лучами в том смысле, что имеют меньшую длину волны. Видимая область спектра простирается примерно от 400 до 700 нм и подразделяется на различные участки-полосы: красную, оранжевую, желтую, зеленую, голубую синюю, фиолетовую на основании субъективной оценки цвета, испытываемой людьми. Область больших длин волн, лежащих за пределами красного видимого спектра, называется инфракрасной.

Свет имеет одновременно и волновые, и корпускулярные свойства: он распространяется как волна, а поглощается и излучается порциями, которые называются фотонами, или квантами света. Энергия одного фотона равна произведению его частоты на константу Планка h, равную 6,626210-34 Джс Ефотон = h ; = с / , где с – скорость света, с = 2,9979 108 м/с; – длина волны света (м). Отсюда Ефотон= hс/ = 6,6262 10-34 2,9979 108 / нм Дж. Энергию фотона часто выражают также в электронвольтах (эВ), исходя из того, что 1 эВ= 1,6022 10-19 Дж: Ефотон = 1,986510-16 / нм 1/602210-19 = 1,2399103/нм эВ. Согласно закону фотохимической эквивалентности, сформулированному Эйнштейном, молекула принимает участие в фотохимической реакции после того, как поглощает в точности фотон. Поэтому один моль молекул вступает в реакцию только после поглощения одного моля фотонов, или 6,02221023 фотонов (число 6,02221023, называемое числом Авогадро (N), показывает сколько молекул содержится в одном моле любого вещества). Энергия 1 моля фотонов равна 6,02221023h, или 6,022 1023 hс/ ; такое количество энргии называется 1 эйнштейн. Один эйнштейн - это количество энергии света при определенной длине волны, которое должно поглотиться 1 молем вещества для того, чтобы каждая его молекула вступила в фотохимическую реакцию. Энергия 1 эйнштейн дается уравнением Еэйнштейн = Nhс/ = 6,02221023 6,6262 10-342,9979 108/нм10-9 =1,1963 108/нм Дж. Энергия возрастает при увеличении частоты излучения и уменьшении длины волны волны света.

Важной характеристикой света является его интенсивность. Интенсивность солнечного излучения, падающего на атмосферу Земли, составляет, в среднем, 8,37 Дж/см2мин. Общее дневное количество лучистой энергии Солнца, достигающей поверхности Земли, составляет в безоблачный летний день около 3780 Дж (истинная величина варьирует в зависимости от широты местности). Около 41% всех квантов, падающих на поверхность Земли, приходится на инфракрасную область, 7% - на ультрафиолетовое излучение, а остальные - на видимый свет.

Большая часть ультрафиолетовой компоненты солнечного излучения, падающего в атмосферу, не достигает поверхности Земли из-за присутствующего в верхних слоях атмосферы озона (О3). Озон поглощает часть видимого излучения и эффективно экранирует коротковолновый ультрафиолет, сильно поглощая в области ниже 300 нм. Большая часть инфракрасного излучения Солнца адсорбируется водяными парами атмосферы. Количество паров воды в воздухе варьирует в зависимости от широты местности и сезона. Средняя концентрация паров эквивалентна слою жидкой воды толщиной 2,6 см.

В среднем, листья поглощают 80-85% энергии фотосинтетически активных лучей солнечного спектра (400-700 нм) и 25% энергии инфракрасных лучей, что составляет около 55% от энергии общей радиации. На фотосинтез расходуется 1,5-2% поглощенной энергии .

Для процесса фотосинтеза важен и качественный состав света. Наиболее высока интенсивность фотосинтеза в красных лучах. Красный свет всегда присутствует в лучах прямой солнечной радиации. Если Солнце находится под углом 90о, то красные лучи составляют примерно четвертую часть полного солнечного света. Если же Солнце низко, красные лучи становятся преобладающими. При стоянии Солнца под углом 5о красный свет составляет 2/3 от полного.




Краткое описание документа:

  • Слово "свет" относится к широкому классу электромагнитных волн. Волна - это термин, используемый для описания периодического изменения какой-либо физической величины, распространяющейся или проходящей через некоторую среду. В случае света термин “волна” относится к регулярно повторяющимся изменениям интенсивности чрезвычайно слабых электрических и магнитных полей. Одной из характеристик света является длина его волны.
Автор
Дата добавления 04.08.2015
Раздел Биология
Подраздел Конспекты
Просмотров257
Номер материала ДA-000538
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх