植物在灯光下能进行光合作用吗?
这个题目有点大,我试着答一下。 首先,可以非常明确的说,植物的“眼睛”对光强很敏感,但对光谱很不敏感(对波长的反应不是线性的),也就是说,植物并不是依靠“看”光的。 但是,这并没有否认植物有感知色彩的能力。例如,我们常看见蜜蜂采集蜜糖时会有“舞蹈行为”——这其实就是蜜蜂通过观察来获得花朵位置的信息;又如,我们常看到萤火虫飞过来飞过去,实际上这是在寻找它的另一半……所以,我觉得题主的假设是有一定根据的。
然后,我们再来看看光照。我们知道,光合作用需要光的刺激才能发生。但这里所说的光并不是指我们白天所看见的太阳光,而是指400纳米到700纳米波长的电磁波——也就是常说的可见光。然而,由于电磁波是电磁场的一种形式,它具有粒子性,因而我们可以把电磁波的亮度理解为电磁场的强度。 那么问题就来了,什么是电磁场的强度呢?它的单位是什么?
众所周知,电荷会互相吸引,如果我们把一块带电的透明物体放在两个点电荷之间,因为同种电荷相斥,异种电荷相吸,于是两块点电荷被排斥开来。我们把这样一块带电的透明体叫做电容器。电容器中电荷数量多少用电容表示。电容的单位是法拉(F)。 如果把一块带正电的透明板垂直插入水中,因为异种电荷相吸,于是带负电的水被吸引到正面,形成电势差。这个现象叫做电渗。如果水被连续不断地导入放电瓶中,则形成直流电。
以上只是简单介绍了电的基本知识,为了便于讨论,我们可以把电荷忽略不计。因为只要有电荷存在,我们就能利用库仑定律很轻松地算出相互作用力的大小。 但既然有了电荷,就必然有电流。而只要有电流,就必然会产生磁场。因此可以说,电生磁。反之亦然。 如果把一个含盐量一定的溶液放到两个平行放置的金属导体内,则会产生一个方向恒定的电流。这是因为,当导体内有移动的电荷时,由于异性电荷相互吸引,会使整个系统产生电动势,从而形成电流。这种电流叫做电解电流。
最后,我们来说说半导体。我们都知道,固态物质可分为导体和绝缘体。导体中的电荷可以自由移动,而绝缘体则阻碍电荷的运动。但如果温度足够高,任何固体都可以变成导体或绝缘体。也就是说,温度可以改变导电性能。 而半导体的特性就是在常温下,部分固体能够同时具备既像导体又像绝缘体的特性。换句话说,在常温下,半导体的导电特性由外加电压决定。而当温度升高时,其绝缘特性会被削弱,直至完全消失,只剩下导电特性。
温度能够影响光合作用的机理目前还不清楚,但是,正如高温能使酶的活性增强一样,温度升高有可能增加叶绿素的传导效率。当然,也有可能是直接影响了色素的吸收/发射能力。这方面有待于进一步研究。