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光譜成分與植物生長之間的關係

光譜對植物生長發育的影響
光照是植物生長發育的重要條件之一。 經過長期的測量,觀察和研究,不同類型植物在生長發育過程中所需光譜成分的規律隨空間而變化。 短波光隨著尺寸的增加而減小。 隨時間變化的規律是,長波光在冬天增加,而短波光在夏天增加。 一天中午時有更多的短波光,早晨和晚上時有更多的長波光。 太陽輻射的主要成分是紫外線,可見光和紅外線。 不同波長的光具有不同的特性,並且對植物的生長發育有不同的影響。

光譜組成和光合作用
只有太陽光譜中的可見光可以用於植物的光合作用。 植物光合作用對光能的利用始於光合色素對光的吸收,而光合色素對光能的吸收具有明顯的選擇性。 葉綠素吸收最多的部分是波長為640〜660nm的紅光,波長為430〜450nm的藍色光,其光合活性最高。 類胡蘿蔔素可以吸收400〜500nm的藍紫色光,膽汁色素可以吸收紅橙色光和黃綠色光,而綠光是生理上無效的光。

光譜成分和植物生長
通常,諸如藍紫色光和紫外光之類的短波長光可以抑制植物的生長,從而使植物形成濃密和短的形式,並引起植物的光敏性,並促進花色苷和其他植物色素的形成, 在山上比較典型。 植物矮小且生長緩慢,可能是由於紫外線的抑製作用。 紅光和紅外光等長波光可以促進植物生長。 橘紅色光有利於促進葉綠素的形成並促進種子發芽。 波長為660nm的紅光會影響長日照植物的發育,而波長為730nm的遠紅光會影響短日照植物的開花。

光譜成分和植物產品質量

太陽輻射的不同波長可以形成不同的光合產物。 藍紫色光可以促進更多蛋白質的合成,紅光有利於澱粉的合成,短波光可以促進花色苷的合成,使植物的莖,花和果實色澤鮮豔,而短波光 可以抑制植物生長並防止植物發黃。 但是,該原理可用於蔬菜生產中,以產生韭菜,大蒜,豆芽和蔥。

在農業中,可以通過改變光照質量來促進植物的生長。 例如,有色膜用於育苗,紅色膜有利於增加帶葉蔬菜的產量,紫色膜可以提高茄子的產量,瓜類植物在紅光下加速發育,果實提前20時成熟。 果肉中的糖和維生素含量也增加。

什麼是光譜
光譜:多色光被色散系統(例如棱鏡,光柵)分開後,根據波長(或頻率)按順序排列分散的單色光。全名是光譜。頻譜的最大部分。可見光譜是人眼可見的電磁光譜的一部分。在此波長范圍內的電磁輻射稱為可見光。該光譜不包括人腦可以在視覺上分辨的所有顏色,例如棕色和粉紅色。

光波是電子在原子運動中產生的電磁輻射。電子在各種物質的原子內部的移動是不同的,因此它們發出的光波也不同。對不同物質的發光和吸收的研究具有重要的理論和實踐意義,已成為一種專門的學科光譜學。分子的紅外吸收光譜通常用於研究分子的振動和旋轉光譜,而分子振動光譜學一直是主要的研究課題。

光譜學原理
多色光中存在各種波長(或頻率)的光,並且這些光在介質中具有不同的折射率。 因此,當多色光通過具有一定幾何形狀的介質(例如三棱鏡)時,具有不同波長的光將由於不同的出射角而發生色散,從而投射出連續或不連續的彩色光帶。

光譜分類
按波長范围
在可見光譜的紅色末端之外,有更長波長的紅外線; 同樣,在紫色末端之外,還有波長較短的紫外線。 肉眼無法檢測到紅外線和紫外線,但可以用儀器記錄。 因此,除了可見光譜之外,該光譜還包括紅外光譜和紫外光譜。

按生成方法
根據生成方法,可以將光譜分為發射光譜,吸收光譜和散射光譜。一些物體自身可以發光,由其直接產生的光形成的光譜稱為發射光譜。發射光譜可分為三種不同類型的光譜:線性光譜,能帶光譜和連續光譜。線性光譜主要由原子產生,由一些不連續的亮線組成;譜帶主要由一定波長范圍內的密集光產生。連續光譜主要由白熾固體,液體或高壓產生。氣體被激發而發出電磁輻射,電磁輻射由各種波長的連續分佈的光組成。

當白光通過氣體時,氣體將從穿過它的白光中吸收與其特徵光譜線相同波長的光,從而在由白光形成的連續體中出現暗線。此時,在連續光譜中某些波長的光被物質吸收後產生的光譜稱為吸收光譜。在正常情況下,在吸收光譜中看到的特徵光譜線將小於線性光譜。

當光照射到物質上時,會發生非彈性散射。除了具有與激發光相同波長的彈性成分(瑞利散射)以外,散射光中還存在比激發光波長長和短的成分。該現象統稱為拉曼效應。這種現像是印度科學家拉曼在1928年發現的,因此這種產生新波長的光的散射稱為拉曼散射,而產生的光譜稱為拉曼光譜或拉曼散射光譜。

產生的性質
根據生產的性質,光譜可分為分子光譜和原子光譜。

在分子中,電子狀態的能量是振動狀態的能量的50-100倍,振動狀態的能量是旋轉狀態的能量的50-100倍。因此,分子的電子態之間的躍遷總是伴隨著振動躍遷和旋轉躍遷,因此許多光譜線聚集在一起形成分子光譜。因此,分子光譜也稱為能帶光譜。

在原子中,當原子以某種方式從基態提升到更高的能量態時,原子內部的能量增加,原子中的一些電子被提升為激發態,但激發態不能為保持。經過一段隨機的時間後,受激原子將返回其原始的較低能態。在原子中,受激電子返回到較低的能量軌道時會釋放光子,也就是說,該能量將以光的形式發射,從而產生原子的發射光譜,即原子光譜。由於此原子能態變化是不連續的量子,因此所得光譜也由一些不連續的亮線組成,因此原子光譜也稱為線性光譜。


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