給植物補個光

孫鳳宸 邵明輝

在天宮課堂第三課的互動問答環節中，劉洋為同學們解釋道，問天實驗艙里的植物是在實驗柜中培養的，目前無法接觸到自然光，但是通過調控實驗柜里人工光源的強度和光譜，可以為植物提供充足的光照，滿足它們生長發育的需求。由此可見，人工光源技術的不斷成熟解決了太空種植的一大難題。細心的同學可能會發現，我們使用的人工光源往往并不只是類似自然光的白色光，藍色光、紅色光等應用得也很廣泛。那么，光有什么有趣的特性？光照對植物有什么影響？我們一起來做個實驗探究一下吧！

光的反射

光在傳播過程中，在兩種物質分界面上改變傳播方向又返回原來物質中的現象，叫作光的反射。在日常生活中，光遇到水面、鏡面、玻璃以及其他許多物體的表面都會發生反射。我們的眼睛之所以能夠看到物體，與光的反射息息相關——光源發出的光照射到物體上，然后反射到眼睛，于是我們看到了物體。

光的色散與本質

讓一束白光照射到三棱鏡上，可以看到太陽光被“分解”為各種顏色的光，這種現象叫作光的色散。白光實際上是復色光，其他各種顏色的光都可以認為是一種單色光。色散就是復色光分解為單色光而形成光譜的現象。這里需要深究的是，光本質是一種電磁波，由不同波長的光波組成，每一種光波呈現一種特定的顏色，如波長約在625～740納米間的光波呈現紅色。

物體對光的吸收與反射

我們肉眼所看到的“顏色”，實際上就是反射到我們眼睛中特定波長的光波所造成的現象。不同波長的光進入人眼后，對視覺細胞產生的刺激也不同，大腦是根據接受的不同信號來判定具體的顏色的。一個物體在白光下之所以呈現紅色，是因為它吸收了白光中除紅色以外所有的光，而反射了紅色的光到達我們的眼睛中；若物體對各種顏色的光都完全吸收，則沒有光反射到我們的眼睛，物體呈現黑色；反之若完全反射，則呈現白色。

原理揭秘

到了這里，想必很多同學都可以自己解釋出前面小實驗的原理了：紅色的卡紙在綠光的照射下，吸收了綠色的光，沒有光線可以傳進眼睛，卡紙就“變成”黑色了。

植物補光燈的原理

LED植物補光燈是太空中，同時也是地面上應用較廣泛的為植物補充適宜光照的人工光源。我們知道，綠色植物的光合作用是其生長發育的重要過程，應用植物補光燈最主要的一個目的就是影響植物的光合作用，進而促進植物的生長。光合作用是在葉綠體中完成的。植物細胞質中的葉綠體含有葉綠素和相應的酶，葉綠素是光合過程中吸收和傳遞光能的主要物質。高等植物的葉綠素分為a、 b兩種。在太陽光所含的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等可見光中，被綠色植物吸收最多的是紅橙光（波長約600～700納米）和藍紫光（波長約400～500納米），對綠色光（波長約500～600納米）只有微量的吸收。所以，紅橙光和藍紫光一般對植物的光合作用最有效，植物補光燈中藍色光、紅色光的應用也就相應比較廣泛了。同時這也能解釋為什么我們看到的植物葉片大多呈現綠色——在太陽光的照射下，植物葉綠體對綠色光波只有微量的吸收，絕大部分綠色光被反射到我們的眼睛中。

當然，不同的植物各方面生長特性是不同的，對光的強度和“顏色”需求也不一樣，所以運用植物補光燈時也需要技術人員“因材施教”，選擇最適合的人工光源。總之，通過調控光源的強度和光譜，為植物提供適宜、充足的光照，促進植物的生長發育已經普遍運用于植物種植中。相信在不遠的未來，隨著技術的不斷成熟，植物補光燈會為太空植物的培育種植做出更大的貢獻。

輕松答題

根據上面的實驗，請判斷下列說法中哪些是正確的。（ ）

A.在白天太陽光的照射下，一本書的封面呈現藍色，是因為它反射了除藍色以外的所有光波。

B.光是一種電磁波，不同波長的光呈現出的顏色不同。

C.綠色植物的光合作用是在葉綠體中進行的，被綠色植物吸收最多的是綠色光和藍紫光。

D.植物補光燈能根據不同植物的生長習性來為其提供適宜的光照強度和光譜，促進植物的生長發育。