Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Гэлстон А. -> "Жизнь зеленого растения" -> 4

Жизнь зеленого растения - Гэлстон А.

Гэлстон А., Девис П., Сэттер Р. Жизнь зеленого растения — М.: Мир, 1983. — 552 c.
Скачать (прямая ссылка): jiznzelenogorasteniya1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 < 4 > 5 6 7 8 9 10 .. 201 >> Следующая

* и высвобождается большое *•" количество энергии (? = тс ),
’ эквивалентное разности масс
(4,032 - 4,003 = 0,029)
Рис. 1.2. Синтез гелия из атомов водорода.
улор делается в основном на реакции синтеза, в которых более мелкие частицы, например протоны (ядра водорода), сливаются с образованием более крупных единиц, например альфа-частиц (ядер гелия). Синтез ядер гелия из ядер водорода -г- реакция, лежащая в основе водородной бомбы, — изучается в настоящее время также и для того, чтобы найти способы осуществлять управляемый термоядерный синтез и использовать его как источник промышленной энергии.
Солнце —> это, в сущности, водородная бомба. Оно представляет собой как бы термоядерный «реактор», в котором из атомов водорода синтезируются атомы гелия; в результате сложной последовательности реакций четыре атома водорода с массой, близкой к 1, сливаются в атом гелия с массой, близкой к 4 (рис. 1Д): 4Н ? Не.
f вступают в -А ^ сложную после^ довательиОсть Д реакций,'в *
результате Г
v которых ‘ ^ Ш ,
^образуется Ш Ш Л
4 атома водорода с атомным - номером 1 и массой )>0Q8 (общая масса = 4 X 1,008 — 4,032)
один'атом гелия “•(атомный номер — 4, масса — 4,003)
У'008
4,003
Не
4

в недрах Солнца вещество исчезает со скоростью 120 миллионов тонн в минуту, и это сопровождается излучением в космическое пространство колоссальных количеств энергии*
Из всей солнечной радиации поверхности Земли достигает ежегодно около 5,5-1023 кал, или 100000 кал/см2/год. Примерно одна треть всего этого количества расходуется на испарение воды, так что на фотосинтез и на некоторые другие процессы остается около 67 000 кал/см2/год. Ежегодно зелеными растениями связывается в процессе фотосинтеза — в виде сахаров — 200 млрд. т углерода из атмосферной С02, а это приблизительно в 100 раз превышает массу всего того, что за год производит человек. Однако, хотя фотосинтез — самый распространенный химический процесс на Земле, зеленые растения используют солнечную энергию, вообще говоря, малоэффективно. В среднем по всей земной поверхности на фотосинтез ежегодно затрачивается всего лишь около 33 кал/см2, т. е. около 1/2000 всей наличной энергии. Правда, эти цифры не очень точно отражают эффективность фотосинтеза, поскольку существенная часть солнечной радиации достигает поверхности Земли в тех местах, где растительность отсутствует. Если включить в расчет только то количество солнечной радиации, которое действительно поглощается зелеными растениями, то общая эффективность фотосинтеза (отношение запасенной лучистой энергии к поглощенной) окажется более высокой — порядка нескольких процентов,
ЛУЧИСТАЯ ЭНЕРГИЯ
Когда в термоядерной «топке» Солнца водород превращается в гелий, энергия высвобождается в форме излучения различных видов. Эти разные виды излучения, образующие непрерывный спектр энергий, различаются по длинам волн (рис. 1.3). Длины волн удобно выражать в нанометрах (один нанометр — это миллиардная часть метра, 10~9 м). Видимая часть спектра охватывает длины волн от 400 до 700 нм. (У некоторых людей порог восприимчивости со стороны коротких и длинных волн несколько сдвинут, но в качестве средних указанные пределы вполне можно принять.) Нижний предел (400 нм) соответствует сине-фиолетовому концу спектра, а верхний (700 нм) — красному его концу; отдельные цвета спектра располагаются в следующем порядке: фиолетовый, синий, зеленый, желтый, оранжевый, красный. Растения воспринимают излучения почти точно в том же интервале длин волн, что и человеческий глаз, еслй только не считать некоторых групп бактерий, способных использовать инфракрасные лучи, невидимые для глаза.
В начале нашего века немецкий физик Макс Планк уста* нбвил, что лучистая энергия существует в виде отдельных «порций», или квантов (иначе фотонов), и что энергия этих квантоа

РИС. 1.3. Спектр лучистой энергии, представленный в логарифмической шкале.
прямо пропорциональна частоте излучения. Другими словами:
Е = А • v
Энергия Постоян- Частота кванта ная излучения Планка
Поскольку скорость распространения всех видов излучения одинакова (3-1010 см/с), а произведение частоты излучения на длину волны равно скорости света
X. • v = с.
Длина Частота Скорость волны излучения света
частота излучения может быть определена по длине волны и «аоборот. Ясно, что чем больше длина волны, тем ниже частота и тем меньше энергия квантов. Так, квант ультрафиолетового излучения обладает большей энергией, чем квант синего света, а этот последний в свою очередь несет больше энергии, чем квант красного света.
При соударении с какой-нибудь молекулой квант лучистой энергии может быть поглощен этой молекулой. В результате поглощения энергии молекула переходит в «возбужденное состояние», и в таком состоянии она оказывается способной вступить в реакцию, которая была для этой молекулы фактически невозможной, когда она находилась на более низком энергетическом уровне. Чтобы вызвать определенную химическую реакцию, квант должен обладать энергией, превышающей некую критическую величину, характерную для данной реакции. Кванты рентгеновских и коротковолновых ультрафиолетовых лучей могут, например, выбивать из атомов электроны, превращая атомы в ионы. Кванты видимой области спектра несут меньше энергии и не способны вызывать ионизацию; однако если они поглощаются ййгментами хлоропластов, то они могут осуществить превращение СОг в глюкозу. Кванты инфракрасного (теплового) диапазона не способны вызвать ни одной из этих реакций, но они могут вызывать другие перестройки молекул, требующие меньших количеств энергии.
Предыдущая << 1 .. 2 3 < 4 > 5 6 7 8 9 10 .. 201 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed