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“浙江生物和你只差一个指尖的距离” ▼ 这是一道非高考题，但是挺有意思，大家不妨看看。 观察叶绿体色素提取液时，对着光源（透射光）和背着光源（反射光）将看到试管内提取液颜色分别呈现出（ D ） B．淡黄色和绿色 D．绿色和红色 显然，以上的解析是不到位的，真正的原因是什么呢？ 对着光源观察叶绿素提取液时，看到的是叶绿素的吸收光谱。由于叶绿素提取液吸收的绿光部分最少，故用肉眼观察到的为绿色透射光。背光源观察叶绿素提取液时，看到的是叶绿素分子受激发后所产生的发射光谱。 当叶绿素分子吸收光子后，就由最稳定的、能量最低的基态提高到一个不稳定的、高能量的激发态。由于激发态不稳定，因此发射光波(此光波即为荧光)，消失能量，迅速由激发态回到基态。叶绿素分子吸收的光能有一部分用于分子内部振动上，辐射出的能量就小。光是以光子的形式不连续传播的，而且E=hv=hc／λ，即波长与光子能量成反比。 因此，反射出的光波波长比入射光波的波长长，叶绿素提取液在反射光下呈红色。叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色的现象叫做荧光现象。 叶绿体的透射光和反射光为什么不同？
真正的反射光也跟透射光一样是以绿色光为主的。我们看到的暗红色，是由于溶液中的色素吸收了蓝紫光后不能用于光合作用（没有了相应的酶系统），形成荧光重新辐射出来。因为能量在吸收——辐射过程中有一部分转化成热能损失了，所以荧光是比蓝紫光能量少的红光。又由于色素对绿光来说几乎是完全透明的，透过的绿光很多，反射的绿光很少。因此，从透射方向看是绿光为主，我们看起来是绿色的，从反射方向看，绿光很少，以红色的荧光为主，我们看起来就是红色的。 叶绿体色素只有被提取到溶液中后才有荧光现象。在正常叶片中的色素由于吸收的光能用于光合作用了，没有荧光。 色素吸收的红光也会形成荧光，但红光的能量低，再损失一部分后，辐射出来的荧光就成了人眼看不到的红外光了。 为更具体解释物理方面原理，大家不妨先了解一下物体与光的作用特点： 根据物体与光的作用及几何分布的不同，可以将物体分为4类：
知道这些有什么用呢？要知道，我们看到的所谓物体的外貌可以分为两个部分： 一是它的颜色特性；二是反应物体表面光的空间分布的几何特性。 颜色特性一般用三个变量表示，如：明度、色调、彩度 或L*，a*，b* 或L*，C*，h°等；可以用分光测色仪测量物体表面光获得。要更好的捕捉这个特性，就需要知道哪一部分光代表了物体的颜色。 而几何特性就不能只用几个量来表示了，非常复杂，只能对于不同特征用不同方法测定，如：光泽度、雾度、闪烁度、浊度等等。 对于非金属物体，光照到其上面后会发生四种主要作用：
以上面物体为例，一个红色半透明非金属薄片，当光照射到物体表面（这里以光谱渐变表示白色光），一小部分光不会进入物体内部，这部分光的多少取决于物体表面的光滑程度、入射角度和材料的折射率。 如果表面光滑，则这部分光为镜面反射（规则反射），体现为物体的光泽； 如果表面粗糙，则这部分光随粗糙面变化被散到许多方向，与漫反射光混合，表现为物体亮度提高、颜色饱和度降低。 但无论如何，这部分反射光的颜色为光源本身的颜色（如图依然用光谱渐变表示）。 入射光的大部分进入物体内部，并与颜料相遇，发生吸收、反射和折射，形成散射光线和吸收后光线，其大部分光经由光源一侧返回到空气中，称为漫反射光，另外一侧进入空气的光为漫透射光。 该漫反射光和漫透射光均有光谱选择性，表现为物体的颜色红色。 如果物体为透明的，则主要为规则透射光，因为物体选择吸收而光谱组成发生变化，透过的光会产生物体的颜色。 如果物体是不透明非金属则如下，漫反射光产生物体颜色： 而金属表面则不同，与非金属材料相比，有很高的表面光反射比，有更多的镜面光；进入物体内部的光很少，可忽略不计。金属表面有很强烈的吸收作用，微米级的金属薄片就可以吸收入射光的99%，而玻璃需要10cm才能吸收入射光的10%。因此金属材料的镜面反射光具有颜色，金属材料的颜色特性是由镜面反射光产生的。而非金属材料，如前面所论述，其镜面光是没有颜色的。
总结：
对于在试管中的色素提取液，光的反射、透射结果如下图：
一束白光经过色素提取液后，有三种去路：被色素吸收、被色素反射、透过色素。
色素主要吸收红光和蓝紫光，其它光被反射和透射 下面再从光电子能级角度解释发光颜色的变化原理。量子力学告诉我们原子核外电子的可能状态是不连续的，因此各状态对应能量也是不连续的。这些能量值就是能级。电子的基态(就是电子通常占据的能级)是该电子最低能量的状态。
基态原子中的电子 当电子“远离”原子核，不再受原子核的吸引力时的状态叫做电离态，电离态的能级为0(电子由基态跃迁到电离态时，吸收的能量最大) 。
被电离的原子与自由电子 当电子暂时占据的能级能量状态大于其基态时，它处于激发态。如果给予电子额外的能量，例如吸收光子或与附近的原子或粒子碰撞，电子就会跃迁到激发态。
基态原子吸收光使电子跃迁至高能级，原子变成激发态 每个能级具有特定的能量，为了使电子跃迁到更高的能级，它必须克服它所处的能级与更高能级的能量差。这意味着只有这个电子从光子或者从碰撞的粒子中获得的能量正好等于初末态的能量差，才能发生跃迁。当然，电子也不会长时间处于激发态，电子很快就会退激发回到基态，并释放能量正好等于能级之差的光子。
激发态的高能级电子释放出光子跃迁至基态 当某个原子的电子从激发态返回到较低的轨道时，它们发出的光子所具有的能量携带着这种原子的特征信息。同样，相同波长的光照射色素时被色素吸收的能量不同，反射回去的光子携带能量就不同，体现出来就是波长的不同，即颜色的不同。
其中，绿光几乎不被吸收且全部可以透过色素。被吸收的光能，由于缺少能量转换的物质和结构而不能发生转换，且在被吸收的过程中，有能量损耗，最后都以含能量较少的红光的形式辐射出来。 综上，在反射光中，红光占比例大，呈现红色；在透射光中，绿光含量大，呈现绿色。 |
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