自然界中的光——來源篇(下)

2020-12-05 簡一空間表現

3電離放電產生的光

除了上篇文章中提到過的熱核輻射發熱發光、高溫發熱發光,自然界中還有一類發光方式——叫做「摩擦發熱發光」,它並不需要很高的溫度就可以產生光。

a.閃電

比如閃電,它是帶有電荷的雲層之間放電、或雲與地之間放電後產生較強電流的現象,一般發生在積雨雲中。

黑夜中的閃電

電流的生成會伴隨著電離作用的發生。而電離作用會激發空氣裡的各種分子、粒子,從而發出光。

另外,自然界中還有一種電離現象,但它卻不像閃電那麼強烈。它的出現是由於微弱的電離作用。

b.極光

地球的磁場會將太陽發射過來的高能粒子聚集在兩極處,之後它們會激發(或電離)兩極高空的氣體產生出一些光,這種低強度的放電現象被稱之為極光。

北極光

南極光

這種特殊的光現象常出現在維度靠近地磁極地區的上空,一般呈帶狀、弧狀或放射狀。由於它是低壓氣體放電發光,所以可見形狀不是很穩定,偶爾會發生變化。

4礦物螢光

自然界中還有一些固態的礦物質也會發光。比如古時著名的夜明珠(俗稱螢石),它其實是一種螢光石,因其內部含有一些稀有元素和「激活晶態磷光體」,所以具有發光性。

用螢光石鋪的石子路

礦物內的電子在外界能量的刺激下,會由低能狀態進入高能狀態;當外界能量刺激停止時,電子又由高能狀態轉入低能狀態,在這整個過程中會產生光。這種光相對較弱,白天看不見,但夜間很明亮。

5生物螢光

a.發光水母和烏賊

除了礦物的螢光,自然界中還有一些生物的可以發出螢光。最常見的就是海洋之中的發光水母和發光烏賊。

發光水母

它們的身體中含有一種很神奇的蛋白質——叫作埃奎林,當其遇到海水中的鈣離子時,就會發出較強的藍色光(一種生化反應)。

螢光烏賊

海底最深處常年不見自然光,生活在那裡的各種海底生物都有屬於自己發光方式,這些都是生物螢光。

b.螢火蟲

小夥伴們平時在生活中見到最多的發光生物應該是螢火蟲,晚上在郊外或鄉村裡偶爾會見到很多的螢火蟲,一個個小小的綠點在黑夜中起舞。

夏夜叢中的螢火蟲

它有屬於自己的發光細胞,在發光細胞中有2種化學物質(螢光素和螢光素酶),這2種物質會消耗細胞能量從而發出螢光。

c.蕈蚊

在紐西蘭的某個洞穴之中,石壁上附著了很多類似於螢火蟲一樣的生物,它其實是一種蚊子——叫做蕈蚊。

蕈蚊的洞穴

它的發光原理與螢火蟲一樣,數以千計的蕈蚊聚集在一起後會照亮整個洞穴(這種生物光是為了吸引獵物)。

d.螢光蘑菇

除了動物之外,也有植物可以發出螢光。比如有一種螢光蘑菇(生長於巴西叢林底部),它在漆黑的夜晚中會發出熒熒綠光。

螢光小菇

e.發光樹上的假蜜環菌

大自然中還有一種發光樹。但其實它並不是樹的本身在發光,而是生長在樹上的假蜜環菌,利用分解和吸收樹木的纖維素和木質素後,初生菌絲體發出的淡藍色(或綠色)亮光。

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