Зеленая, зеленая трава… Почему трава именно зеленая, а не розовая, белая или черная? Найти объяснение нам помогут сразу 3 науки, которые учат в школе: биология, химия и физика.
Фотосинтез и хлорофилл
Если рассмотреть траву под микроскопом, можно увидеть хлоропласты - ярко выраженные частички, в которых есть хлорофилл. Это пигмент, который содержится во всех растениях и придает им зеленую окраску. Само слово «хлорофилл» так и переводится с греческого - «зеленый лист».
Более подробное объяснение дает фотосинтез, в котором участвуют все растения на земле. О нем каждый знает из школьных уроков биологии. Трава поглощает углекислый газ и перерабатывает его под воздействием солнца. В результате в атмосферу выделяется чистый кислород, которым мы дышим. Ключевую роль в этих процессах играет именно зеленый пигмент. Если трава бледная, в ней мало хлорофилла для нормального фотосинтеза. Ярко-зеленые растения насыщены этим пигментом. Они перерабатывают много углекислого газа и выделяют большое количество кислорода.
Осенью трава желтеет, с деревьев опадают засохшие листья. Именно такими были бы все растения, если бы в них не было хлорофилла. Дело в том, что с наступлением осени становится темнее и прохладнее. Из-за недостатка солнечного света хлорофилл начинает разрушаться, поэтому растения постепенно теряют зеленую окраску.
Химические процессы
Если траву окрашивает хлорофилл, остается непонятно, почему сам пигмент именно зеленый. Ответить на этот вопрос поможет химия.
Ученые полагают, что окраска органических соединений зависит от содержания металлов. В гемоглобине, например, есть железо. Оно придает крови красный цвет. В хлорофилле содержится магний. Поэтому пигмент сам становится зеленым и передает такой оттенок растениям.
Это предположение пока не до конца изучено. Ученые также выяснили, что при замене магния на цинк хлоропласты в составе травы все равно остаются зелеными.
Поглощение и отражение света
Физика также может объяснить, почему трава зеленая. Дело в том, что цвет предмета напрямую зависит от света. Наглядный пример: в ночной темноте даже самые яркие предметы утрачивают свою окраску и становятся практически невидимыми.
Солнечный свет неоднородный. В нем 7 основных оттенков, как в радуге: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Трава поглощает все цвета спектра. Отражает она только один оттенок - зеленый. Это происходит по той причине, что для фотосинтеза растениям не нужны зеленые лучи, исходящие от солнца. При этом хлорофилл принимает на себя красные и фиолетовые лучи. С их помощью он вырабатывает энергию и затем передает ее клеткам растения. Глаз человека улавливает зеленый цвет, отраженный от травы, поэтому она и кажется нам зеленой.
Очень часто дети задают вопросы об окружающем нас мире, например: почему почти вся трава зеленая? Каждый родитель и просто образованный человек обязательно должен знать правильный ответ. Предлагаем подробное обоснование данного явления.
Вконтакте
Однокласники
Простой ответ на сложный вопрос
Подрастая, дети нередко ставят в тупик своих родителей вопросами, к примеру: почему трава зеленая? Интерес нового поколения понятен, к тому же это касается школьной программы, которую проходили все. Однако далеко не каждый вспомнит и сможет объяснить малышу в доступной форме. Эта статья создана для всех тех, кто интересуется формированием окраски травяного покрова нашей планеты.
Для полнейшего объяснения необходимо обратиться к точным наукам - биологии, химии и физике. Трава на нашей планете бывает красной, желтой, что связано с пигментом, входящим в состав ее клеток, но в основном она бывает зеленого цвета.
Ответ биологии
При изучении травы под микроскопом можно разглядеть хлоропласты, содержащие хлорофилл, который с греческого языка дословно переводится как «зеленый лист». Этот пигмент имеет зеленый окрас и придает его всем растениям. Под влиянием солнечного света в растениях происходит фотосинтез, главную роль в котором осуществляет именно хлорофилл. В этом естественном процессе происходит переработка углекислого газа в кислород, необходимый для существования всех живых организмов на планете. Вещество поглощает все цвета, кроме зеленого, а потому отражает только его. Таким образом, трава и многие растения приобретают этот окрас.
Клетки травы с хлорофиллом под микроскопом
С наступлением осени сокращается продолжительность светового дня, солнечный свет меньше освещает растения. Именно поэтому хлорофилл разрушается, а трава желтеет и засыхает.
Химическая точка зрения
Химия по-своему отвечает на вопрос: почему трава зеленая? Ученые объясняют любую окраску предметов концентрацией определенных металлов. Например, кровь имеет красный цвет из-за содержания в гемоглобине железа. Растительность имеет зеленый окрас из-за содержания в хлорофилле магния.
Самое удивительное, что при достаточно правдоподобном научном объяснении имеется несовпадение. Замена магния, допустим, на цинк не меняет расцветку растений, они все равно остаются зелеными.
Объяснение физики
С физической точки зрения расцветка предметов определяется пропорцией полученных и поглощенных цветов к отражаемому цвету. Все, что нас окружает, имеет такой цвет, какой отражает. Например, если отражаются все цвета, то расцветка получится белой, а если поглощаются, то будет черной. Это объясняет тот факт, что в жаркое время лучше носить одежду светлых тонов, а, например, солнечные батареи имеют черную окраску.
Солнечный свет имеет палитру из семи основных цветов, которую получает трава и другие растения. Отражается только зеленый цвет, который не участвует в процессе фотосинтеза. Хлорофиллу гораздо выгоднее добывать энергию для питания и роста от фиолетового и красного спектра, а зеленый цвет отдает слишком много энергии, что может повредить пигмент.
Вот так отвечают точные науки на вопрос: почему трава зеленая? Теперь каждый читатель сможет доходчиво объяснить ребенку это явление и запомнить все возможные научные объяснения привычного окраса травы у нас под ногами.
Известно, что самыми сложными нередко оказываются очень простые, практически детские, вопросы. На самом деле, взрослые льстят себе, считая, что подобные вопросы задают маленькие дети, потому что они мало знают. Просто дети не находятся в плену стереотипов, к тому же они любознательны, чего, увы, часто не скажешь о взрослых. Но спросите у взрослого, почему трава зелёная, а небо голубое, и, с высокой долей вероятности, точного ответа вы не получите.
Сначала о траве
Здесь всё относительно просто. Известно, что растения на Земле поглощают солнечную энергию, расщепляя её, «строя», таким образом, свои ткани. Другими словами, солнечный свет - это топливо, которое позволяет растениям жить.
Но если есть топливо, должна быть и печка, в которой оно сжигается. Такой печкой является особое вещество - хлорофилл. Именно в его клетках происходит усваивание солнечной энергии.
Крохотные, невидимые зёрнышки хлорофилла покрывают собой каждый лист, каждую зелёную иголочку. Их молекулы - настоящие фабрики, работу которых можно упрощённо описать следующими операциями:
- Поглощение солнечного света.
- Разложение его на составляющие.
- Использование полученной энергии для расщепления углекислого газа.
- Выработка сахаров, крахмалов и белков.
- Отражение зелёного спектра солнечного цвета.
Таким образом, хлорофилловые зёрна, получив солнечные лучи и использовав их для своих целей, отражают обратно только ту часть спектра, которая воспринимается нашим глазом как зелёный цвет. И мы говорим: трава зелёная!
История голубого неба
С окрашиванием неба в голубой цвет всё немного сложнее. Вернее, ещё в середине XIX века учёным казалось, что здесь тоже нет загадок. Ведь уже тогда было известно, что наша атмосфера состоит из нескольких газов, преимущественно углекислого, азота и кислорода.
Знали физики уже и то, что солнечный свет, хотя и кажется белым, имеет в своём составе 7 цветов, известных всем и поныне, как цвета радуги. Белый цвет можно без проблем разложить на эти цвета, или, говоря языком науки, получить полный спектр.
Поэтому сразу выдвинули теорию, которая гласила: молекулы газов, составляющих атмосферу Земли, способны раскладывать белый солнечный свет на спектр и задерживать в себе большую его часть, пропуская к наблюдателю на поверхности планеты только сине-голубые лучи. Таким образом, человек на Земле видел бы небо голубоватым.
Все остались были довольны эти объяснением, пока английский учёный Д. Рэлей в самый последний год XIX века не провёл ряд опытов, в которых уверенно доказал: молекул воздуха и частиц пыли для подобного разложения недостаточно! Научный мир изумился…
Но, к счастью, тот же Рэлей вскоре нашёл и новое объяснение. Оказывается, фотоны света, встречаясь с молекулами воздуха, активируют их, и уже активированные молекулы, в свою очередь, испускают новые фотоны, но уже не белые, а синие и голубые. Вот почему мы видим наше небо голубоватым. И, кстати, даже если смотреть на планету из Космоса, она тоже выглядит голубым шариком: ведь «голубые» фотоны вылетают из атмосферы и вверх, и вниз.
Вот такой, совсем непростой ответ мы получили на обычный детский вопрос. Кстати, если отвечать на него маленьким детям, достаточно будет сказать, что голубым солнечный свет становится из-за того, что он фильтруется атмосферой Земли, как грязная вода очищается, проходя сквозь плотную бумажную салфетку.
А нам, взрослым, услышав от ребёнка, почему трава зелёная, а небо голубое, не стоит сразу смотреть на малыша «сверху вниз». Для начала подумаем: а знаем ли мы сами правильные ответы на такие незамысловатые вопросы? И, кстати, можем приготовиться к следующему возможному вопросу: «А почему же тогда небо на закате оранжевое?».
Почему трава зеленая?
В один теплый летний денёк ваш ребенок задает вопрос «Почему трава зеленая?» и ожидает ответа. Как вы поступите?
У вас есть 4 варианта:
- Уйти от вопроса.
- Ответить общей фразой.
- Объяснить чуть упрощенно, но так, чтобы в общем ребенок понял.
- Рассказать всё по-научному, но будьте готовы, что он скорее всего ничего не поймет.
Первый вариант для хорошего родителя конечно же не подходит.
Второй, типа «ну, так устроена природа» или «Бог создал мир таким и он такой есть» — это подобие первого варианта, ведь вопросы задаются для того, чтобы получить объяснения, а не общие, ничего не значащие фразы.
Наверное, наиболее подходящий вариант под номером 3.
Упрощенная версия для детей
Давайте попробуем всё это разобрать по-простому.
Трава зеленая из-за того, что она содержит так званый «хлорофилл» (в переводе означает «зеленый лист») — пигмент, содержащийся в растениях и имеющий зеленую окраску. Он необходим, чтобы растение могло превращать углекислый газ в кислород, при этом получая энергию для своей жизни.
Пигмент — красящее вещество в организме, придающее окраску.
На растение падает солнечный свет, который, как известно, состоит из всех цветов радуги. Хлорофилл поглощает все цвета, кроме зеленого, зеленый он отражает. Мы видим этот отраженный цвет и считаем, что растение зеленое.
Спрашивается, зачем же растению нужны все цвета, которые оно поглощает? А все дело в том, что растение с помощью этих лучей превращает углекислый газ в кислород, которым дышат все живые организмы. Именно благодаря этим чудесным свойствам растений на земле существует жизнь.
Для самых маленьких можно сказать еще проще: «Трава зеленая из-за того, что так она получает больше тепла от солнышка и лучше растет». Этот вариант уж очень подозрительно похож на 2, но теперь он является следствием упрощения, чтобы было доступно для ребенка, а не из-за вашего незнания, которое вы скрываете, чтобы ребенок не подумал, что вы, прожив долгий период времени, так и не узнали ответ.
Ну, а для тех, кто хочет детально разобраться в этом вопросе — научная версия.
Научная версия для любознательных
Итак, почему трава зеленая? А всё из-за того, что в ней содержится хлорофилл (об этом коротко говорилось в версии для детей).
Хлорофилл (от греч.χλωρός , «зелёный» и φύλλον , «лист») - зелёный пигмент, окрашивающий хлоропласты растений в зелёный цвет. При его участии осуществляется процесс фотосинтеза. (Wikipedia)
Он необходим для обеспечения процесса фотосинтеза и превращения углекислого газа в кислород, при этом получая энергию для жизнеобеспечения растения. Именно хлорофилл из всего цветового спектра отражает только зеленый цвет, при этом поглощая все остальные. Таким образом, трава приобретает свой характерный цвет.
Общеизвестно, что белый цвет состоит из 7 цветов радуги (К ОЖ З Г С Ф ).
Длина световой волны Каждому цвету соответствует своя длина световой волны, и чем меньше длина волны, тем больше ее энергия. Самые короткие волны, а соответственно больше всего энергии, имеют фиолетовые и синие цвета, поэтому хлорофилл их поглощает. Но зачем же ему оранжевые и красные?
Здесь немного по-другому. Поглощение красных цветов зависит от другой характеристики светового излучения — фотонов. Хлорофиллы активизируются не энергией, а фотонами, то есть чем больше фотонов, тем активнее реакция фотосинтеза. А количество фотонов возрастает с увеличением длины волны (красный цвет).
В один прекрасный день мы узнаем, что фламинго розовые, потому что в креветках, которые они едят, содержится много специальных красных пигментов - каротиноидов. Каротиноиды также встречаются в красных, оранжевых, желтых и других пищевых продуктах, таких как морковь, помидоры и яичные желтки. А еще они обуславливают цвет осенних листьев и травы. Как много интересного вокруг, не так ли?
Почему трава зеленая, а молоко белое?
Так же, как фламинго и морковь, травинки содержат специальное вещество, которое придает им зеленый цвет. Оно называется хлорофиллом.
Хлорофилл - это пигмент, участвующий в фотосинтезе. А фотосинтез - это такой процесс, благодаря которому растения кушают. Они поглощают воду и соли из почвы, а из воздуха - углекислый газ, и под действием солнечного света превращают их в сахар и кислород, которым мы дышим.
Примерно так терпеливому родителю следует отвечать на вопрос своего чада о том, почему трава зеленая. Но вот дальше, несомненно, посыплются все новые и новые вопросы! Например, о том, зачем растениям сахар.
В отличие от зверей, которые охотятся, чтобы получить пищу, растения умеют создавать себе еду самостоятельно с помощью солнечного света. Но если мы лишим цветочек света, то ему станет нечего кушать и он умрет. Кстати, малышу будет очень интересно наблюдать этот процесс, начиная от прорастания семечка и заканчивая значением воды и света в жизни растения. Почему бы вам не провести совместный научный эксперимент?
Почему небо синее, а трава зеленая?
С этим все вроде бы ясно, но почему же хлорофилл именно зеленого цвета? Дело в том, что каждый предмет на нашей планете имеет свой определенный цвет. Солнечный свет кажется белым, хотя он на самом-то деле состоит из целого спектра цветов: фиолетового, синего, голубого, зеленого, желтого, оранжевого, красного.
Когда белый свет попадает на какой-либо предмет, то часть его поглощается, а другая отражается от его поверхности. И когда мы смотрим на этот предмет, то видим только те цвета, которые он отражает.
Небо, например, поглощает все цвета, за исключением синего, поэтому в солнечный ясный день оно кажется нам голубым. А как насчет пасмурной погоды? Почему оно вдруг становится грозным и свинцово-серым? Все просто! В пасмурную погоду большая часть света просто не доходит до поверхности Земли - его задерживают капельки воды в атмосфере, что и придает небу серый оттенок.
Как мы узнаем цвета?
Вспомните, как вы играли с друзьями в мяч. Красный резиновый мяч поглощает весь свет за исключением красного. И когда вы смотрте на красный мяч, бегущий по траве, глаза видят мяч, отражающий красный свет. Они отправляют эту информацию в мозг, который и говорит тебе, что мяч красный.
Теперь, когда твои друзья спросят тебя, почему трава зеленая, ты расскажешь им, что трава зеленая, потому что она поглощает весь свет, за исключением зеленого, а зеленый отражается от травы. И когда он достигает твоих глаз, ты видишь у своих ног зеленую траву.
Версия для детей постарше
Разумеется, такой полусказочный рассказ мы можем озвучить только малышам-дошкольникам, а что мы ответим 10-12-летним отпрыскам, когда те спросят, почему трава зеленая? Здесь уже можно углубляться в основы молекулярной химии, физики и биологии. Так хлорофилл - это идеальный носитель и хранитель энергии. Кстати, именно это свойство растений лежит в основе создания и функционирования солнечных батарей. Окисляясь, молекула хлорофилла запасает энергию, а затем, восстанавливаясь, отдает ее.
Но тогда почему трава зеленая летом, а осенью желтеет? Все просто! Ближе к осени интенсивность солнечного света снижается, и хлорофилл уже не в силах выполнять свои функции, а потому он за ненадобностью разрушается и превращается в ксантофиллы и каротиноиды - пигменты, имеющие цвета от желтого, оранжевого до красного и коричневого. Кстати, с появлением этих пигментов связаны и процессы старения растений.
Не так уж сложно понять, как объяснить ребенку, почему трава зеленая, небо синее, а мяч красный. Достаточно лишь школьного курса химии, физики и биологии, немного терпения и безграничной родительской любви. Зато в награду за все ваши усилия вы получите маленького вундеркинда, способного поразить своими познаниями в области естественных наук любого взрослого.
