Номер 10.6, страница 199 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Квантовая физика. Глава 10. Квантовая природа излучения. Тепловое излучение - номер 10.6, страница 199.

Условие.

10.6. Почему на снимках, сделанных в инфракрасных лучах, зелёная растительность получается белой?

Решение.

Решение

Цвет объекта, который мы воспринимаем, определяется тем, какие длины волн видимого света он отражает. Зелёные растения кажутся нам зелёными, потому что пигмент хлорофилл, содержащийся в их листьях, поглощает свет в красной и синей частях спектра для фотосинтеза, но отражает волны, соответствующие зелёному цвету.

Инфракрасное излучение (ИК-излучение) — это электромагнитные волны с длиной волны, превышающей длину волны видимого красного света. Человеческий глаз не способен его видеть, однако его могут регистрировать специальные фотокамеры.

Принцип инфракрасной фотографии заключается в фиксации интенсивности отражённого от объектов ИК-излучения. На чёрно-белых ИК-снимках объекты, которые интенсивно отражают инфракрасные лучи, выглядят очень светлыми или белыми, а те, которые их поглощают, — тёмными.

Оказывается, что здоровая растительность обладает очень высокой отражательной способностью именно в ближнем инфракрасном диапазоне спектра. Это жизненно важный механизм адаптации. Солнечное излучение несёт в себе большое количество энергии в виде инфракрасных лучей (тепла). Если бы растение поглощало это излучение, оно бы быстро перегрелось, что привело бы к повреждению клеточных структур и остановке фотосинтеза. Чтобы избежать перегрева, растения эволюционно приспособились отражать большую часть падающего на них ИК-излучения.

Это высокое отражение обусловлено не хлорофиллом, а внутренней структурой листа — губчатой паренхимой (мезофиллом). Множество границ раздела сред «клеточная стенка — воздух» внутри листа эффективно рассеивают и отражают инфракрасные лучи, не давая им поглощаться и нагревать лист.

Таким образом, поскольку зелёная растительность является мощным отражателем инфракрасных лучей, на снимках, сделанных с использованием специальных ИК-фильтров или камер, она получается очень яркой, то есть белой.

Ответ: Зелёная растительность на инфракрасных снимках получается белой, так как её листья очень интенсивно отражают инфракрасное излучение. Это является защитным механизмом растений, предохраняющим их от перегрева под воздействием солнечного света. Высокая отражательная способность обеспечивается внутренней клеточной структурой листа, которая эффективно рассеивает инфракрасные лучи.