Почему трава имеет зеленый цвет: ответы от физиков, химиков, биологов для детей и взрослых

Представители каждой научной сферы дают ответы на вопрос почему трава зеленая. Биология, химия, физика – какая наука вам ближе? Или вам нужен ответ, который будет понятен ребенку? Разберем подробно законы природы, фотосинтез и прочее, расставим все по полочкам. Дальше – переварите сами и в доступной форме передайте информацию ребенку. Расширяйте кругозор вместе с нашими полезными статьями!

Как человек воспринимает цвет 

Чтобы понять, отчего трава зеленая, сначала разберемся, как человек вообще воспринимает разные цвета. Результат зависит от света. Человек оценивает окраску окружающих объектов, не задумываясь, что видит отраженный цвет. Если выключить свет (или ночью без солнца и луны), все предметы становятся темными, невидимыми. Даже те, которые при свете имеют яркий цвет.

Наше основное светило на Земле – Солнце. Свет этой звезды неоднородный, включает множество оттенков. У каждого оттенка – луч световой волны разной длины. Если луч света преломляется в призме, на выходе видны отдельные цвета. Если обратно провести эксперимент, разные цвета соединяются в один луч белого цвета.

Окружающие объекты могут, как поглощать какой-либо цвет из спектра, так и отражать. Глаз человека видит отраженный цвет. К примеру, если какой-либо предмет отражает все цвета светового луча, человеческий глаз видит белый предмет. Если предмет поглощает весь спектр цветов, человек видит перед собой черный предмет.

Если с восприятием цвета разобрались, переходим к конкретному объекту – траве. Почему она зеленая – ответят физики, химики, биологи. 

Почему трава зеленого цвета с точки зрения физики 

Не забываем, что трава – это не только газон. Наоборот, бывают такие растения, которые гораздо выше мелкой зеленой травки под ногами. В целом, трава – любое растение, у которого стебель не одревеснел. Те же бананы достигают шести метров в высоту, но не имеют древесного стебля. А это значит, что бананы – травянистые растения.

Насыщенные зеленый цвет травы, согласно объяснению физиков, связан с количеством отраженного и поглощенного света. Как говорили выше, человеческий глаз воспринимает только отраженный цвет. Из всего спектра трава поглощает все цвета, кроме зеленого. Его она отражает. В траве – хлорофилл. За счет него проходит фотосинтез. Это процесс, в результате которого растение превращает поглощенный углекислый газ в кислород. Эта функция обеспечивает растению энергию для роста и жизни.

Зеленый цвет хлорофилла напрямую связан с процессом фотосинтеза. Как говорилось выше, у каждого цвета спектра светового луча длина волны отличается. От этого показателя зависит энергия – чем длина выше, тем меньшее количество энергии. Поэтому хлорофилл поглощает из солнечного света синие цвета наиболее активно – в них наибольшее количество энергии.

Другая характеристика светового излучения – количество фотонов в единице энергии. Именно фотоны нужны хлорофиллу в растениях, чтобы активизироваться и начать работать. Красные цвета, как и синие, отличаются значительной длиной волны, соответственно, и количество фотонов больше. А это усиливает реакцию фотосинтеза. Поэтому хлорофилл активно поглощает красные и синие цвета спектра светового излучения, и отражает те, которые отличаются короткой волной и не дают энергии. Речь о зеленом цвете. Вдобавок, зеленые пигменты могут и повреждать клетки растения. Вот поэтому мы и видим траву зеленой. 

Травка зеленеет с точки зрения биологов 

Ответы из области биологии во многом совпадают с теорией физиков. Но факторы, которые приводят ученые, другие. Итак, в биологии изучают клетки растений. В каждой из них находятся органоиды – хлоропласты. Это мелкие органы в клетках. В составе хлоропластов – хлорофилл. В переводе с греческого хлорофилл означает «зеленый лист». Именно хлорофилл обладает зеленым цветом, что влияет на цвет травы. Последняя выполняет важную функцию для всей планеты. Под солнечными лучами запускается процесс фотосинтеза – превращение углекислого газа в кислород, который нужен всему живому на Земле.

Хлорофилл – основное действующее вещество в фотосинтезе. В траве много хлорофилла, поэтому она зеленая. Когда световой день укорачивается, солнце светит не так ярко, хлорофилл разрушается. Именно поэтому трава по осени становится не зеленой, а желтой, а потом высыхает и погибает. 

Зеленый цвет травы с точки зрения химиков 

Эта сфера науки не идет вразрез с предыдущими, но трактует ответ по-своему. Как и биологи, химики говорят, что хлорофилл влияет на цвет травянистых растений. Чем вещества больше, тем сильнее выражена зелень. Но вот почему сам хлорофилл зеленый – об этом химики решили поделиться с нами. Гипотеза такая: окрас вещества зависит от того, сколько в них содержится металлов. К примеру, гемоглобин (вещество в красных кровяных клетках) содержит атомы железа. Именно из-за них кровь алая. У травы за зеленый цвет отвечает магний, находящийся в хлорофилле. В ходе научного эксперименты химики заменили магний в хлорофилле на цинк. Замена не изменила цвет вещества. Именно поэтому гипотеза все еще остается лишь гипотезой. 

Какого цвета бывают листья 

Объяснений выше достаточно, чтобы понять, почему трава именно зеленая. Но что, если у нее другой цвет? Оказывается, существуют мутантные растения, в которых хлорофилла нет. К примеру, горох. В таких растениях энергия не пополняется, а запасы питания быстро истощаются, что ведет к гибели. Помимо мутантов без хлорофилла, бывают растения, которые паразитируют за счет других, забирая у них питательные вещества.

Пигмент антоциан придает растениям наподобие фиалки синий, красный, фиолетовый окрас. В фиалке есть хлорофилл, но антоциан перекрывает его, поэтому зеленого цвета не видно. Кроме листвы, антоциан окрашивает плоды и цветы растений. С учетом изменений, который проходят в цветах и бутонах по мере созревания и увядания, цвет меняется. К примеру, бутоны у медуницы – розовые, цветы – сине-фиолетовые.

Есть растения, листья которых окрашены почти в черный цвет. Он обусловлен не особым пигментом, а хлорофиллом. Точнее, его избыточным количеством. Большинство таких растений произрастает в тропиках. За счет большого количества хлорофилла в листе последний активно впитывает попадающий на него солнечный свет.

Осенью в нашем регионе листья на деревьях меняют цвет с зеленого на оранжевый, бардовый, желтый. Это последний этап, после которого листва опадает. С холодами хлорофилл расщепляется. Растения пытаются запастись азотом, вытягивая его из хлорофилла. Другим пигментам в растениях нужно не так много тепла и света, поэтому они проявляются осенью и в холода. Чтобы не тратить запасы энергии на питание листвы, растение оставляет ее себе, а балласт сбрасывает. 

Как объяснить ребенку, почему трава имеет зеленый цвет 

Для детей объяснения химиков, физиков и биологов могут показаться сложными, непонятными. Задача родителей – выбрать простое объяснение, а не подробности поглощения и отражения спектра светового луча, химического состава растений и прочего.  

Скажите ребенку, что трава – такой же житель планеты, как птицы, животные люди. Каждый день траве нужна еда. Для нее пища – солнечный свет. Каждой травинке нужен солнечный лучик. Чтобы поймать свет, в траве есть специальная ловушка – хлорофилл. Он зеленый, поэтому и трава зеленая. Не совсем точное объяснение, но зато более-менее понятно детям. По мере взросления ребенок в школьной программе разберется в вопросе, научными понятиями, терминами. Родителям же нужно не отмахнуться от ребенка, а заложить интерес к пониманию основ жизни на земле, к наукам.

Какого цвета была бы трава без Солнца

Земля получает энергию Солнца, поэтому планета выглядит зеленой. Но если бы растения жили на других планетах, где дефицит солнечного света и другие условия, внешний вид бы существенно изменился. К примеру, без озонового слоя растения станут активно поглощать инфракрасное излучение, что сделает их ярко-красными.

Если вместо Солнца источником света станет звезда класса F, то для защиты от перегрева и гибели растениям придется отражать синий цвет. Если света будет мало, то деревья и трава приобретут черный цвет. Так они смогут максимально впитывать скудное излучение тусклой звезды. Рост и развитие растительности в таких условиях – уже другая история.

Итак, мы разобрались, почему трава зеленая. А заодно углубились в разные отрасли науки. Оказывается, простые вещи, о которых мы вообще не задумываемся, не просто так имеют свой цвет, размер и остальные параметры.

А вы спрашивали у родителей, почему трава зеленая, небо голубое? Расскажите в комментариях, что вам отвечали.

Источник