农业技术中的物理原理

<正>农业生产的实质是将太阳能转化为化学能,其途径是通过植物的光合作用,即绿色植物在太阳的照射下,将二氧化碳和水转化为糖,并吸收转化光能为化学能,同时放出氧气的作用。光合作用是大     

叶绿素a齐聚物的n值判定及其光谱特证

光合作用是绿色植物利用太阳能将二氧化碳和水有效地转化为有机物质的过程。大体上可以把它分成原初过程、电子传递、光合磷酸化和碳同化四个阶段。其中,光能吸收、传递和转化的过程,称为原初过程,它是光合作用研究的关键的第一步。一般认为原初反应是在光合单位(PSU)里进行的[1,2],其中叶绿素起着十分重要的作用[2,3,4]。     

从飞蛾扑火到高效太阳能电池

太阳能电池可以将光能直接转化为电能,长期以来一直是人们寄予厚望的满足人类未来能源需求的新型环保能源.     

光合作用水裂解机理与EPR应用研究

在绿色植物放氧光合作用中,光系统II（PSII）催化着自然界利用光能将水裂解并释放出氧气的化学反应. 在研究PSII的生物催化机理中,电子顺磁共振（EPR）波谱学发挥着非常重要的作用. 该文综述了与水裂解有关的EPR应用研究,如锰簇Mn₄O₅Ca的不同氧化中间态,以及这些不同氧化态的锰簇与酪氨酸Y-Z自由基的磁性相互作用等,这些进展揭示了水裂解过程是一个逐步的与质子耦联的电子传递过程.     

白光LED用YVO4∶Tm3+蓝色荧光粉的制备及发光性能

白光LED是指稀土掺杂的荧光粉被蓝光芯片或紫外芯片激发后获得各种室温发白光的器件。该种光致发光的实现方式是一种新型全固态照明光源，具有节能、环保及绿色照明等优点，被誉为第四代照明光源。对于现代设施农业，480～500nm之间的蓝光有一种调整植物节律的作用，对植物生长是有益的。蓝光在绿色植物的光合作用和光形态中起着重要的作用，绿色植物通过叶绿素、胡萝卜素、叶黄素和光敏素来捕获太阳光进行光合作用，适合植物生长的LED灯可提高光合作用效率，但传统的光源由于光质问题难以调节光波长，在这种情况下，需要将太阳光谱成分中380 nm以下的紫外光转换成蓝光，可提高作物光能利用率。所以，高光效、高热稳定性蓝色荧光粉已成为全光谱照明、光生态农业等领域的重要材料。蓝色荧光材料在近紫外(NUV)芯片激发的白光用发光二极管(W-LED)的制造中起重要作用。采用高温固相法制备YVO₄∶Tm³⁺蓝色荧光粉，通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪等检测手段对样品的物相结构、表观形貌及发光性能进行表征分析。结果表明：通过高温固相法1 100℃下煅烧2 h可以制备出YVO...     

叶绿素在活体中的荧光现象

叶绿素是绿色植物进行光合作用的关键成员。它吸收日光能并将日光能固定。为日光能转换成化学能,贮存于碳水化合物中奠定了基础。所以叶绿素是人类最终能源的基石。 叶绿素是一个卟啉化合物,中心有一个金属镁原子,金属镁原子与吡咯环的四个氮原子配位。这四个吡咯环又以CH桥相联,     

科学家发现光合作用能量转化量子机制

英国科学家首次在室温下观察到光合作用中能量转化的量子机制——相干作用（一种状态相互叠加的量子效应）,并证明,正是这一量子机制使光合作用能很好地面对环境干扰。出版在《科学》杂志的最新研究有助于科学家们研制出新一代转化效率更高的太阳能电池。提高太阳光的有效转化率是科学家们孜孜以求的目标,他们希望借此降低人类对化石能源的依赖。光合生物和某些细菌已掌握了这一过程：在万亿分之一秒内,其内的光合天线蛋白会将吸收到的太阳光的95％输送至光合反应中心,从而驱动光合作用。     

光在农业中的应用技术

生物与光的关系大致分两个方面,一是光能的利用。二是把光作为一种信号来利用。光合作用属于第一种;光周期性、光形态形成、向光性属于后一种。这些关系,有的我们从现象上早已熟悉,但机理尚不清楚     

增强UV－B辐射对植物光能传递过程的影响

为探讨增强的紫外线-B (280~315 nm)辐射对光合作用原初光能传递的光物理过程的影响,对菠菜类囊体膜及光系统II的吸收光谱、稳态荧光发射谱进行了分析.结果显示在实验条件下（温室,紫外线-B施加于植物成熟期,紫外线-B剂量1.152 kJ·m－2·d－1）,增强紫外线-B辐射并没有抑制原初光能传递过程,植物通过一系列调节机制（增强吸收短波光色素的吸收强度,调节两个光系统间能量分配,变化光合系统中色素蛋白构象、位置）保证了原初光能传递的光物理过程,将能量传递到反应中心用于光合作用.     

诺贝尔奖金化学奖获得者揭示光合作用的关键结构

1988年诺贝尔奖金化学奖属于三位揭示蛋白质-色素复合体结构的科学家:J.Deise-nhofer,R.Huber和 H.Michel.他们的研究表明,细胞膜中的蛋白质-色素复合体在光合作用中起了关键作用. 光合作用是自然界把太阳能转换成化学能的最普遍、最有效的方式.绿色植物、某些菌类(如紫硫菌)等可以进行有效的光合作用.叶绿素吸收一个光子,激发电荷从一个施主转移到一个受主,形成高能化合物三磷酸腺苷(ATP).蛋白质和色素形成的能完成电荷转移的最小复合物称为“反应中心”(Reactor Center).过去几十年里,曾广泛地研究了“反应中心”的电子行为,但J.Dei…     

卡尔文（Calvin，Melvin，1911-1997）美国生物化学家（Biochemist，America）

卡尔文是俄国移民的儿子，毕业于密执安矿业学院，1935年在明尼苏达大学取得哲学博士学位。1937年到加利福尼亚大学任教，从此留在该校。他对确定光合作用过程的化学细节发生了兴趣。借助于光合作用，绿色植物从空气中吸取二氧化碳，把它与水化合，从而形成淀粉，并将分子氧放入空气。由于光合反应进行得非常迅速，因此几乎不可能确定光合作用过程的化学细节。     

增强UV-B辐射对植物光能传递过程的影响

为探讨增强的紫外线-B(280～315nm)辐射对光合作用原初光能传递的光物理过程的影响,对菠菜类囊体膜及光系统II的吸收光谱、稳态荧光发射谱进行了分析.结果显示在实验条件下(温室,紫外线-B施加于植物成熟期,紫外线-B剂量1.152kJ·m-2·d-1),增强紫外线-B辐射并没有抑制原初光能传递过程,植物通过一系列调节机制(增强吸收短波光色素的吸收强度,调节两个光系统间能量分配,变化光合系统中色素蛋白构象、位置)保证了原初光能传递的光物理过程,将能量传递到反应中心用于光合作用.     

叶绿素A二聚体(chla·H2O)2的生成及其发光特性

在光合作用原初反应中,叶绿素A分子起着光能转换作用,把吸收的光能传递给反应中心,以实现电荷分离,完成光反应和暗反应.在反应中心,叶绿素A分子和水分子具有什么样的结构和功能?曾进行了广泛的研究.     

新世纪新能源——太阳能

 随着常规能源的日渐枯竭,能源供需矛盾日趋尖锐,新能源的开发和利用是我们人类不得不思考的一个问题。而太阳能则是取之不尽,用之不竭的一种绿色环保能源。太阳能不受任何人控制和垄断,它的利用也比较灵活,规模可大可小。     

藻红蛋白与叶绿素A之间的能量传递

蓝、红光可以促进绿色植物的光合作用．紫菜、鹿角菜等红藻生活在海洋深水中，由于海水的光吸收，能透过深水的光仅有微弱的绿光，红藻却能有效地进行光合作用，茁壮地生长．这除了反映出红藻的光生态不同外还说明红藻中的天线色素与光合作用中心存在着高效率的能量传递．...     

利用Rugate膜系实现宽角度减反射膜的设计

阐述了利用Rugate膜系理论设计宽角度减反射薄膜的方法,从理论上分析了在宽角度的情况下,偏振产生透过率不同的原因,模拟设计了入射角从0°到80°宽角度减反射膜系,采取随机与共轭梯度相结合的方法进行优化,得到了较理想的结果这一研究方法将能充分地提高光能的利用率,在能源利用方面和光通信等领域具有重要的应用价值.     

联系太阳能的试题赏析

太阳能是无污染、洁净、安全、经济的自然能源．科学家预言，21世纪太阳能将成为主要能源，到2030年世界电力的一半来自于太阳能．目前对太阳能的利用有3种方式．     

新兴尖端技术——纳米发电机和纳米压电电子学

1引言 能源是整个世界发展和经济增长的最基本驱动力,是人类赖以生存的基础。白工业革命以来,随着人类世界的进步和科学技术的发展,人类社会对于能源的需求量呈逐年急增的状况。目前,人类所能够利用的能源形式主要包括煤炭、石油、天然气以及少量的核能。但是,地球上这些现有能源还是非常有限的,这就需要科学家去探索一些新型的能源形式-可再生能源。根据预测,到2100年,新型可再生能源将在人们的生活中占据主导地位。     

“有机发光二极管（OLEDs）”专刊序

<正>阳光是自然界能源的起点，光的认知与利用是人类文明进步的标志。光能量分布（光谱）、光子的波粒二相性的发现是现代物理学的基础。火的利用是远古人类第一个可控的光源，“是人类第一次支配了一种自然力，将人与动物分开”。19世纪末，电光源（电灯）的发明变革了人类延续百万年的以火为基础的照明方式，人类进入了全新的时代。     

太阳风暴也可用来发电

 地球上的大部分能源归根结底来自太阳, 我们所利用的能源基本上来自于阳光。然而, 美国科学家发现, 太阳风暴中也蕴藏着巨大的能源。如果能充分利用太阳风暴中的能源, 可以让地球上的人类数百万年都没有能源匮乏之忧。