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螢火蟲爲什麼會發光

螢火蟲爲什麼會發光

是因爲它的生理結構,腹部的末端內充滿了含磷的發光質及發光酵素。

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首先,螢火蟲能夠發光是因爲其體內含有一種特殊的酶——熒光素酶。這種酶可以將螢光素轉化爲產生光的熒光素。在螢火蟲的發光器官中,熒光素酶將螢光素和氧化劑(ATP)混合在一起,經過化學反應之後,就能夠產生強烈的熒光,並且產生藍色、綠色或黃色的光線。

其次,螢火蟲的發光也與其生態環境有關。螢火蟲從幼蟲到成蟲都需要取食,而它們的獵物通常在夜間活動,而螢火蟲又是夜間發光,因此它們的光線可以促進它們獵食和捕捉獵物。另外,螢火蟲的卵和幼蟲同樣也具有發光能力,它們以樹葉和落葉作爲棲息地,用亮光來吸引對手來獵食。

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最後,螢火蟲的發光也與交配的行爲有關。

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螢火蟲主要在晚上繁殖,往往通過閃爍它們的光來吸引異性螢火蟲的.注意,從而傳遞繁殖信號,完成繁殖的過程。不同的螢火蟲會閃爍不同的光線,這也是它們能夠區分出異性螢火蟲的方式之一。

總的來說,螢火蟲的發光行爲是一種具有複雜生理和生態意義的行爲。雖然現代科學技術已經揭開了這些祕密,但是螢火蟲的浪漫、神祕、不可捉摸的夜光,卻仍然在我們心中留下了深深的印記。

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螢火蟲不會咬人。它們專吃蝸牛、田螺和貝類等,不會對人類進行攻擊,螢火蟲名稱是因其尾部能發出熒光而得來的,又名夜光、景天、如熠燿、夜照、流螢、宵燭、耀夜等。

螢火蟲會咬人嗎

螢火蟲是一種很常見的生物,這種尾部能發光的昆蟲,約有近2000種,在我國較常見的有黑螢、姬紅螢、窗胸螢等幾種。

螢火蟲依其生活環境區分爲陸棲和水棲兩個大類,陸棲佔大多數。

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螢火蟲成蟲依種類不同,活動的時間也有差異,白天和夜晚各有日行性和夜行性的種類。

因爲突然被抓起來螢火蟲受到了驚嚇。螢火蟲受到驚嚇後會關閉自身可以發光的物質,是一種自我保護的意識,可以防止天敵的捕殺,當螢火蟲被人類抓起來後不亮就是因爲螢火蟲關閉了發光物質。

螢火蟲爲什麼抓起來就不亮了

能讓螢火蟲發光的物質叫做熒光素酶和熒光素,熒光素酶催化熒光素,熒光素與空氣中的`氧氣發生反應就會發出亮光。

螢火蟲一般是在初夏出現,一般在農村、森林等氣候比較潮溼的地方會有,城裏一般是看不到的。

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一、螢火蟲的發光機制

簡單地說,螢火蟲發光是熒光素在催化下,發生的複雜生化反應,在這個反應過程中,會以光的方式釋放能量。也就是說,螢火蟲的光和世界上所有的光源一樣,都是能量的釋放。

螢火蟲有2000多個品種,不同品種發光形式不同,光的顏色也不盡相同,有黃色、橙色、紅色、黃綠色及綠色等多種顏色的熒光,今天就不展開說了。

具體地說,螢火蟲發光的部分是其腹部的一個發光器,這個發光器由發光細胞、反射層細胞、神經與表皮細胞等組成。發光器的構造有點像汽車大燈總成,發光細胞就是燈泡,反射層細胞就如車燈反光鏡和燈罩,將燈泡發出的光集中反射出去。

發光細胞中含有兩類化學物質,一類叫作熒光素,另一類叫作熒光素酶。熒光素在熒光素酶的催化作用下,會與空氣中的氧發生化學反應,並釋放能量,主要以熒光的形式發出。因此,螢火蟲發光是一種生化反應。

螢火蟲發光爲什麼會一閃一閃呢?這是因爲螢火蟲也在呼吸,氣管中輸送的氧氣不均衡,氧氣充足時,發光細胞裏的化學反應就強烈,亮度就強;反之反應緩慢,光亮就會變弱,甚至黯淡無光。

在螢火蟲體內,還有一種叫三磷酸腺苷(ATP)的化學物,能夠調節熒光素的發光功能,在熒光變弱時重新發出光來。

螢火蟲發光的作用一是對自己覓食起到照明作用,二是對敵人起到恐嚇和防禦作用,更重要的是爲了求偶而發出的信息交流。成蟲在晚上會通過發出不同的光尋找伴侶,雄蟲一般發光時間爲0.2秒,間隔時間爲2.2秒;雌蟲在雄蟲發光後0.5秒做出迴應。

二、螢火蟲發出的也是光子嗎?

當然,這個世界上所有的光都是電磁波,而且都是由光子爲媒介傳導的。那麼一隻螢火蟲能發出多少光子呢?這就要從可見光的波長說起了。

可見光是約由7種顏色組成,波長約在380~760nm(納米)之間,不同顏色的`光波長是不一樣,紅光波長最長,紫光波長最短。螢火蟲發出的光有綠色、黃色、橙色、紅色等多種顏色或漸變色,從綠色到紅色光的波段介於492~760nm之間。

我們折中一下,平均爲626nm,這樣我們就可以大約計算出螢火蟲發出的光子有多少。先要計算出626nm光子的能量,計算公式爲:E=hc/λ。這裏的E代表能量;h代表普朗克常數,約6.626*10^-34J·s;λ爲光量子波長。

這樣,我們可以計算出626nm波長的光子每個能量約3.17*10^-19J(焦耳)。那麼螢火蟲每秒鐘能夠發出多少個這樣的光子呢?這得看螢火蟲的光度有多大了。搜索許久,都沒有找到專門研究螢火蟲亮度的資料,只找到有一項研究認爲,1000只螢火蟲相當於一隻20瓦的電燈泡的光度。

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不同種類電燈的光效是不一樣的,也就是說,電燈能量轉化成光子發出的效率是不一樣的,白熾燈最小,發光效率只佔到其能量的15%,其餘大部分能量轉化爲熱能了;相對比較,日光燈光效率可達50%,LED節能燈光效率可達90%。

該研究沒有說這1000只螢火蟲發出的光是相當於那種20瓦的燈泡,但一般與燈泡相比只能是指白熾燈。按白熾燈來計算,20瓦燈泡光效率只有15%,也就是約3瓦,每秒發出的光子能量就是3J,這樣,每秒釋放626nm波長的光子就約有9.5*10^18個。

除以1000只螢火蟲,每隻螢火蟲每秒鐘釋放的光子就有約9.5*10^15個,就是9500萬億個。不少啊,難怪我們看到的螢火蟲一閃一閃很亮。

一些研究認爲,螢火蟲的發光效率很高,可以達到88~90%,還有的說高達95%,因此能量極少轉化爲熱量,是公認的冷光源。現在的LED發光效率達到了90%,和螢火蟲發光效率差不多,因此也應該屬於冷光源。

三、螢火蟲的冷光源機制帶給人類的啓示

冷光源的發光原理,是在電場作用下,產生的電子碰撞激發熒光材料而產生髮光現象,具有優良的光學特性和較高的發光效率。總體上說,冷光源工作時基本不發熱或者少發熱。

螢火蟲的發光特性帶給人類很多啓示,人們從螢火蟲的發光器中成功提取了熒光素和熒光素酶,通過分析瞭解了其成分,再通過化學合成方法成功製備出這些物質,應用在發光設備上,大大提升了發光效率。

如日光燈、霓虹燈、液晶顯示屏、LED等,都是得益於螢火蟲的啓發而發明出的冷光源。當然,冷光源並不是一點熱量也不會產生,只是發光效率提升了很高,比如日光燈就比白熾燈提升了35%,而LED則提升了75%。

但也有人認爲,螢火蟲的發光效率並沒有過去認爲的那麼高。日本東京大學秋山英教授領導的研究小組,通過測定發光最亮的北美螢火蟲,發現其發光量最大的時候光線強度也只有體內發光物質能夠發出能量的41%,這還沒有日光燈的發光效率。

但日光燈還是有溫度的,這是因爲還有一部分能量轉化成爲熱能。如果螢火蟲發光只使用了總能量的41%,但螢火蟲並沒有發熱,那多餘的能量轉化成什麼了呢?看來還值得進一步研究,需要有更多的證據說話。

在動植物世界,還有許多發光生物,如海洋中有一種深海鮟鱇魚,頭上就有一個會發光的“小燈籠”;一種“月亮魚”也會發光,有些水母也會發光;還有一些會發光的植物,如“燈草”、“鬼樹”等等。

這些動物植物會發光,有的就和螢火蟲一樣,身體構造存在熒光素和光素酶,有的則是身體中具有某種特殊蛋白。如在發光水母的體內就有一種叫埃奎林的蛋白質,在與鈣離子結合時就會放出亮光。

大自然經過幾十億年的鬼斧神工,將動植物雕琢得極其精細完美,其中的機制無比複雜。人類科技發展到今天,對大自然的模仿還不及其萬一。現代發展起來一門很重要的學科叫仿生學,就是通過弄清動植物界的各種機理,製造出更精美的工具或食物。

通過學習弄清螢火蟲等動植物的發光機制,未來的光能技術也將越來越高級。

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