日本的一种花淋雨后会变透明,是什么原理

2022-04-03 09:33 科普达人 4018阅读 投稿:知识库
最佳答案花瓣变透明涉及到表面和内部性质,以及其所造成的光学特性的变化。由于细胞液的折射率和水相近,因此光线透射的部分增加,因此花瓣就显的透明了。サンカヨウ(山荷葉)的学名是Diphyl

花瓣变透明涉及到表面和内部性质,以及其所造成的光学特性的变化。由于细胞液的折射率和水相近,因此光线透射的部分增加,因此花瓣就显的透明了。

サンカヨウ(山荷葉)的学名是Diphylleia grayi ,小檗科山荷叶属植物,主要分布在日本北部,我国也有分布,不过可能不多。至于为什么会变透明,这实际上涉及到了花瓣的表面和内部性质,以及其所造成的光学特性的变化。

首先,植物花瓣的白色并非是本身含有白色的色素,而是植物花瓣细胞高度空泡化的结构所致。花瓣中含有众多填充空气的小泡和细胞间隙,它们和无色的细胞间形成了众多的反射界面(可以视作气液交界面,可形成全反射),因此光线射入花瓣后发生了漫反射,由此显示为白色。这也就是为何白色花瓣按压后会透明的原因,因为按压以及细胞释放的细胞液破坏了这些含气空间。

通常,花瓣表面的表皮细胞会形成众多突起,且细胞表面覆盖有蜡质层,以此防止水填充进这些含气的空间(自然界的水是病原入侵植物的主要途径之一)。所以我们能看到花瓣上的水珠因为表面张力收缩成一个球形,这就是所谓的”Petal effect(花瓣效应)“。值得注意的是,这种Petal effect虽然和荷叶表面滚动水珠的所谓”lotus effect(荷叶效应)“形成的原理相似,但结果是不同的。花瓣效应中,水珠和花瓣的接触位置有黏附性,因此水珠不会随意滚动。

但是在某些情况下,如由于物种差异,花瓣本身蜡质层较薄;或花瓣衰老、表皮细胞间隙增加;或被水长时间浸泡等,水会进入细胞间隙和空泡。由于叶片内部细胞表面没有蜡质层覆盖,且植物细胞壁的纤维素、半纤维素、果胶等成分是亲水性的,因此水分会很快填充和浸润整个花瓣内部空间,从而消除了原本广泛存在的空气-液体界面,进而失去了造成广泛漫反射的条件。由于细胞液的折射率和水相近,因此光线透射的部分增加,因此花瓣就显的透明了。

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