Почему трава имеет именно зеленый цвет, а не черный, серый или фиолетовый? Ответить на этот вопрос не так просто. Придется обратиться за помощью к исследованиям сразу трех наук: физики, химии и биологии.
Трава имеет зеленый цвет, поскольку содержит в себе хлорофилл. Это пигмент, который придает клеткам растений соответствующий цвет. Он принимает активное участие в процессе фотосинтеза, то есть преобразования углекислого газа в кислород. Благодаря этому клетки растут и развиваются. При отражении хлорофилла на солнце мы видим зеленый оттенок, который поглощает все остальные.
Поглощение других цветов происходит не просто так. Хлорофилл активизируется благодаря фотонам. И чем больше фотонов, тем лучше для жизнедеятельности растений. Наибольшее количество компонентов содержится в лучах красного цвета, поэтому они активно поглощаются хлорофиллом.
Яркий насыщенный цвет растений, который имеет и свежая трава, говорит о том, что растение здоровое и выделяет большое количество кислорода. Если трава бледная, то это говорит о том, что в ней мало хлорофилла. Если в растениях отсутствовал хлорофилл, они были бы желтыми и блеклыми. Такими, какими мы видим их осенью. В эту пору световой день сокращается, солнечного света становится меньше. По этой причине хлорофилл не может вырабатываться в полной мере.
Немного химии
Стало понятно, почему трава приобретает зеленый цвет. Это происходит благодаря хлорофиллу. Но почему сам он становится именно такого цвета? По мнению исследователей в образовании цвета играют роль металлы. Например, в хлорофилле большое количество железа, которое и делает его зеленым. Соответственно он и придает именно такой зеленый оттенок растениям, в которых содержится, такого же цвета и трава. На сегодняшний день это мнение остается лишь предположением. Ученым есть еще над чем работать, чтобы мир узнал более точное объяснение почему трава зеленая.
Немного физики
Объяснение того, почему трава зеленая, лежит и в области физики. Цвет предмета зависит от количества света, которым он освещается. Ночью все предметы окружающего мира становятся для нас незаметными. Солнечные лучи имеют неоднородную структуру. Они состоят из 7 различных оттенков. Растения способны впитывать в себя все тона. Но отражать они способны только один – зеленый. Для фотосинтеза зеленые лучи не нужны, поэтому растения отражают их вовне. А вот фиолетовые и красные лучи хлорофилл поглощает. Благодаря им трава вырабатывает энергия, обеспечивается рост и развитие.
Объяснение для ребенка
Юные исследователи любят задавать сложные вопросы, но ответы на них должны быть максимально простыми и доступными. При ответе на вопрос «почему трава зеленая», к примеру, слово «хлорофилл» можно заменить переводом этого слова – «зеленый лист». Скажите малышу, что это специальная зеленая краска. Для жизни и роста растения необходим солнечный свет, который состоит из нескольких цветовых лучей. Трава впитывает только некоторые из них, те, которые нужны ей для преобразования энергии. А вот зеленые лучи она отражает. И получается, что трава зеленая и именно такими мы видим и остальные растения.
Для совсем маленьких деток подойдет такая версия:
«Трава имеет зеленый цвет, поскольку именно он помогает ей получать больше тепла от солнца. Благодаря этому она быстро и хорошо растет».
Вот еще один вариант объяснения. Расскажите ребенку, что трава – это живой организм. Такой же, как и животные, птицы и люди. Чтобы расти и развиваться она должна постоянно питаться. Главная пища для растений – это солнечный свет. «Переваривать» пищу помогает хлорофилл – вещество, придающее растениям зеленый цвет. Трава содержит его в большом количестве, поэтому она тоже приобретает именно зеленый цвет. Конечно, это объяснение нельзя назвать точным, но для любопытного малыша этой информации будет достаточно. В школе он сможет узнать более научную информацию, доступную для его возраста.
А давайте пофантазируем!
Наша планета хорошо освещается солнцем. Мы не испытывает недостатка в нем. А какими могли бы быть растения на других планетах. Учитывая то, что не все хорошо освещены солнцем? Если на планете нет озонового слоя и кислорода, растения будут поглощать максимальное количество инфракрасного излучения. По этой причине они приобретут не зеленый, а темно-красный оттенок.
Если спутник будет освещаться яркой звездой класса F, то трава и прочие растения будут отражать синий цвет, чтобы не перегреться и не сгореть. Если же планета будет освещаться тусклой звездой, и будет испытывать при этом дефицит света, то растения приобретут черный цвет. Другой вопрос заключается в том, будут ли такие растения нормально расти и развиваться. Хотя, если они приспособятся к тем условиям, в который будут обитать, то вполне возможно. Конечно, при этом они приобретут совершенно другие свойства, не те что нам привычны.
Объяснение того, почему трава зеленая будет полезно не только детям, но любознательным взрослым, которые упустили этот вопрос в детском возрасте.
Известно, что самыми сложными нередко оказываются очень простые, практически детские, вопросы. На самом деле, взрослые льстят себе, считая, что подобные вопросы задают маленькие дети, потому что они мало знают. Просто дети не находятся в плену стереотипов, к тому же они любознательны, чего, увы, часто не скажешь о взрослых. Но спросите у взрослого, почему трава зелёная, а небо голубое, и, с высокой долей вероятности, точного ответа вы не получите.
Сначала о траве
Здесь всё относительно просто. Известно, что растения на Земле поглощают солнечную энергию, расщепляя её, «строя», таким образом, свои ткани. Другими словами, солнечный свет - это топливо, которое позволяет растениям жить.
Но если есть топливо, должна быть и печка, в которой оно сжигается. Такой печкой является особое вещество - хлорофилл. Именно в его клетках происходит усваивание солнечной энергии.
Крохотные, невидимые зёрнышки хлорофилла покрывают собой каждый лист, каждую зелёную иголочку. Их молекулы - настоящие фабрики, работу которых можно упрощённо описать следующими операциями:
- Поглощение солнечного света.
- Разложение его на составляющие.
- Использование полученной энергии для расщепления углекислого газа.
- Выработка сахаров, крахмалов и белков.
- Отражение зелёного спектра солнечного цвета.
Таким образом, хлорофилловые зёрна, получив солнечные лучи и использовав их для своих целей, отражают обратно только ту часть спектра, которая воспринимается нашим глазом как зелёный цвет. И мы говорим: трава зелёная!
История голубого неба
С окрашиванием неба в голубой цвет всё немного сложнее. Вернее, ещё в середине XIX века учёным казалось, что здесь тоже нет загадок. Ведь уже тогда было известно, что наша атмосфера состоит из нескольких газов, преимущественно углекислого, азота и кислорода.
Знали физики уже и то, что солнечный свет, хотя и кажется белым, имеет в своём составе 7 цветов, известных всем и поныне, как цвета радуги. Белый цвет можно без проблем разложить на эти цвета, или, говоря языком науки, получить полный спектр.
Поэтому сразу выдвинули теорию, которая гласила: молекулы газов, составляющих атмосферу Земли, способны раскладывать белый солнечный свет на спектр и задерживать в себе большую его часть, пропуская к наблюдателю на поверхности планеты только сине-голубые лучи. Таким образом, человек на Земле видел бы небо голубоватым.
Все остались были довольны эти объяснением, пока английский учёный Д. Рэлей в самый последний год XIX века не провёл ряд опытов, в которых уверенно доказал: молекул воздуха и частиц пыли для подобного разложения недостаточно! Научный мир изумился…
Но, к счастью, тот же Рэлей вскоре нашёл и новое объяснение. Оказывается, фотоны света, встречаясь с молекулами воздуха, активируют их, и уже активированные молекулы, в свою очередь, испускают новые фотоны, но уже не белые, а синие и голубые. Вот почему мы видим наше небо голубоватым. И, кстати, даже если смотреть на планету из Космоса, она тоже выглядит голубым шариком: ведь «голубые» фотоны вылетают из атмосферы и вверх, и вниз.
Вот такой, совсем непростой ответ мы получили на обычный детский вопрос. Кстати, если отвечать на него маленьким детям, достаточно будет сказать, что голубым солнечный свет становится из-за того, что он фильтруется атмосферой Земли, как грязная вода очищается, проходя сквозь плотную бумажную салфетку.
А нам, взрослым, услышав от ребёнка, почему трава зелёная, а небо голубое, не стоит сразу смотреть на малыша «сверху вниз». Для начала подумаем: а знаем ли мы сами правильные ответы на такие незамысловатые вопросы? И, кстати, можем приготовиться к следующему возможному вопросу: «А почему же тогда небо на закате оранжевое?».
Для того чтобы разобраться, почему трава на нашей планете зеленая, нужно понять, каким образом происходит восприятие цвета человеческим глазом.
Давайте, разберёмся подробно.
Цвет и свет: взаимозависимость
Любой цвет напрямую зависит от света, ведь недаром же в абсолютно темной комнате даже ярко раскрашенный предмет становится невидимым, то есть утрачивает свой цвет. Свет на нашей планете – это свет, . А солнечный свет неоднороден, он состоит из целого спектра оттенков, каждый из которых имеет свою длину волны.
Чтобы увидеть спектр, достаточно «поймать» луч солнца обыкновенной линзой – на выходе из призмы луч «разложится» на спектр. Можно даже поэкспериментировать и собрать спектр в единый луч при помощи еще одной призмы – и убедиться, что свет снова стал белым.
Все предметы, окружающие нас, поглощают цвета спектра, пропускают их через себя либо отталкивают. И именно от этого зависит, каким будет видеть цвет предмета человеческий глаз. Если предмет отражает все оттенки спектра, то мы будем видеть его как белый. Если, наоборот, предмет поглощает весь спектр, мы видим этот предмет черным.
Кстати, именно поэтому батареи, генерирующие энергию из солнечного света, всегда черные. И поэтому же в черной одежде людям всегда жарче, чем в белой – светлая ткань отражает энергию света, а темная поглощает ее.
Хлорофилл и процесс фотосинтеза
На самом деле отдельные клетки травы прозрачные, но в каждой из клеток содержится до ста хлоропластов. Внутри хлоропластов, как в небольших карманах, находится хлорофилл – вещество, которое помогает растению перерабатывать углекислый газ в глюкозу и выделять кислород. Этот процесс называется фотосинтезом.
Фотосинтез – механизм выработки кислорода, необходимого для существования живых организмов на планете. Кроме того, фотосинтез в какой-то степени обеспечивает защиту для Земли: в верхних слоях атмосферы кислород трансформируется в озон, и планета, укрытая озоновой оболочкой, получает мощную защиту от агрессивного ультрафиолетового воздействия солнечных лучей.
К слову, именно глюкоза является основной пищей для растений: из почвы при помощи корней растение получает воду и минералы, а пищу для себя – ту самую глюкозу – они вырабатывают самостоятельно. За счет энергии Солнца растения Земли вырабатывают до 400 миллиардов тонн глюкозы.
Схематично и упрощенно фотосинтез можно описать так: из молекул воды извлекаются атомы водорода, которые после этого присоединяются к молекулам углекислого газа, который растения поглощают из воздуха.
Возвращаясь к хлорофиллу, стоит сказать, что он обладает свойством поглощать все цвета спектра, кроме зеленого – именно этот цвет в итоге и видит человек при взгляде на траву. Ведь, согласно законам физики, человек видит именно тот цвет спектра, который отражается от предмета.
Почему осенью трава желтеет?
Многие могут заметить, что трава не сохраняет свой цвет – осенью она становится желтой. Это происходит потому, что, помимо зеленого пигмента хлорофилла, растения содержат и прочие пигменты, например, желтый – ксантофилл. Летом он незаметен, так как поглощается большим количеством хлорофилла. А осенью жизнь растения постепенно затухает, и хлорофилл разрушается. В это время и проявляется желтый оттенок ксантофилла.
Интересно, что пасмурной и дождливой осенью трава дольше остается зеленой, чем когда осень солнечная и сухая. Ученые объясняют это просто: хлорофилл интенсивнее разрушается под воздействием солнечных лучей, и чем пасмурнее осень, тем дольше трава будет сохранять свой цвет. А в первые же сухие и солнечные дни бабьего лета и газоны, и деревья очень быстро из зеленых превращаются в золотые.
Дети задают вопросы, которые нередко ставят взрослых в тупик. Порой «почемучки» касаются природных процессов, порой — связаны со сверстниками, а порой — звучат слишком философски. Мы выбрали самые сложные детские вопросы, с которыми вы можете столкнуться (даже если вы еще не стали родителями), и дали ответы на них.
Что появилось раньше - курица или яйцо?
Строго говоря, ответ на этот вопрос очевиден: раньше появилось яйцо. Ответ на этот вопрос касается эволюции. Курица могла вылупиться из яйца своего предка — некой птицы, не относящейся к виду курицы. К этой теории склоняются биологи, поэтому ей стоит доверять.
Почему нельзя есть сладкое, а Вите/Маше/Даше можно?
В момент аллергической реакции, вызванной чем-то из продуктов, акцентируйте внимание: покажите, что данные покраснения вызваны тем, что ребенок съел накануне. Поясните, что все люди разные, у Вити и Маши красных пятен не появляется, поэтому им можно кушать конфеты. Но не забывайте делать акцент на том, что сладкое — вредное, и есть его нужно как можно меньше.
Вы нашли меня в капусте?
Не обязательно выдумывать капусту и аиста, чтобы объяснить малышу его появление на свет. До 4 лет его вполне устроит история о том, что папа и мама очень любят друг друга, поэтому папина клетка попала в мамин живот, оттуда и появилась их дочка или сын. В дошкольном возрасте можно рассказать о том, что ребенка рожает мама, но обо всем процессе знает только врач. Позже стоит рассказать ребенку, что он не должен стесняться этих вопросов, но, тем не менее, делать упор на безопасности. Отлично будет дать прочесть специализированную книгу, написанную для детей.
Почему трава зеленая?
Стоит рассказать о том, что всем живым организмам, как и людям, чтобы жить необходимо хорошо питаться. Трава состоит из множества маленьких клеток, которым также это нужно. Но энергию они получают, благодаря солнечному свету, воде и воздуху. В клетке происходит фотосинтез — выработка нужных питательных веществ. За этот процесс отвечает хлорофилл, именно он становится зеленым.
Почему Луна не падает на Землю?
Проведите небольшой эксперимент, который даст наглядный ответ. Возьмите камень и отпустите его параллельно поверхности земли. Он просто упадет вертикально. Теперь поднимите его и бросьте с силой в том же направлении — камень не просто упадет, но и отлетит на некоторое расстояние, то есть упадет не сразу. Если же запустить наш камень с определенной скоростью — 8 км/с, — это падение никогда не закончится: Земля как бы будет «уходить» из-под него. Та же ситуация с Луной: она вращается вокруг Земли и «падает» на нее бесконечно.
Что такое любовь?
Сильное чувство, которое возникает между двумя людьми. Такое, как между мамой и папой, дедушкой и бабушкой. Приведите конкретные примеры тех пар, о которых малыш знает. Расскажите о том, что подобное чувство связывает чадо с близкими друзьями на детской площадке. Обязательно обсуждайте увиденные фильмы, показывайте, на что способна любовь. Ваша задача — сформировать верное представление ребенка об этом чувстве.
Почему дяди целуются?
Мнения родителей о том, стоит ли вообще отвечать на этот вопрос, разделились. Вы конечно можете сказать о том, что дяди болеют, поэтому так себя ведут. Но лучше сказать малышу: «Они любят друг друга так же, как папа и мама». Поясните, что любви покорны все возрасты. На самом деле, детям большего ответа и не нужно. Если же вы будете делать вид, что это что-то запретное, будет гораздо хуже.
Почему небо голубое?
Солнечный свет — это семь цветов, соединенных воедино (продемонстрируйте ребенку цвета радуги). Поскольку лучу солнца приходится пробиваться сквозь толщу воздуха, и многие цвета теряют свою насыщенность. Видимым остается только один — голубой. Именно поэтому мы и видим подобный цвет неба.
Почему кровь красная?
Состав крови: эритроциты (кровяные клетки красного цвета), лейкоциты (белые клетки) и тромбоциты (кровяные пластинки). Согласно медицинским исследованиям, по телу движутся около 35 млрд красных клеток, именно их наличие в нашей крови обуславливает ее цвет.
Некоторые родители прибегают к сказкам или же предпочитают вовсе отвечать только на те вопросы, которые им кажутся удобными. Ребенок живет в социуме, поэтому только вы решаете: узнает ли он что-то от вас или же в искаженном виде от сверстников во дворе.
Мир, окружающий нас, состоит из множества удивительных вещей - и мы проходим мимо большинства из них, даже не замечая. Только непосредственные детские вопросы заставляют нас задуматься над простейшими, но очень интересными явлениями.
Например, почему трава зеленая? Многие взрослые растеряются, не зная, что ответить - а в самом деле, почему она не красная, не синяя и не белого цвета? Ответ смогут дать физика и биология.
Серьезный ответ на детский вопрос
Чтобы понять, почему трава, как и листва, обладает именно зеленым цветом, для начала нужно вспомнить курс физики.
- Весь свет, окружающий нас, мы получаем от Солнца - и в начальном состоянии этот свет совершенно белый, но может преломляться на цвета спектра.
- Оттенок любого предмета на Земле зависит от особенностей поглощения этим предметом тех или иных спектров. Например, небо над нашими головами голубое потому, что именно голубая часть спектра наиболее беспрепятственно проходит через атмосферу и улавливается нашим глазом.
- Нетрудно догадаться, что в случае с травой доминирующим оттенком спектра является зеленый. Почему? Потому, что клетки травы, а точнее, присутствующий в них в огромных количествах хлорофилл, поглощают все оттенки - кроме зеленого, который как бы «отражают». Его-то мы и видим, и именно такой цвет присущ траве и большей части растений в целом.
Кстати, изменение цвета травы и листвы с наступлением осени тоже связано с особенностями поглощения и отражения света клетками растений. Дело в том, что осенью выработка хлорофилла почти прекращается, и намного больше в клетках травы становится каротиноидов и ксантофиллов. А вот для них доминирующими оттенками спектра являются уже цвета от желтого до глубокого коричневого.
Как объяснить это явление маленькому ребенку?
Если вопрос прозвучал из уст малыша, пока еще незнакомого ни с физикой, ни с биологией, ответить нужно попроще. Но совсем необязательно при этом менять суть объяснения.
Например, в разговоре с ребенком можно смело опустить до поры до времени ту часть, которая касается понятия солнечного спектра и его особенностей. Однако можно дать базовые представления о биологии - например, рассказать, что каждая травинка питается не только водой, но и светом, и что свет этот поглощают маленькие, незаметные глазу частички под названием хлорофилл. Под воздействием лучей светила они становятся зелеными - вот мы и видим траву в зеленом цвете.
