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9.2: Licht als Energie
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Licht als Energie
 

PROTOKOLLE

9.2: Licht als Energie

Überblick

Die für die Fotosynthese benötigte Energie ist die lichttypische Strahlung der Sonne. Die elektromagnetischen Teilchen werden als Photonen bezeichnet und tragen eine definierte, von der Wellenlänge abhängige Energiemenge. Diese Wellenlängen fallen in einen Bereich, der als elektromagnetisches Spektrum bekannt ist. Pflanzen nutzen zur Fotosynthese Strahlung mit Wellenlängen zwischen 400 und 700 nm. Dafür nutzen sie hauptsächlich ein Pigment namens Chlorophyll a. Dieses absorpiert rotes und blaues Licht, lässt grünes Licht jedoch reflektieren. Daher erscheinen Blätter als grün.

Photonen

Ein Photon ist ein elektromagnetisches Teilchen oder Energiebündel. Es ist immer in Bewegung und bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit. Photonen werden durch ihre Frequenz, Wellenlänge und Amplitude charakterisiert. Die Charakteristika sind also den Eigenschaften einer Welle ähnlich. Wellen mit höheren Frequenzen übertragen mehr Energie und haben kürzere Wellenlängen als Wellen mit längeren Wellenlängen. Längere Wellem übertragen weniger Energie und weisen niedrigere Frequenzen auf. Das elektromagnetische Spektrum umfasst den Bereich aller möglichen Wellenlängen.

Das fotosynthetische Absorptionsspektrum

Bei den meisten Organismen basiert die Fotosynthese auf einem kleinen Segment des elektromagnetischen Spektrums. Es ist der sichtbare Teil, der von 400 bis 700 Nanometer, also von blau über grün bis rot reicht. Einige wenige Organismen nutzen sogar Infrarotlicht für die Fotosynthese.

In Pflanzen absorbieren verschiedene Pigmentmoleküle bestimmte Wellenlängen des Lichts. Jede Pflanze weist also ein eigenes Absorptionsspektrum auf. Zum Beispiel absorbiert Chlorophyll a in Blättern nur rotes und blaues Licht. Es ist auch das am häufigsten vorkommende Pigmentmolekül. Das Chlorophyll a reflektiert den grünen Teil des Spektrums und lässt die Pflanzenblätter für das menschliche Auge grün erscheinen. Pflanzen verwenden auch zusätzliche Pigmente, um Licht zu absorbieren. Sie können beispielsweise Phycocyanin enthalten, welches orangenes und rotes Licht absorbiert. Ein weiteres Beispiel sind Carotine, welche ultraviolettes, violettes, blaues, blaugrünes und orangerotes Licht absorbieren. Xanthophylle können blaues und ultraviolettes Licht aufnehmen.


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