日本的一种花淋雨后会变透明,是什么原理?
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花瓣的透明性涉及表面和内部性质,以及由此引起的光学性质的变化。
由于细胞液的折射率与水相近,透光部分增加,所以花瓣是透明的。
サンカヨヨ(莲)学名Diphylleia grayi,是小檗科莲属植物,主要分布在日本北部,但在中国也有分布,虽然可能不多。
至于为什么会变得透明,其实涉及到花瓣的表面和内部性质,以及由此引起的光学性质的变化。
首先,植物花瓣的洁白不是由白色色素本身造成的,而是由植物花瓣细胞的高度空发泡结构造成的。
花瓣中含有许多气泡和充满空气体的细胞间隙,它们与无色细胞形成许多反射界面(可视为气液界面,可形成全反射)。所以光线进入花瓣后被扩散,呈现白色。
这就是为什么白色花瓣在按压后是透明的,因为按压和细胞释放的细胞液破坏了这些含气空空间。
通常花瓣表面的表皮细胞会形成许多突起,细胞表面会覆盖一层蜡质层,以防止水分充入这些充满气体的空空间(天然水分是病原菌入侵植物的主要途径之一)。
所以我们可以看到花瓣上的水滴由于表面张力收缩成一个球体,称为 花瓣效应 。
值得注意的是,这种花瓣效果类似于所谓的 荷叶表面滚动的水滴。莲花效应 形成原理相似,但结果不同。
在花瓣效果中,水滴与花瓣的接触位置是粘合的,水滴不会随意滚动。
但在某些情况下,如由于物种差异,花瓣本身的蜡层较薄;或者花瓣老化,表皮细胞间隙增大;或者长时间泡在水里等。,水将进入细胞间隙和空气泡。
由于叶片的内细胞表面没有蜡质层覆盖,而植物细胞壁的纤维素、半纤维素、果胶等成分具有亲水性,水分会迅速充满并浸润花瓣的整个内空空间,从而消除了原本普遍存在的空气液界面,从而失去了广泛漫反射的条件。
由于细胞液的折射率与水相近,透光部分增加,所以花瓣是透明的。