Есть ли причина, по которой человеческое зрение и растения используют одну и ту же длину волны света?

Хороший вопрос.

Если вы посмотрите на спектральное распределение энергии в принятом ответе здесь , мы увидим, что фотоны с длиной волны менее ~ 300 нм поглощаются такими веществами, как озон. Инфракрасное излучение, превышающее 750°, в значительной степени поглощается такими веществами, как вода и углекислый газ. Следовательно, подавляющее большинство солнечных фотонов, достигающих поверхности, имеют длину волны, лежащую между этими двумя крайними значениями.

Поэтому я бы предположил, что поверхностные организмы адаптировались к использованию этих длин волн света, независимо от того, используется ли он в фоторецепторах или в фотосинтезе, поскольку это доступные длины волн; т. е. организмы приспособились использовать эти длины волн света, а не эти длины волн, являющиеся особенными сами по себе (хотя в конкретном случае фотосинтеза есть сладкое пятно энергии фотонов).

Например , это исследование предполагает, что некоторые грибы действительно могут использовать ионизирующее излучение в обмене веществ. Это говорит о том, что гипотетические организмы в мире, залитом ионизирующим излучением, могут развить механизмы для использования этой энергии.

Выбор, о котором вы говорите в нескольких видах, может быть обусловлен взаимной выгодой. Если фрукты поглощают видимые волны, другие животные могут их заметить и съесть вместе с семенами. Затем семена могут созревать внутри хозяина и, будучи удалены с фекалиями, вырастить новое растение в другом месте.

Это относится не только к поглощению света, но и к излучению света: у некоторых фруктов созревание вызывает синее ультрафиолетовое свечение , которое могут заметить некоторые насекомые.

Эмпирическое правило в оптике гласит, что свет взаимодействует с материалами, которые имеют характеристики, размеры которых аналогичны длине волны света. Например, радиоволны с большими длинами волн взаимодействуют с большими объектами, такими как самолеты, как в случае радаров, а очень маленькие длины волн (рентгеновские и гамма-лучи) взаимодействуют с очень маленькими объектами, такими как ядра атомов. Если вы возьмете видимый спектр, свет взаимодействует с материалами с аналогичными размерами и/или энергиями, такими как CC, C=O и т. д., которые составляют большинство органических соединений. Черт, свет с соответствующей длиной волны может даже взаимодействовать (или дифрагировать в этом случае) с органическим материалом, который содержит много групп C=O-OH, расположенных на расстоянии, подобном длине волны света, который на него падает (при условии, что они регулярно расположены и их много, чтобы получить наблюдаемый результат). Поскольку все организмы основаны на углероде, CC, C=O, CO, C=_N и т. д. преобладают в составных частях живого вещества от сетчатки человеческого глаза до светочувствительных соединений в растениях. Следовательно, с точки зрения взаимодействия света и материи, все живые существа состоят из более или менее одинаковых материалов, и это причина, по которой растения используют ту же длину волны, которую человеческий глаз может обнаружить для процессов фотосинтеза. C=_N и т.д. преобладают в составных частях живого вещества от сетчатки человеческого глаза до светочувствительных соединений в растениях. Следовательно, с точки зрения взаимодействия света и материи, все живые существа состоят из более или менее одинаковых материалов, и это причина, по которой растения используют ту же длину волны, которую человеческий глаз может обнаружить для процессов фотосинтеза. C=_N и т.д. преобладают в составных частях живого вещества от сетчатки человеческого глаза до светочувствительных соединений в растениях. Следовательно, с точки зрения взаимодействия света и материи, все живые существа состоят из более или менее одинаковых материалов, и это причина, по которой растения используют ту же длину волны, которую человеческий глаз может обнаружить для процессов фотосинтеза.

Источник: просто моя интуиция

Этот вопрос связан с вопросом: почему одни вещи прозрачны, а другие непрозрачны?

Чтобы что-то увидеть, необходимо, чтобы это было непрозрачно и чтобы его освещал достаточный свет.

УФ и более короткие волны не так распространены на Земле, как видимый свет. Мир казался бы слишком темным, чтобы его можно было увидеть, если бы мы использовали ультрафиолет и более короткие волны. Это потому, что наша атмосфера поглощает большую часть света высокой энергии.

Инфракрасные и более длинные волны света проходят через многие объекты, что затрудняет зрение. Здесь меньше света достигает земли и еще меньше преломляется.

Подумайте о том, насколько наше зрение зависит от непрямого света. Частоты, при которых большинство объектов непрозрачны, делают эти частоты полезными для зрения из-за накопления преломленного света.

Почему многие объекты непрозрачны в видимом спектре света? Более длинные волны света имеют меньше энергии, чем валентные электроны большинства веществ. Более короткие волны имеют слишком много энергии, они вызывают химические реакции, кроме того, они не очень распространены на поверхности земли.

Электроны — это то, что поглощает, а затем излучает свет, и у них есть пороговые значения, основанные на их химическом составе, для того, что они могут поглощать. Нет поглощения = прозрачный. Начинается слишком много энергии и химических реакций, что может быть нежелательным или желательным при синтезе витамина D с помощью УФ-излучения.

Растения извлекают энергию для химических реакций из длин волн короче инфракрасного, который слишком слаб для фотосинтеза и не так распространен, как видимый свет. Но также поглощают длины волн, превышающие ионизирующие частоты, которые не очень распространены и обычно вызывают повреждения.

Видимый свет — это спектр света, который достаточно распространен на Земле, чтобы его можно было видеть, но не настолько энергичен, чтобы нанести вред биологическим системам. Качества оптимальных частот света в поле зрения и фотосинтеза перекрываются, потому что они имеют схожие механизмы взаимодействия со светом. Что это за механизм? Химия жизни на основе углерода.