Tại sao lại có màu xanh

Khi nhìn lên bầu trời xanh từ trên cao hoặc nhìn khắp vùng biển rộng dường như vô tận của đại dương xanh, bạn có thể nghĩ rằng màu xanh lam là màu phổ biến trong tự nhiên. Nhưng trong số tất cả các màu được tìm thấy trong đá, thực vật và hoa, hoặc trong lông, lông vũ, vảy và da của động vật, màu xanh lam thực tế rất hiếm.

Màu xanh lam rất hiếm trong tự nhiên.

Nhưng tại sao màu xanh lam lại rất hiếm? Câu trả lời liên quan đến hóa học và vật lý học về cách màu sắc được tạo ra cùng cách chúng ta nhìn thấy chúng.

Chúng ta có thể nhìn thấy màu sắc bởi vì mỗi đôi mắt của chúng ta chứa từ 6 triệu đến 7 triệu tế bào nhạy cảm với ánh sáng được gọi là tế bào hình nón. Có ba loại tế bào hình nón khác nhau trong mắt của một người có thị lực màu bình thường. Mỗi loại tế bào hình nón nhạy cảm nhất với một bước sóng ánh sáng cụ thể: đỏ, lục hoặc lam.

Thông tin từ hàng triệu tế bào hình nón truyền đến não của chúng ta dưới dạng tín hiệu điện giao tiếp tất cả các loại ánh sáng được phản xạ bởi những gì chúng ta nhìn thấy, sau đó được hiểu là các sắc thái màu khác nhau.

Khi chúng ta nhìn vào một vật thể đầy màu sắc, chẳng hạn như viên sapphire lấp lánh hoặc một bông hoa cẩm tú cầu rực rỡ, vật thể đó đang hấp thụ một phần ánh sáng trắng chiếu vào nó. Bởi vì nó hấp thụ một phần ánh sáng, phần còn lại của ánh sáng phản xạ có một màu sắc, nhà văn khoa học Kai Kupferschmidt giải thích.

Trong quang phổ khả kiến, màu đỏ có bước sóng dài, có nghĩa là nó có năng lượng rất thấp so với các màu khác.

Kupferschmidt cho biết, để một bông hoa có màu xanh lam, nó cần có khả năng tạo ra một phân tử có thể hấp thụ một lượng rất nhỏ năng lượng để hấp thụ phần màu đỏ của quang phổ.

Việc tạo ra các phân tử như vậy rất lớn và phức tạp, là điều khó khăn đối với thực vật, đó là lý do tại sao hoa màu xanh lam được tạo ra bởi ít hơn 10% trong số gần 300.000 loài thực vật có hoa trên thế giới, phó giáo sư Adrian Dyer, nhà khoa học thị giác tại Viện Công nghệ ở Melbourne, Úc, nói.

Đối với khoáng chất, cấu trúc tinh thể của chúng tương tác với các ion (nguyên tử hoặc phân tử tích điện) để xác định phần nào của quang phổ bị hấp thụ và phần nào bị phản xạ. Khoáng chất lapis lazuli, được khai thác chủ yếu ở Afghanistan và tạo ra ultramarine sắc tố xanh hiếm, chứa các ion trisulfide - ba nguyên tử lưu huỳnh liên kết với nhau bên trong một mạng tinh thể - có thể giải phóng hoặc liên kết một electron.

Kupferschmidt cho biết, sự khác biệt về năng lượng là điều tạo nên màu xanh lam.

Trong khi đó, màu xanh lam của động vật không đến từ sắc tố hóa học. Thay vào đó, chúng dựa vào vật lý để tạo ra vẻ ngoài màu xanh lam. Đơn cử như bướm cánh xanh trong chi Morpho có cấu trúc nano phức tạp, nhiều lớp trên vảy cánh của chúng điều khiển các lớp ánh sáng để một số màu triệt tiêu lẫn nhau và chỉ có màu xanh lam được phản chiếu.

Một hiệu ứng tương tự cũng xảy ra trong các cấu trúc được tìm thấy trong lông của loài giẻ cùi xanh (Cyanocitta cristata), vảy của loài tang xanh (Paracanthurus hepatus) và các vòng nhấp nháy của loài bạch tuộc vành xanh có nọc độc (Hapalochlaena maculosa).

Sắc xanh ở động vật có vú thậm chí còn hiếm hơn ở chim, cá, bò sát và côn trùng. Một số cá voi và cá heo có da hơi xanh, các loài linh trưởng như voọc mũi hếch vàng (Rhinopithecus roxellana) có mặt da xanh, mandrills (nhân sư Mandrillus) có mặt màu xanh lam và phần đuôi phía sau màu xanh lam.

Tuy nhiên, bộ lông - một đặc điểm chung của hầu hết các loài động vật có vú trên cạn, không bao giờ có màu xanh lam sáng tự nhiên. Ít nhất, không phải trong ánh sáng nhìn thấy. Các nhà nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra lông thú mỏ vịt phát sáng với các sắc thái sống động như xanh lam và xanh lục khi tiếp xúc với tia cực tím (UV).

"Phải mất rất nhiều công sức để tạo ra màu xanh lam này; vì vậy, một câu hỏi khác được đặt ra là: Lý do tiến hóa tạo ra màu xanh lam là gì? Động lực là gì? Điều hấp dẫn khi bạn đi sâu vào những thế giới động vật này luôn là ai sẽ nhận thông điệp này và chúng có thể nhìn thấy màu xanh không?" Kupferschmidt cho biết.

Ví dụ, trong khi con người có ba loại thụ thể cảm nhận ánh sáng trong mắt chúng ta, loài chim có loại thụ thể thứ tư để cảm nhận ánh sáng UV.

Kupferschmidt giải thích rằng những chiếc lông có màu xanh lam đối với mắt người thực sự phản chiếu tia UV nhiều hơn ánh sáng xanh.

Việc sử dụng thuốc nhuộm màu xanh lam sớm nhất có từ khoảng 6.000 năm trước ở Peru. Người Ai Cập cổ đại đã kết hợp silica, oxit canxi và oxit đồng để tạo ra một sắc tố màu xanh lam lâu dài được gọi là irtyu để trang trí các bức tượng. Ultramarine, một loại đất có sắc tố xanh sống động từ lapis lazuli, quý như vàng ở châu Âu thời trung cổ được dành chủ yếu để minh họa các bản thảo được chiếu sáng.

Vì sự hiếm có của mình, xanh lam đã được xem như một gam màu cao quý từ cách đây hàng nghìn năm.

Ngoài ra, theo nghiên cứu của Frontiers in Plant Science, màu xanh lam từ lâu đã được liên kết với vị thần Hindu Krishna và với Đức mẹ đồng trinh Kitô giáo. Các nghệ sĩ nổi tiếng cũng lấy cảm hứng từ màu xanh lam trong tự nhiên bao gồm Michelangelo, Gauguin, Picasso và Van Gogh.

Trang Phạm

Theo Live Science

Lá cây có màu xanh lục vì các tia sáng màu xanh lục không được diệp lục hấp thụ, chất diệp lục là một loại sắc tố đặc biệt giúp lá cây hấp thụ được năng lượng ánh sáng Mặt Trời để tiến hành quá trình quang hợp.

Lá cây có màu xanh lục vì?

A. Diệp lục a hấp thụ ánh sáng màu xanh lục.

B. Diệp lục b hấp thụ ánh sáng màu xanh lục.

C. Nhóm sắc tố phụ (carôtenôit) hấp thụ ánh áng màu xanh lục.

D. Các tia sáng màu xanh lục không được diệp lục hấp thụ.

Đáp án đúng D.

Lá cây có màu xanh lục vì các tia sáng màu xanh lục không được diệp lục hấp thụ, chất diệp lục là một loại sắc tố đặc biệt giúp lá cây hấp thụ được năng lượng ánh sáng Mặt Trời để tiến hành quá trình quang hợp.

Giải thích lý do chọn đáp án D:

Quang hợp là quá trình thực vật hấp thu ánh sáng mặt trời để tạo ra cacbohidrat và ôxi từ khí cacbonic và nước.

Diện tích bề mặt lá lớn, giúp hấp thụ được nhiều ánh sáng mặt trời. Trong lớp biểu bì của mặt lá có khí khổng giúp cho khí CO2 khuếch tán vào bên trong lá đến lục lạp.

Hệ gân lá có mạch dẫn gồm mạch gỗ và mạch rây, xuất phát từ bó mạch ở cuống lá đi đến tận từng tế bào nhu mô của lá. Nhờ vậy, nước và ion khoáng đến được từng tế bào để thực hiện quang hợp và vận chuyển sản phẩm quang hợp ra khỏi lá.

Trong lá có nhiều tế bào chứa những hạt màu lục gọi là lục lạp, là “nhà máy quang hợp” của thực vật. Lục lạp thường có hình bầu dục thuận lợi cho việc hấp thu ánh sáng. Lục lạp có kích thước nhỏ, thuận lợi cho sự trao đổi chất. Mỗi lục lạp được bao bọc bởi màng kép, bên trong là chất nền không màu và các hạt nhỏ (grana).

Hệ sắc tố quang hợp ở cây xanh bao gồm diệp lục và carôtenôit. Diệp lục có 2 loại chủ yếu là diệp lục a và diệp lục b. Carôtenôit tạo nên màu đỏ, da cam, vàng của lá, quả, củ.

Nhiều loại lá cây có màu xanh lục vì những lá cây đó có bào quan lục lạp chứa chất diệp lục. Chất diệp lục là một loại sắc tố đặc biệt giúp lá cây hấp thụ được năng lượng ánh sáng Mặt Trời để tiến hành quá trình quang hợp.

Ánh sáng Mặt Trời là ánh sáng trắng (hỗn hợp của tất cả ánh sáng đơn sắc như đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím,…). Chất diệp lục có thể hấp thụ tất cả các màu này ngoại trừ màu xanh lục → Ánh sáng xanh lục phản chiếu (bật ra) chiếc lá → Khi nhìn vào lá cây, chúng ta sẽ nhìn thấy lá có màu xanh lục.

Vậy lá của nhiều loài cây có màu xanh lục vì các tia sáng màu xanh lục không được diệp lục hấp thụ.

Cuộc sống của chúng ta là nơi hội tụ màu sắc đa dạng, màu vàng của ánh nắng, màu xanh của da trời, nước biển, màu đỏ của hoàng hôn… Mỗi một sự vật xuất hiện đều khiến cho chúng ta đặt câu hỏi “tại sao nó lại vậy”. Và ở trong nội dung bài viết này, chúng tôi sẽ tư vấn, giải đáp câu hỏi vì sao lá cây có màu xanh lục?

Lý do chính là bởi hệ sắc tố không hấp thụ ánh sáng màu xanh lục. Hầu hết lá cây chúng ta nhìn thấy đều có màu xanh là do trong lá cây có chứa các bào quan lục lạp. Trong lục lạp lại chứa một sắc tố đặc biệt, gọi là chất diệp lục.

Ánh sáng mặt trời được tạo thành bởi 7 ánh sáng, gồm có: ánh sáng xanh lá cây, đỏ, vàng, cam, tím, lục, lam. Tất cả những bước sóng ánh sáng này kết hợp lại với nhau tạo thành ánh sáng trắng. Tuy nhiên, do các ánh sáng có bước sóng dài như vàng, đỏ và cam khi vào khí quyển sẽ ít bị tán xạ hơn nên vùng ánh sáng màu vàng được nhìn thấy rõ nhất. Đó là lý do giải thích vì sao nhiều người lầm tưởng ánh sáng mặt trời có màu vàng.

Quay trở lại vấn đề vì sao lá cây có màu xanh lục? Thực tế, chất diệp lục có trong lá cây có thể hấp thụ mạnh nhất các ánh sáng nằm trong vùng hồng đỏ và xanh tím; còn màu xanh lá cây hấp thụ rất ít. Do vậy, ánh sáng xanh bị phản chiếu lại khiến mắt chúng ta nhìn thấy lá cây có màu xanh chứ không phải là một màu nào khác.

Chất diệp lục là gì?

Chất diệp lục  là sắc tố quang tổng hợp màu xanh lá cây có ở thực vật, tảo, vi khuẩn lam. Ngoài chất diệp lục, carotenoid và xantophyl cũng là các sắc tố cảm quang được tìm thấy ở thực vật và một số sinh vật quang tổng hợp khác. Các sắc tố này được cố định trong màng lục lạp của lục lạp.

Chất diệp lục hấp thu mạnh nhất ánh sáng xanh dương và đỏ, kém ở phần xanh lá của phổ điện từ, do đó màu của mô chứa chất diệp lục giống màu của lá cây.

Màu xanh của lá cây có liên quan tới chức năng quang hợp hay không?

Bên cạnh thắc mắc vì sao lá cây có màu xanh lục thì câu hỏi màu xanh của lá cây có liên quan tới chức năng quang hợp hay không? Khi quang hợp, chất diệp lục sẽ hấp thụ ánh sáng mặt trời để tạo ra các sản phẩm hữu cơ. Điều này khiến nhiều người lầm tưởng rằng do quá trình quang hợp khiến lá cây có màu xanh.

Sự thật là khi quang hợp, lá cây hấp thụ tất cả các bước sóng ánh sáng, ngoại trừ ánh sáng xanh. Vì vậy, nếu khẳng định rằng quá trình quang hợp tác động khiến lá cây có màu xanh là chưa đúng! Có chăng, quang hợp chỉ là một nhân tố gián tiếp giúp chúng ta nhìn thấy lá cây có màu xanh lục.

Lợi ích, vai trò của chất diệp lục

Thứ nhất: Lợi ích của chất diệp lục

Đối với sức khoẻ con người: Chất diệp lục là một trong những nguồn chính của thực phẩm và năng lượng của chúng rất tốt cho sức khỏe. Chất diệp lục bảo vệ cơ thể dưới nhiều hình thức từ làm sạch cơ thể khỏi các kim loại nặng và các chất độc đến chống nhiễm trùng.

Thứ hai: Vai trò của chất diệp lục

Các phương trình cân bằng tổng thể cho quang hợp là:

6CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6O2

nơi carbon dioxide và nước phản ứng để tạo ra glucose và oxy . Tuy nhiên, phản ứng tổng thể không chỉ ra mức độ phức tạp của các phản ứng hóa học hoặc các phân tử có liên quan.

Thực vật và các sinh vật quang hợp khác sử dụng chất diệp lục để hấp thụ ánh sáng (thường là năng lượng mặt trời) và chuyển hóa thành năng lượng hóa học. Chất diệp lục hấp thụ mạnh ánh sáng xanh và một số ánh sáng đỏ. Nó kém hấp thụ màu xanh lục (phản chiếu nó), đó là lý do tại sao lá và tảo giàu chất diệp lục có màu xanh lục .

Có phải tất cả các loại lá cây đều có màu xanh lục không?

Lá cây có màu xanh là đúng nhưng không phải tất cả các loại lá cây đều có màu xanh. Dưới đây là một số ví dụ điển hình:

– Rong biển: Một số loại rong biển có lá màu nâu hoặc màu đỏ để hấp thụ ánh sáng tốt hơn, phục vụ cho quá trình quang hợp. Do vậy, ở một số vùng nông chúng ta sẽ thấy rong biển có màu xanh nhưng đến vùng nước sâu thì rong biển lại chuyển sang màu đỏ hoặc màu nâu.

– Cây rau dền: Dù không phải sống sâu dưới nước như rong biển hay núp dưới bóng của loài cây khác nhưng lá rau dền vẫn có màu đỏ. Vì sao lại như vậy nhỉ? Thực tế trong rau dền, hàm lượng anthocyanin (hợp chất có màu đỏ) lại chiếm tỉ lệ nhiều hơn. Do vậy, khi nhìn lá rau dền dưới ánh nắng mặt trời, ta sẽ thấy nó có màu đỏ hoặc màu tím.

Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là trong lá rau dền không có diệp lục. Điều này được minh chứng khi chúng ta đổ nước nóng vào lá rau dền, chỉ trong vài phút thì lá cây sẽ chuyển từ màu đỏ sang màu xanh.

– Cây thu hải đường: Nếu để ý kỹ thì bạn sẽ thấy lá của loài cây này có 2 màu, mặt trên có màu xanh lục và mặt dưới có màu nâu đỏ. Đây là một minh chứng cho thấy sự thích nghi với môi trường sống. Loài cây này thường sống ở những vùng tối tăm và sống dưới tán của loài cây khác. Do vậy, mặt trên có màu xanh lục để hứng một ít ánh sáng còn sót lại từ trên cao chiếu xuống. Mặt dưới có màu nâu đỏ để hấp thụ những tia sáng yếu ớt được phản xạ lại từ dưới đất hoặc lá của các loài cây khác mọc xung quanh.

Trên đây là nội dung bài viết vì sao lá cây có màu xanh lục? Cảm ơn Quý khách hàng đã quan tâm theo dõi bài viết của chúng tôi.