大千世界无奇不有，生物更是光怪陆离，动物、动物都有很多会发光的，此中比力常见的就是萤火虫，每到夏日的夜晚，它们就会在森林或田间一闪一闪，就像一个个小天使，引起人们无限遐想。
今天，我们就来从生物学、化学、物理角度，领会一下那种小动物的发光机理。
一、萤火虫的发光机造简单地说，萤火虫发光是荧光素在催化下，发作的复杂生化反响，在那个反响过程中，会以光的体例释放能量。也就是说，萤火虫的光和世界上所有的光源一样，都是能量的释放。
萤火虫有2000多个品种，差别品种发光形式差别，光的颜色也不尽不异，有黄色、橙色、红色、黄绿色及绿色等多种颜色的荧光，今天就不展开说了。
详细地说，萤火虫发光的部门是其腹部的一个发光器，那个发光器由发光细胞、反射层细胞、神经与表皮细胞等构成。发光器的构造有点像汽车大灯总成，发光细胞就是灯胆，反射层细胞就如车灯反光镜和灯罩，将灯胆发出的光集中反射进来。
发光细胞中含有两类化学物量，一类叫做荧光素，另一类叫做荧光素酶。荧光素在荧光素酶的催化感化下，会与空气中的氧发作化学反响，并释放能量，次要以荧光的形式发出。因而，萤火虫发光是一种生化反响。
萤火虫发光为什么会一闪一闪呢？那是因为萤火虫也在呼吸，气管中输送的氧气不平衡，氧气充沛时，发光细胞里的化学反响就强烈，亮度就强；反之反响迟缓，亮光就会变弱，以至暗淡无光。
在萤火虫体内，还有一种叫三磷酸腺苷（ATP）的化学物，可以调理荧光素的发光功用，在荧光变弱时从头发出光来。
萤火虫发光的感化一是对本身觅食起到照明感化，二是对仇敌起到恫吓和防御感化，更重要的是为了求偶而发出的信息交换。成虫在晚上会通过发出差别的光寻找朋友，雄虫一般发光时间为0.2秒，间隔时间为2.2秒；雌虫在雄虫发光后0.5秒做出回应。
二、萤火虫发出的也是光子吗？当然，那个世界上所有的光都是电磁波，并且都是由光子为前言传导的。那么一只萤火虫能发出几光子呢？那就要从可见光的波长说起了。
可见光是约由7种颜色构成，波长约在380~760nm（纳米）之间，差别颜色的光波长是纷歧样，红光波长最长，紫光波长最短。萤火虫发出的光有绿色、黄色、橙色、红色等多种颜色或渐变色，从绿色到红色光的波段介于492~760nm之间。
我们折中一下，均匀为626nm，如许我们就能够大约计算出萤火虫发出的光子有几。先要计算出626nm光子的能量，计算公式为：E=hc/λ。那里的E代表能量；h代表普朗克常数，约6.626*10^-34J·s；λ为光量子波长。
如许，我们能够计算出626nm波长的光子每个能量约3.17*10^-19J（焦耳）。那么萤火虫每秒钟可以发出几个如许的光子呢？那得看萤火虫的光度有多大了。搜刮许久，都没有找到专门研究萤火虫亮度的材料，只找到有一项研究认为，1000只萤火虫相当于一只20瓦的电灯胆的光度。
差别品种电灯的光效是纷歧样的，也就是说，电灯能量转化成光子发出的效率是纷歧样的，白炽灯最小，发光效率只占到其能量的15%，其余大部门能量转化为热能了；相比照较，日光灯光效率可达50%，LED节能灯光效率可达90%。
该研究没有说那1000只萤火虫发出的光是相当于那种20瓦的灯胆，但一般与灯胆比拟只能是指白炽灯。按白炽灯来计算，20瓦灯胆光效率只要15%，也就是约3瓦，每秒发出的光子能量就是3J，如许，每秒释放626nm波长的光子就约有9.5*10^18个。
除以1000只萤火虫，每只萤火虫每秒钟释放的光子就有约9.5*10^15个，就是9500万亿个。很多啊，难怪我们看到的萤火虫一闪一闪很亮。
一些研究认为，萤火虫的发光效率很高，能够到达88~90%，还有的说高达95%，因而能量少少转化为热量，是公认的寒光源。如今的LED发光效率到达了90%，和萤火虫发光效率差不多，因而也应该属于寒光源。
三、萤火虫的寒光源机造带给人类的启迪寒光源的发光原理，是在电场感化下，产生的电子碰碰激发荧光质料而产生发光现象，具有优良的光学特征和较高的发光效率。总体上说，寒光源工做时根本不发热或者少发热。
萤火虫的发光特征带给人类良多启迪，人们从萤火虫的发光器中胜利提取了荧光素和荧光素酶，通过火析领会了其成分，再通过化学合成办法胜利造备出那些物量，应用在发光设备上，大大提拔了发光效率。
如日光灯、霓虹灯、液晶显示屏、LED等，都是得益于萤火虫的启发而创造出的寒光源。当然，寒光源并非一点热量也不会产生，只是发光效率提拔了很高，好比日光灯就比白炽灯提拔了35%，而LED则提拔了75%。
但也有人认为，萤火虫的发光效率并没有过去认为的那么高。日本东京大学秋山英传授指导的研究小组，通过测定发光最亮的北美萤火虫，发现其发光量更大的时候光线强度也只要体内发光物量可以发出能量的41%，那还没有日光灯的发光效率。
但日光灯仍是有温度的，那是因为还有一部门能量转化成为热能。若是萤火虫发光只利用了总能量的41%，但萤火虫并没有发热，那多余的能量转化成什么了呢？看来还值得进一步研究，需要有更多的证据说话。
在动动物世界，还有许多发光生物，如海洋中有一种深海鮟鱇鱼，头上就有一个会发光的“小灯笼”；一种“月亮鱼”也会发光，有些水母也会发光；还有一些会发光的动物，如“灯草”、“鬼树”等等。
那些动物动物会发光，有的就和萤火虫一样，身体构造存在荧光素和光素酶，有的则是身体中具有某种特殊卵白。如在发光水母的体内就有一种叫埃奎林的卵白量，在与钙离子连系时就会放出亮光。
大天然颠末几十亿年的巧夺天工，将动动物雕琢得极其精细完美，此中的机造无比复杂。人类科技开展到今天，对大天然的模拟还不及其万一。现代开展起来一门很重要的学科叫仿生学，就是通过弄清动动物界的各类机理，造造出更精巧的东西或食物。
通过进修弄清萤火虫等动动物的发光机造，将来的光能手艺也将越来越高级。
今天就说那些，欢送讨论，感激阅读。
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