Вопрос, почему светятся светлячки, задавал себе хотя бы раз в жизни каждый человек. Как и где формируются в этих живых организмах частицы света – фотоны? Ведь, вырастая из детских сказок, мы понимаем, что их не могут зажигать микроскопические гномики.
Светляк обыкновенный
Насекомое светляк обыкновенный – это неприметный в дневное время жучок. Их на планете насчитывается более 2 тысяч видов. Большинство проживает в тропиках и субтропиках. Но, и на территории России встречается около 20 разновидностей этих насекомых.
Свет светлякам нужен для выполнения важных функций, а не для того, чтобы освещать нам путь темной ночью. С помощью световых сигналов жуки общаются между собой. Так самцы привлекают самок, ограничивают территорию, отпугивают врагов, приманивают добычу.
Как появляется свет
Прежде, чем выяснить, почему светятся светлячки, важно понять, как появляется свет вообще. С точки зрения физики световое излучение – это энергия, которую излучают атомы, пришедшие по каким-то причинам в возбужденное состояние.
Способов возбудить атомы вещества, чтоб они начали излучать фотоны много. Самый простой из них – это нагрев вещества до такого состояния, когда атомы начинают биться друг о друга с огромной скоростью. Такие процессы происходят при горении костра, пламени свечи и даже обычной лампочки. Даже металл, когда нагревается до очень большой температуры, начинает светиться.
Как светятся светлячки
Причиной, почему светятся светлячки, является процесс под названием биолюминесценция. В этом процессе возбуждение электронов происходит не за счет нагрева, а в результате химических реакций, сопровождающихся выделением энергии.
Светящиеся светлячки излучают фотоны в результате окисления люциферина. Причем, сам светлячок умеет управлять свечением. Он это делает, регулируя количество кислорода, поступающего в организм. Поэтому мы можем наблюдать, как в темноте зажигаются, светятся и мигают маленькие огоньки.
Процесс биолюминесценции у светлячков имеет весьма большое КПД. Оно составляет около 90%. Для сравнения, у лампочки этот показатель составляет всего 10%. То есть на освещение помещения она тратит лишь десятую часть энергии. Вся остальная уходит на тепловое излучение.
Светящиеся организмы
Светлячки не единственные живые существа, которые владеют процессом биолюминесценции. Излучать свечение умеют некоторые виды грибов, медузы, глубоководные рыбы. Например, подводный уникальный вид существ – гимантолоф имеет на своей голове специальный вырост, который и освещает ему путь в темных морских пучинах.
