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标题: 【真的】日本的一种花淋雨后会变透明 [打印本页]

作者: movie 时间: 2016-3-13 02:19
标题: 【真的】日本的一种花淋雨后会变透明
【流言】：日本有一种神奇的花，淋雨后花瓣会变得透明，非常美丽。（下图）

【真相】：花瓣变透明涉及到表面和内部性质，以及其所造成的光学特性的变化。由于细胞液的折射率和水相近，因此光线透射的部分增加，因此花瓣就显的透明了。
【论证】：サンカヨウ（山荷葉）的学名是Diphylleia grayi ，小檗科山荷叶属植物，主要分布在日本北部，我国也有分布，不过可能不多。至于为什么会变透明，这实际上涉及到了花瓣的表面和内部性质，以及其所造成的光学特性的变化。
首先，植物花瓣的白色并非是本身含有白色的色素，而是植物花瓣细胞高度空泡化的结构所致。花瓣中含有众多填充空气的小泡和细胞间隙，它们和无色的细胞间形成了众多的反射界面（可以视作气液交界面，可形成全反射），因此光线射入花瓣后发生了漫反射，由此显示为白色。这也就是为何白色花瓣按压后会透明的原因，因为按压以及细胞释放的细胞液破坏了这些含气空间。
通常，花瓣表面的表皮细胞会形成众多突起，且细胞表面覆盖有蜡质层，以此防止水填充进这些含气的空间（自然界的水是病原入侵植物的主要途径之一）。所以我们能看到花瓣上的水珠因为表面张力收缩成一个球形，这就是所谓的”Petal effect（花瓣效应）“。值得注意的是，这种Petal effect虽然和荷叶表面滚动水珠的所谓”lotus effect（荷叶效应）“形成的原理相似，但结果是不同的。花瓣效应中，水珠和花瓣的接触位置有黏附性，因此水珠不会随意滚动。
但是在某些情况下，如由于物种差异，花瓣本身蜡质层较薄；或花瓣衰老、表皮细胞间隙增加；或被水长时间浸泡等，水会进入细胞间隙和空泡。由于叶片内部细胞表面没有蜡质层覆盖，且植物细胞壁的纤维素、半纤维素、果胶等成分是亲水性的，因此水分会很快填充和浸润整个花瓣内部空间，从而消除了原本广泛存在的空气-液体界面，进而失去了造成广泛漫反射的条件。由于细胞液的折射率和水相近，因此光线透射的部分增加，因此花瓣就显的透明了。

从这张图可见，透明化是从叶片边缘沿着叶脉开始的，这可能是水从花瓣边缘的叶脉开口处开始浸润的缘故。

作者: 小才 时间: 2016-6-25 17:40
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