霜葉為何能紅于二月花

朱玉軍

2013年的春天，北京的天氣有些冷，還時(shí)常有大風(fēng)刮來，好在從2012年冬天就開始籠罩北京上空的霧霾被風(fēng)吹散了，湛藍(lán)的天空終于常常出現(xiàn)在4月份。雖然天氣比起以往有些偏冷，但仍然阻擋不了春天的勃勃生機(jī)，草地還是漸漸變得嫩綠了，梅花、桃花、櫻花等也競相開放，北京的大地又開始上演“顏色”革命，變得五彩繽紛、生動(dòng)活潑、熱鬧繁盛起來。那么，晴朗的天空為什么是藍(lán)色的？花朵為什么會呈現(xiàn)出不同的顏色？霜葉為何會紅于二月花呢？顏色的奧秘究竟是什么呢？

晴朗的天空之所以會是藍(lán)色的，是因?yàn)樘柟饨?jīng)過大氣層時(shí)發(fā)生瑞利散射的結(jié)果。半徑比光的波長小很多的微粒會對照射它的光產(chǎn)生散射作用。當(dāng)大風(fēng)將霧霾吹散時(shí)，天空萬里無云，大氣中的粗顆粒也變得極少，大氣中的主要成分氮?dú)夂脱鯕獾姆肿影霃郊s為0.1nm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可見光的波長范圍（約為390-780nm），所以大氣分子和大氣中的其他微粒會發(fā)生光散射作用。太陽光是由7種顏色的光組成的，波長按照紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的順序依次變短，而波長越短的光發(fā)生的散射作用就越強(qiáng)。白天，太陽在我們頭頂，當(dāng)太陽光經(jīng)過大氣層時(shí)，紫外線大部分發(fā)被臭氧層所吸收，從而保護(hù)地球上的生物不被曬傷。這樣一來，藍(lán)色的光就是被大氣分子和其他微粒散射最強(qiáng)烈的，被散射的藍(lán)光布滿整個(gè)天空，從而使天空呈現(xiàn)藍(lán)色。

美麗的花朵呈現(xiàn)不同的顏色，春天的樹葉又是綠色的，秋天樹葉還會變黃、變紅，甚至于有“霜葉紅于二月花”的美麗詩篇，這其中又有何科學(xué)道理呢？花朵、春草和秋葉之所以會呈現(xiàn)出各自不同的顏色，與它們其中含有的化學(xué)成分有關(guān)，主要是一些有機(jī)色素如葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素、花青素等的顏色。葉綠素是綠色的，葉黃素是黃色的，胡蘿卜素可以是黃色、橙色或紅色的，花青素可以是紅色、藍(lán)色或紫色的，有些色素的顏色會隨著溫度和酸堿性等條件的變化而變化。不同的花朵中含的有機(jī)色素種類和含量不同，生長的環(huán)境條件也有差異。這使得花朵呈現(xiàn)出五彩繽紛的顏色。

以樹葉顏色的變化來說。當(dāng)樹葉中葉綠素的含量為主時(shí)就顯示綠色：當(dāng)葉黃素和胡蘿卜素的含量為主時(shí)就呈黃色：當(dāng)花青素的含量為主時(shí)呈紅色：當(dāng)同時(shí)含有相當(dāng)量的葉黃素和花青素時(shí)就呈橙色。樹葉的酸堿性不同，以及其他的一些化學(xué)物質(zhì)也會影響到樹葉的顏色，例如棕色或紫色的樹葉。另外，成熟的蘋果為紅色的，成熟的葡萄為紫色的，這都是花青素的奇妙作用。

當(dāng)樹葉呈現(xiàn)出綠色時(shí)，是因?yàn)槠渲腥~綠素的含量很豐富，掩蓋了其他色素的顏色，七色的太陽光中藍(lán)色、紅色、黃色等光都被葉綠素吸收，唯獨(dú)綠色光不被吸收且被反射回來，所以我們看到的樹葉是綠色的。但是，葉綠素的產(chǎn)生需要陽光和溫暖的天氣，當(dāng)季節(jié)變換、陽光減弱和溫度降低時(shí)，樹葉中葉綠素的量就會越來越少，從而綠色漸漸褪去。

葉黃素的產(chǎn)生不需要陽光，且在樹葉中保持較為穩(wěn)定的量，當(dāng)秋風(fēng)帶來一陣陣寒氣，葉綠素越來越少時(shí)，葉黃素的含量就顯得多了。所以樹葉漸漸就變黃了，例如桂樹葉、銀杏葉、楊樹葉和梧桐葉。當(dāng)冬天漸漸臨近時(shí)，有些樹木為了抵擋寒冬，體內(nèi)的糖分增加，加上干燥的天氣、較低的溫度和白天的日照，非常有有利于花青素的產(chǎn)生，樹葉就漸漸染上了紅色，例如楓葉、黃櫨等。當(dāng)霜降后，變紅的樹葉又被洗去了表面的灰塵，看起來格外鮮紅漂亮，所以有“霜葉紅于二月花”的美麗詩篇。