Studying chlorophyll with lasers and rainbow glasses

We separate chlorophyll from the cells of plant leaves using technical distillation and study the absorption and emission of light in the resulting chlorophyll solution.

What we study

Let's say we want to move our most beautiful flowerpot to the basement and wish it to live on in good health. Furthermore, suppose there are no windows in the basement. What kind of light should we give the flower?

Certainly without any light the flower would die. But could we use, for example, a white LED lamp? Or should we use a yellow light?

Photosynthesis in flowers is a very complex phenomenon. Energy is needed to get it to 'start' in the first place. The flower gets its energy from light, and this light has to be the right wavelength. We have also seen from studying luminescence that there are situations where even bright light is not enough if it is the wrong colour. To be more precise: the red laser did not induce luminescence.

So what kind of light does a flower need to live?

How to conduct the test

You can see the experiment in action in this photo series.

  • Sellel pildil on kõik katseseerias vajaminevad vahendid: klaaspurk, tehniline piiritus (sobib ka näiteks etanool ja metanool), veidi rohelist, sinine laser (kasuks tuleavad ka roheline ja punane), valge LED koos patareiga, võreprillid (vikerkaareprillid).
  • Paneme rohelise purki, valame tehnilise piirituse peale.
  • Kui valgustame nüüd tehnilist piiritust sinise laseriga, siis ei toimu midagi huvitavat - veest hajub veidi sinist valgust, kui sinine laser seda läbib.
  • Aga juba 5-10 minuti pärast pilt muutub, sinise laseri valgus kutsub esile punase helenduse (luminestsentsi). Oleme klorofülli rakust kätte saanud, see neelab sinise valguse ja kiirgab sügavpunast valgust (705 ja 735 nm).
  • Eemaldame lehed tehnilisest piiritusest ja kontrollime - sinise laseri valgus neeldub vedelikus mõne millimeetri jooksul, näha on vaid sügavpunane täpp.
  • Võrdluseks roheline laser levib klorofülli lahuses ilma märgatavalt neeldumata.
  • Sinine laser jällegi mitte, neeldumine on kiire ja täielik.
  • Võtame nüüd kasutusele valge LED-lambi. Suuname selle valguse läbi klorofülli lahuse, alt üles. Ootuspäraselt näeme, et silma jõuab roheline valgus.
  • Kui vaatame läbi võreprillide valget LED-lampi, siis näeme, et selle spektris on olemas kõik värvused.
  • Vaatame nüüd läbi võreprillide läbi klorofülli lahuse liikuvat valge LED-lambi valgust. Näeme, et spektrist on kadunud sinine ja enamus punasest. Järeldus: klorofüll neelab tugevalt sinist ja punast spektri osa, samas roheline ja kollane palju ei neeldu.