（1）色素的吸收光谱

太阳光不是单色光，如果将它通过三棱分光镜，可以看到由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光所组成的连续光谱，称太阳光谱 (见图7-5)。 图7-5 太阳光的光谱

太阳可见光的波长大约在390~760 nm之间，波长与能量成反比。如果把叶绿体色素提取液放在光源和分光镜中间，就可以看到光谱中有些波段的光被色素吸收了，在光谱上出现黑线带，这种光谱叫叶绿体色素的吸收光谱。从叶绿体色素的吸收光谱可以看出：叶绿体色素对光的吸收具有选择性，叶绿素的吸收光谱的最强吸收带有两个（见图7-6）：一个在波长为640~660 nm的红光部分，另一个在430~450 nm的蓝紫光部分。在光谱的橙光、黄光和绿光部分只有不明显的吸收带，其中尤以对绿光的吸收最少。由于叶绿素对绿光吸收最少，所以叶绿素的溶液呈绿色。从图中看出叶绿素a和叶绿素b相比，吸收光谱略有不同：叶绿素a的红光部分的吸收带宽些，偏向长光波方面，吸收峰较高；在蓝紫光部分的窄些，偏向短光波方面，吸收峰较低。

胡萝卜素和叶黄素的吸收光谱与叶绿素不同，其最大吸收带在400～500nm的蓝紫光区（图7-7），不吸收红光等长波光，而且在蓝紫光部分吸收的范围比叶绿素宽一些。

太阳的直射光含红光较多，散射光含蓝紫光较多。阴生植物中有较多的类胡萝卜素，可以利用类胡萝卜素吸收较多的蓝紫光，把能量转给叶绿素，在较弱的光下，仍能够进行一定强度的光合作用，这是植物在长期进化过程中对环境形成的一些适应特性。

（2）荧光现象和磷光现象

将叶绿素溶液盛于试管内，在透射光下看呈绿色，在反射光下看呈深红色（叶绿素 a为血红光，叶绿素b为棕红光），这种现象叫荧光现象。荧光现象产生的原因大致如下：

光具有波粒二象性，对光合作用有效的可见光的波长是在400—700 nm之间，同时光又 是一粒一粒地运动着的粒子流，每一粒子叫一个光子，光子所具有的能量，叫做光量子。光子携带的能量与光的波长成反比。每摩尔光量子具有的能量如下：

E=N hυ=Nhc/λ

式中E为能量（千卡），N为阿伏加德罗常数（6.02×1023），h为普朗克常数（6.6262×10-34JS），υ为频率（s-1），c是光速（2.9979×108m s-1），λ是波长（nm）。每摩尔光量子的能量通常是以千卡或爱因斯坦来表示。

当叶绿素分子吸收光量子后，就由低能级的基态提高到了一个高能级的激发态（图7-8）。，根据波尔（Bohr）理论，电子从近核低能轨道跃到远核高能轨道上为激发态（第一、二单线态），激发态的叶绿体分子极不稳定，又迅速由激发态恢复到基态，同时向空间发射光子，称为荧光。恒温下，荧光的光子要比吸收的光子能量低，所以放出的波长更长、颜色更红些，因而使叶绿素溶液在入射光下呈绿色，而在反射光下呈红色。

叶绿素的荧光现象说明叶绿素能被光所激发，而叶绿素分子的激发是其能将光能转变为化学能的前提。在整体植物中，叶绿素所吸收的光能被用于光合作用，因此看不到荧光现象。

当荧光出现后，立即中断光源，色素分子仍能持续短时间的放出“余辉”，称磷光现象。这种现象的原因是处于第一单线态的激发态的叶绿素分子，先以热能的形式丢失掉一部能量，转为一种亚稳定态（第一三线态），从亚稳定态回到基态时放出的光子便为磷光，其寿命比荧光长（荧光为10-9s，磷光为10-3—10-2s），但比荧光弱。