葉子正反面顏色為什麼不一樣?「光線與細胞密度」的意外關聯
我是科學訓練師桑子研。每一天都是實驗!
你有沒有輕輕把一片葉子翻過來看過呢?正面明明是深綠色,背面卻帶點黃綠,看起來還有點泛白對吧?

明明天天都看得到,但被問一句「為什麼?」,卻意外地答不上來。其實,這個小祕密就藏在葉子裡細胞的「密度差異」之中。
葉子的剖面,是一台精密的捕光裝置
葉子的正面和背面,細胞的排列方式完全不一樣。正面的細胞密度高,排得密密麻麻,背面的細胞密度低,中間有很多空隙。光線在這兩種結構裡的表現,可是天差地遠。
從正面射進來的光,會在緊密排列的細胞之間一次又一次地折射,在葉子內部走上一段很長的路。這趟「旅程」中,光會不斷撞見葉綠體。葉綠體最愛吸收紅光和藍光,所以在正面,紅光與藍光被吸得乾乾淨淨,剩下的綠光被反射出來,就成了我們眼中的深綠色。
從背面進來的光,輕輕鬆鬆就穿過去了
那從背面進來的光又會怎麼樣呢?由於細胞密度低,光在葉子裡沒走多遠就折射出去了。遇到葉綠體的次數少,紅光和藍光沒被吸收完,反射出來的就不只有綠光,還混著紅光和藍光。結果,背面看起來就比正面更偏黃綠、更偏白。這是「光程」(光在物質中走過的距離)不同所造成的現象,從光學角度來看,可說是合情合理。
向日葵和稻子,葉子的朝向決定了答案
更有趣的是,這種「正反面顏色不同」的現象,並不是每種植物都有。像向日葵這種葉子水平生長的植物,正反面的差異就特別明顯。這其實是很聰明的策略:水平的葉子會迎面接收從天上灑下來的陽光,所以正面得更專心、更有效率地做光合作用才行。
相反地,像稻子這種葉子直立(或斜向)生長的植物,陽光會平均照到兩面。所以正反面都是一樣的綠色,細胞密度的差距也很小。植物會配合自己葉子的朝向,連內部結構都調整到最佳狀態,真的是太厲害了。

找身邊的葉子來做做看吧!
如果你發現向日葵、牽牛花、繡球花這類葉子水平生長的植物,請務必把葉子翻過來觀察看看。正反面的顏色差異,就是今天這堂課「光與細胞」原理的最佳證據。如果手邊有放大鏡,也可以在葉子背面找找看那些小小的洞,也就是氣孔喔。
原本在課本裡的知識,其實全都藏在一片小小的葉子裡。
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