طيفا الامتصاص والفعل في البناء الضوئي – الأصباغ وتجربة إنجلمان والكروماتوغرافيا

ماذا تعرض

تربط هذه المحاكاة بين الضوء الذي تمتصه الأصباغ والضوء الذي يُشغّل البناء الضوئي، للطلاب من 15 إلى 18 عامًا. في تجربة عملية افتراضية يقيس الطلاب إنتاج O₂ في عشب البرك أو طحلب أخضر تحت ضوء بأطوال موجية يختارونها وبتدفق فوتونات متساوٍ، ثم يرسمون طيف الفعل. وبعد ذلك يقارنونه بأطياف امتصاص الكلوروفيل a والكلوروفيل b والكاروتينات، ويشاهدون البكتيريا الهوائية تتجمع في الضوء الأحمر والأزرق البنفسجي كما في تجربة إنجلمان عام 1882، ويفصلون أصباغ الورقة بالكروماتوغرافيا الورقية. النموذج: الأطياف تقريبات ملساء مبنية على نطاقات امتصاص قياسية، ويُهمل التنفس.

طريقة الاستخدام

في شاشة «مختبر طيف الفعل» اختر «الكائن الحي»، واضبط «الطول الموجي» و«تدفق الفوتونات»، ثم اضغط «قياس» (أو «مسح 400–700 nm») واقرأ جدول النتائج والرسم. في «أطياف الامتصاص» اسحب المؤشر وحدّد المنحنيات للمقارنة. في «تجربة إنجلمان» غيّر «الضوء على الخيط» وراقب المخطط العمودي. في «كروماتوغرافيا الأصباغ» اضغط «تشغيل المذيب» ثم «إيقاف»، وانقر كل بقعة واختر الصبغة.

المعاملات القابلة للتغيير

• شاشة البداية مختبر طيف الفعل, أطياف الامتصاص, تجربة إنجلمان, كروماتوغرافيا الأصباغ
• الكائن الحي عشب البرك (عدّ الفقاعات), طحلب الكلوريلا الأخضر (مجس O₂)
• الطول الموجي للضوء 400–700 nm
• تدفق الفوتونات 20–200 µmol m⁻² s⁻¹
• إظهار أطياف الامتصاص فوق رسم طيف الفعل
• الضوء على الخيط الطحلبي (تجربة إنجلمان) طيف من منشور, ضوء أبيض, ظلام
• عدد البكتيريا الهوائية 100–800 خلية
• الورقة المستخدمة لاستخلاص الأصباغ ورقة خضراء, ورقة خريفية صفراء
• البذرة العشوائية (العدد نفسه يعطي النتائج نفسها) 1–9999

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا يكون معدل إنتاج O₂ أعلى ما يمكن في الضوء الأحمر والأزرق البنفسجي وأقل ما يمكن في الضوء الأخضر؟
2. لماذا يجب أن يبقى تدفق الفوتونات ودرجة الحرارة ثابتين عند كل طول موجي؟
3. لماذا لا تظهر على كروماتوغرام ورقة الخريف إلا بقعتا الكاروتين والزانثوفيل؟