萤火虫发光原理详解萤火虫为什么会发光( 四 ) _云知道

在动植物世界，还有许多发光生物，如海洋中有一种深海鮟鱇鱼，头上就有一个会发光的“小灯笼”；一种“月亮鱼”也会发光，有些水母也会发光；还有一些会发光的植物，如“灯草”、“鬼树”等等。
这些动物植物会发光，有的就和萤火虫一样，身体构造存在荧光素和光素酶，有的则是身体中具有某种特殊蛋白。如在发光水母的体内就有一种叫埃奎林的蛋白质，在与钙离子结合时就会放出亮光。

大自然经过几十亿年的鬼斧神工，将动植物雕琢得极其精细完美，其中的机制无比复杂。人类科技发展到今天，对大自然的模仿还不及其万一。现代发展起来一门很重要的学科叫仿生学，就是通过弄清动植物界的各种机理，制造出更精美的工具或食物。
通过学习弄清萤火虫等动植物的发光机制，未来的光能技术也将越来越高级。
今天就说这些，欢迎讨论，感谢阅读。
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萤火虫发光的作用一是对自己觅食起到照明作用，二是对敌人起到恐吓和防御作用，更重要的是为了求偶而发出的信息交流。成虫在晚上会通过发出不同的光寻找伴侣，雄虫一般发光时间为0.2秒，间隔时间为2.2秒；雌虫在雄虫发光后0.5秒做出回应。
二、萤火虫发出的也是光子吗？当然，这个世界上所有的光都是电磁波，而且都是由光子为媒介传导的。那么一只萤火虫能发出多少光子呢？这就要从可见光的波长说起了。
可见光是约由7种颜色组成，波长约在380~760nm（纳米）之间，不同颜色的光波长是不一样，红光波长最长，紫光波长最短。萤火虫发出的光有绿色、黄色、橙色、红色等多种颜色或渐变色，从绿色到红色光的波段介于492~760nm之间。

我们折中一下，平均为626nm，这样我们就可以大约计算出萤火虫发出的光子有多少。先要计算出626nm光子的能量，计算公式为：E=hc/λ 。这里的E代表能量；h代表普朗克常数，约6.626*10^-34J·s；λ为光量子波长。
这样，我们可以计算出626nm波长的光子每个能量约3.17*10^-19J（焦耳）。那么萤火虫每秒钟能够发出多少个这样的光子呢？这得看萤火虫的光度有多大了。搜索许久，都没有找到专门研究萤火虫亮度的资料，只找到有一项研究认为，1000只萤火虫相当于一只20瓦的电灯泡的光度。
不同种类电灯的光效是不一样的，也就是说，电灯能量转化成光子发出的效率是不一样的，白炽灯最小，发光效率只占到其能量的15%，其余大部分能量转化为热能了；相对比较，日光灯光效率可达50%，LED节能灯光效率可达90% 。

该研究没有说这1000只萤火虫发出的光是相当于那种20瓦的灯泡，但一般与灯泡相比只能是指白炽灯。按白炽灯来计算，20瓦灯泡光效率只有15%，也就是约3瓦，每秒发出的光子能量就是3J，这样，每秒释放626nm波长的光子就约有9.5*10^18个。
除以1000只萤火虫，每只萤火虫每秒钟释放的光子就有约9.5*10^15个，就是9500万亿个。不少啊，难怪我们看到的萤火虫一闪一闪很亮。
一些研究认为，萤火虫的发光效率很高，可以达到88~90%，还有的说高达95%，因此能量极少转化为热量，是公认的冷光源。现在的LED发光效率达到了90%，和萤火虫发光效率差不多，因此也应该属于冷光源。