Matematické Fórum

A nič ste k tejto téme na hodinách/prednáškach nepreberali?

↑ Ferdish:

Neprobírali jsme dané téma v hodinách, nestihli jsme to

↑ Ferdish:
Proton tu není aby někomu radil, ale aby tu šířil své pavědy...(a testoval bdělost moderátorů)...

Poradíte mi prosím konečně někdo?

↑ proton100: Děkuji mnohokrát! :)
Jen se asi vloudila malá chybička. Vazebná energie má vyjít 480 MeV

↑ vcela25: = 1,602E-19 J

Uputávka:

Jednotka elektrónVolt (eV) sa používa na jednoduchý výpočet energie žiarenia rontgenu. Ak sa na rontgenovu elektrónku priviedlo napätie 100 000 V , tak sa elektróny urýchlili na energiu 100 000 eV. Ak sa priviedlo 200 000 V, tak sa elektróny urýchlili na 200 000 eV. Netrebalo poznať hmotnosť elektrónu, dráhu alebo čas urýchľovania,... stačilo poznať napätie. Energia elektrónov sa v elektrónke premení na podobnú energiu fotónov.

Rontgenove žiarenie pre krištalografiu (málo kg/m2) má energiu 10-ky keV. V nemocniciach sa používa rontgen 100 keV  (viac kg/m2 - pre tlstých ľudí to nestačí). Pre kontrolu zvarov v priemysle sa používa 200 keV.

Zaujímavé je že s energia fotónu rastie s jeho frekvenciou. Napríklad zelené svetlo má energiu 1,8 eV a frekvenciu 430 THz, UVB svetlo má energiu 4,1 eV a frekvenciu 1000 THz, mäkké RTG žiarenie má energiu 10 000 eV a frekvenciu 240 000 THz.

Uhlíková väzba C-C má energiu 3,6 eV. Na jej roztrhnutie treba energiu fotónu aspoň s touto energiou. Preto je škodlivé ultrafialové svetlo, ale viditeľné svetlo je neškodné.

Pri fotosyntéze sa používa červené a modré svetlo, ktoré nemajú dostatok energie aby vytvorili C-C väzbu. UV svetlo sa použiť nemôže. Ako baterka sa používa atómom vápnika, ktorý spojí energiu slabších fotónov.

Vitamín D sa vyrába priamo z fotónu UVB svetla 4 eV. Vitamín D sa ďalej používa pre väzby s väčšou energiou.

MichalAld napsal(a):

když na urychlování elektronů použiji napětí milion voltů, tedy 1MV, a elektrony tak získají energii 1MeV, jakou budou mít při této energii rychlost ? Případně jakou budou mít rychlost při energii 10MeV...

Relativistické. Kde je problém?

↑ MichalAld: Časopriestor a transformácie sú dve rôzne veci.

↑ MichalAld:
A nechápu, proč do toho taháš nějaký éter, nejde přeci o žádné elektromagnetické vlny...je to jen elektron, kulička o nějaké hmotnosti, která má nějakou energii - a já se ptám, jak letí rychle. Není důležité, že jsme ji urychlili elektrickým polem, mohli jsme ji klidně urychlit i jinak, a není ani důležité že má elektrický náboj.

Klidně můžeme uvažovat částici bez náboje. Jde jen o tu rychlost.

proton100 napsal(a):

... Pri fotosyntéze sa používa červené a modré svetlo, ktoré nemajú dostatok energie aby vytvorili C-C väzbu. UV svetlo sa použiť nemôže. Ako baterka sa používa atómom vápnika, ktorý spojí energiu slabších fotónov.

Vitamín D sa vyrába priamo z fotónu UVB svetla 4 eV. Vitamín D sa ďalej používa pre väzby s väčšou energiou.

Zbytek příspěvku je snad správně, ale:

Chlorofyl, ve kterém probíhá fotosyntéza, vůbec neobsahuje vápník a nedělá nic s C-C vazbou (vyrábí formaldehyd z H20 a CO2). Vitamín D zas reguluje získávání vápníku a fosforu z potravy a reguluje některé funkce imunitního systému. A nevyrábíme si ho z fotonů, ale fotony nám ho vyrábějí z dehydrocholesterolu (pokud jsme si ho přehnaným mytím nevymyli z kůže).

Obecně není dobré uvádět organické věci jako příklady k jednoduchým fyzikálním dějům. Často se totiž může ukázat, že je to celé složitější a u biochemických dějů se případně za rok může zjistit, že to funguje jinak, než se celá desetiletí psalo v učebnicích:-)

↑ Jj: Omlouvám se, přehlédla jsem jednotky.
Děkuji mnohokrát!

↑ edison:
↑ proton100:

Pokud jde o tu fotosyntézu, tak (dle informací co jsem vyčetl ze své geniální knížky, nejsem žádný molekulární biolog) primárně se energie fotonu zachyceného ve chlorofylu využije k přenosu elektronu na vyšší energetickou hladinu (někde ve struktuře té molekuly). A probíhá to ve dvou krocích.

Po prvním zachyceném fotonu se energie toho elektronu využije na přenos protonu (iontu vodíku) přes membránu - čímž se vytváří ten elektrochemický potenciál. Ve druhém kroku, po zachycení dalšího fotonu a posunutím elektronu na ještě vyšší energetickou hladinu se jeho energie využije na tvorbu látky NADPH z NADP+ (pokud by to někoho zajímalo, můžu to zodkazovat).

Látka NADPH slouží už přímo jako "palivo" pro pohon energeticky nevýhodných anabolických reakcí - a mění se u toho zase zpátky na NADP+.

Elektrochemický gradient který se vytváří tím čerpáním protonů přes membránu se využívá k pohonu molekulového motoru zvaného ATP-syntáza, a provádí konverzi ADP na ATP (AdenosinDiFosfátu na AdenosinTriFosfát). Ten ATP rovněž slouží jako univerzální zdroj energie pro pohon energeticky nevýhodných reakci - kde se zase mění ATP na ADP a uvolněná energie se využije k něčemu jinému.

Takže při té vlastní fotochemické reakci přímo nic nevzniká, jen se "nabíjejí" dva nosiče energie.

Tahle část fotosyntézy se nazývá Light dependent reaction (reakce závislá na světle) - a z hlediska fyziky je to to jediné, co nás vlastně zajímá.


Vlastní skládání molekul oxidu uhličitého do něčeho, co se podobá cukru probíhá vlastně úplně nezávisle, a nazývá se to Light-independent reaction (reakce nezávislá na světle) - kde se ze 3 molekul oxidu uhličitého vytvoří dost složitým způsobem přes mnoho mezikroků látka zvaná glyceraldehyd 3-fosfát. A na pohon této reakce se spotřebuje 9 molekul ATP a 6 molekul NADH, které se přemění do svých "vybitých" podob - tedy ADP a NADP+.

A je vysoce pravděpodobné, že ty vyprodukované molekuly ATP a NADPH se využívají i k pohonu jiných reakcí než jen na ten cyklus fixace uhlíku. V buňkách se používají jako nosič energie skoro ke všemu.

Proč to všechno píši - protože vlnová délka fotonu, kterou tahle fotosyntéza potřebuje je určena jen rozdílem energetických hladin mezi kterými se přenáší ten elektron. Ty samozřejmě nějak souvisí s energií potřebnou na vyrobení ATP z ADP (ale ne přímo, protože to dělá jiný protein a může na to padnout více protonů než jen jeden) a s energií potřebnou na "výrobu" NADPH z NADP+, ale v podstatě to nijak nesouvisí s energií potřebnou na složení molekul CO2 do toho rádoby-cukru.


Existují v přírodě i jiné způsoby, jak využívat energii slunečního záření. Baktérie skupiny Halobacteria využívají protein zvaný Bakterio-rhodopsin který dokáže rovněž čerpat protony přes buněčnou membránu - a vytvářet tak gradient koncentrace, který zase pohání syntézu ATP. Jen se tomu neříká fotosyntéza - protože molekuly ATP jsou přímo využívány pro pohon buněčných reakcí.

V lidském těle máme tento mechanismus taky (rhodopsin), jen se nevyužívá jako zdroj energie ale slouží k detekci světla v tyčinkových buňkách v našich očích.