马君武，1881年7月17日（清光绪七年六月二十二）生，1881年7月17日生于广西桂林，祖籍湖北蒲圻（今赤壁市）。 自幼聪颖，只因其曾祖父马丽文是道光初年的进士，官至广西思恩府（今武鸣县）知府。 父亲以做幕僚为生，9岁时父亲去世，家里没有了收入，马君武却因顽皮不听教诲，又被舅舅送回桂林。母亲很是生气，用家法教训了他一顿。这一顿痛打，竟使他痛下决心“拼命读书”，“立志做人”。这一年，他12岁。 在严母的督促下发愤读书。后来在亲戚陈允庵家附读，打下了扎实的旧学根底。1894甲午战争后，国难日亟，维新运动兴起，各省废科举，兴学堂。1897年，康有为到桂林讲学，设立“圣学会”，创办《广仁报》，宣传变法维新主张。马君武深受影响，认为非精研西学，不足以致中国于富强。1899年考入广西体用学堂，努力学习数学、英语，开始接受西方近代科学文化。马君武牢记校长“科学救国”的教诲，他的英文、数学成绩均名列前茅，对西方传教士在中国发行的书刊，尤其是科普知识，也表现出非常大的兴趣。受主讲经史的唐景崧的影响，马君武产生了外出求学、进一步探索救国途径的想法。1900年，马君武从桂林到达广州，进人法国教会主办的丕崇书院学习法文。同年7月赴新加坡，拜见康有为，请教救国大计。随后赴上海，入震旦学院继续学习法文，并翻译《法兰西革命史》一书。1901年冬，马君武作为广西赴日的第一批留学生，马君武学习勤奋刻苦，考入日本京都帝国大学应用化学专业学习。留日期间结识梁启超、汤睿及日本宫崎民藏兄弟，并为《新民丛报》撰稿。1902年，由宫崎民藏介绍，马君武拜见了孙中山先生，聆听其革命言论，对其甚为敬佩。他对人说：“康梁者，过去之人物也；孙公，则未来人物也。”从此，马君武追随孙中山，走上了民主革命道路。由改良主义者转变为革命民主主义者。1903年春节。在东京中国留学生新年恳亲会上，马君武登台演讲，公开提出中国的出路在于排除满族专制，恢复汉人主权；得到近千名留学生的拥护。马君武留学期间读的均是工科，但他的文科功底一点也不逊于学文出身的学生。在日留学时，他为《新民丛报》写了大量哲学论文，谁都没想到作者竟是个化学系学生。1903年2月，马君武在《译书汇编》上发表了《社会主义与进化论比较》。有人研究说，在中国最早介绍社会主义，并对马克思真正有全面了解的，除了梁启超，就是马君武了。1905年8月，第一批加入同盟会，马君武被推举为秘书长，和黄兴、陈天华等人共同起草同盟会章程，并成为《民报》的主要撰稿人之一。先后在《民报》发表《甘必大传》和《帝民说》等文，鼓吹革命，宣扬民主政治。年底回国，任上海公学总教习，积极宣传革命。此间，热心党务的马君武引起清朝两江总督端方的注意。1907年，为额避免被缉拿，马君武远走德国，在柏林工业大学攻读矿物冶金金专业。他之所以选择冶金专业，是期望学成回国后，“利用所学，以图新民国工业之发展”。毕业时获工学学士学位。1911年11月，辛亥革命爆发后，马君武由德国回到上海，被推举为各省都督府代表联合会的代表，参加《临时政府组织大纲》的起草。南京临时政府成立后，马君武以实业部次长代理部务，并参与起草《临时约法》。1912年8月25日，同盟会联合其他四个政团组成国民党，孙中山在湖广会馆主持国民党成立大会，他出席并 与阎锡山、张继、李烈钧、胡瑛、沈秉堃、王传炯、陈锦涛、陈道一、莫永贞、褚辅成、松毓、杨增新、于右任、蒋翊武、田桐、谭延闿、张培爵、徐谦、王善荃、姚锡光、赵炳麟、柏文蔚、孙毓筠、景耀月、虞汝钧、张琴、曾昭文、温宗尧、陈明远一起被推举为参议 。1913年初国会成立后，马君武任国会参议院议员。二次革命失败后，马君武被迫离开北京，再次赴德国，入柏林大学研究院学习。经过四年的研读，马君武获得了柏林大学工学博士学位。是中国获得德国工学博士第一人。1916年回国。1917年参加孙中山发起的护法运动。最初任大元帅府秘书，旋代理护法军政府交通总长，并兼任广州石井兵工厂无烟火药厂总工程师。1918年5月，他跟随孙中山回到上海，进行反对陆荣廷的宣传和组织活动。1920年，孙中山重组军政府，马君武任秘书厅长。次年4月，南下的国会议员在广州开非常会议，推孙中山为非常大总统，马君武任总统府秘书长。6月，孙中山任命马君武为广西省长。马君武励精图治，提出禁烟禁赌、整顿金融、发展实业、兴办教育、建筑公路、成立新军等计划。1922年5月，马君武辞职赴沪。1924年国民党实行改组，马君武跟不上革命形势，思想趋于保守，和冯自由、章炳麟等人发表宣言，反对国民党改组和联俄、联共、扶助农工三大政策。1924年，马君武和冯自由、章太炎等人发表宣言，反对国民党改组和联俄、联共、扶助工农三大政策：次年，还担任了北洋军阀政府的司法总长。1926年3月，又改任教育部总长。尽管他并未到任，但由于他与北洋政府有了这层关系，国民党便因内部党争，开除了他的党籍。后来，党籍又得以恢复。马君武精通英、日、德、法等国文字，涉及自然科学、社会科学许多领域。《共产党宣言》的纲领部分，就是他在1906年夏译成中文登在《民报》上的。他还第一个翻译出版了达尔文的《物种原始》(即现在人们熟知的《物种起源》)，在当时产生了较大影响。编译了《德华辞典》等书。他对德国十八、十九世纪在人文科学领域的光辉成就十分赞叹，翻译过席勒的《威廉退尔》，介绍过黑格尔的学说。马君武不仅翻译诗，自己也写诗，是南社诗人，著有《马君武诗稿》。他的诗以鼓吹新学思潮和爱国主义为特色，如《自由》、《从军行》等。《华族祖国歌》则宣扬物竞天择思想，号召中华民族“肩枪腰剑”，奋起救亡。他一向主张创新，在《寄南社同人》一诗中写道：“唐宋元明都不管，自成模范铸诗才。须从旧锦翻新样，勿以今魂托古胎。”由于其文人脾性，在政坛自是四面碰壁，十几年宦海沉浮，马君武备尝艰辛，从此马君武逐渐淡出政坛，投身教育事业。从此，中国政坛上便少了一个“勇夫”，却多了一个雷厉风行的大学校长。1924年，厦门大学学生300多人，以本校当局措施不当，愤而集体离校，另设新校大厦大学，并聘马君武为首任校长。马君武宣布以”三苦精神”与师生合作，即“教授要苦教”、“职员要苦干”、“学生要苦读”。他以其博学多才带动学校形成了浓厚的学术研究氛围，从而吸引了大批如作家郭沫若、戏剧家田汉等著名学者前来任教。 1925年，马君武应北京工业大学师生的五次请求，出任该校校长。他多方设法聘请专家学者担任教授，还积极筹集资金，充实机械、电机、纺织和化工四个系的实验室和实验工厂，使理论学习和科学实验能比较紧密地结合起来。 台湾的邓静华教授在《怀念马校长君武先生》一文中写道：“马公到校后，久不冒烟之实习工厂，亦浓烟冉冉升空：严冬冷寂之教室与图书馆，亦得有煤生炉取暖，因是全校员生振奋不已。”1927年春，李宗仁统一广西后，决定在广西办一所大学。 马君武受邀返回创办省立广西大学。 广西大学校址选定在梧州桂江对岸的蝴蝶山。当年的蝴蝶山，虽荒山野岭，到处布满壕沟，但地理位置绝佳，“取其交通便利，本省学生皆可顺流而下，外籍的教授亦可溯江而直达”。 1928年初，广西大学开始基建施工，历时半年。首期工程先建农、工、矿、文理等学院，还有图书馆、管理厅、礼堂、学生宿舍等楼房10座。 同年9月，校舍大半落成，当地政府举行了盛大的开学典礼，马君武被聘为第一任校长。上任伊始，他就给广西大学提出了“复兴中华，发达广西”的立校宗旨。 当时的广西高中毕业生很少，所以广西大学首届招收的均为预科生。虽是预科，马君武却从上海等地聘请了13名教授来校任教。 1929年6月，粤桂战争爆发，梧州被粤军占领。广西大学停办，马君武应蔡元培之邀，出任上海中国公学校长一职。马君武主政中国公学后，向上海聚兴诚银行贷款6万元进行学校建设，使学生猛增到1000多人，逐步使中国公学进人全盛时期。由于马君武重视培养人才和科学研究，而对国民党党义及纪念周等不予重视，所以引起国民党当局的不满。1931年5月，粤军退出梧州，广西省政府电传马君武、盘珠祁(副校长)回桂。马君武第二次任广西大学校长后，设立了理学院并。童年开始招收招收首届本科生。马君武主张“学校要养成科学的智识，工作的技能和战斗的本领。读死书的时代已经过去，今后的我们要能工作，为生活而工作，用新的方法改良我们的生产”。马君武向广西大学全校师生指出：广西大学教育的目标不但是知识的传授、技术的学习，还应与国运的隆盛、民族的复兴、社会的发展密切联系。为此，马君武辛劳规划操持广西大学，创校过程中“一木一石，一瓦一椽，一几一席，悉心擘画，手胼足胝，虽在疾中，未尝少息”。马君武在期间，辛勤规划操持，聘请有才识之土和进步学者任教，提倡科学研究，聘请国内一些著名教授来校讲课，添置图书仪器，充实教学设备，开办化学、机械等教学工场，使学生获得实践知识，并成立科学研究机构，出资选送有培养前途的助教出国留学深造。他还亲赴德国采购大批科学仪器，其中光是高倍显微镜即达50多台，居全国各大学之冠。，“惟北平的清华大学可比拟”。他还强调学生要注重协作精神。马君武提倡西方科学教育，为了弥补国内科学技术缺陷，广西大学开办了许多国内稀缺专业，机械系、电机系、土木、农学等师资教学力量雄厚。”广西大学机械系设有机械厂，包括木模、翻砂、车工、铣工、锻工等多个部门，是机械系学生实习的良好场所。马君武还经常组织学生到工厂实习，不仅学习工艺操作，还学习车间管理、工厂技术管理和企业管理。马君武又奉行“锄头主义”。他要求学生拿起锄头参加建校劳动，既培养学生吃苦耐劳，又使家境贫寒的学生通过劳动得到一点报酬，以补贴生活费用的不足。1935年，广西大学成立植物研究所。为了聘请时任国际植物学会副主席的中山大学著名教授陈焕镛任所长，马君武曾“五顾茅庐”，还特地为他建了一所别墅。除陈焕镛外，竺可桢、陈望道、千里驹、李四光、费孝通、薛暮桥、王力、李达等，都曾是广西大学的教授或兼职教授。特殊的时代背景，马君武曾用一句话来描述广西大学的教学气氛，“西大有一种精神，就是‘大家拼命’，这或许是别间学校所没有的。” 当时，广西大学大多数学生来自农村，到梧州第一次见到繁华的城市，有人总爱往城里跑，影响了学习。马君武语重心长地告诫学生：“于兹正值春风惠临，绿柳发芽，水碧山青，春鸟乱鸣，应乘时努力学习，往应该去的地方，如往图书馆、实验室、体育场和大自然去，以求得智识，练好身体。”他还写下一首《示梁生》：“守身严似犬防贼，治学勤如蜂筑巢。但使每年增一尺，到头终比万山高。”勉励学生注意品行修养和勤奋治学。 对于贫寒学生，马君武始终关心有加。他在校内筹集“苦学基金”，家境贫困学生各科成绩在90分以上的，可免去全部学杂费、伙食费和书籍费。对生活费不足的学生，他还提供勤工俭学的机会。 著名教授秦道坚青年时期家庭困难，上不起学，听说广西大学可以半工半读，就给马君武写了一封信。马君武得知他在考试中成绩排名第二，当即在信上批示：准予注册，应交的膳、宿、学、杂费日后再定。 入学后，秦道坚要求工读的事儿一直没有批下来，每逢收费的日子，会计部门就会将一张欠费条子送来，弄得他有口难辩。好不容易期末考试成绩出来了，他考了第一名。第二天，马君武把他叫到校长办公室对他说，拿着条子到会计室去，把这一学期欠的费用结清，以后每天在化学实验室工作两小时。 1936年，白崇禧要在广西大学率先举行军训，“准备作战的本领”，马君武表示同意，这一创武举随后被全国高校采用。由于军训教官态度粗暴，经常打骂学生，引起马君武不满。有一天，上课时间到了，军训教官还在操场给学生训话。马君武气愤之下，叫人打钟，学生们一轰而散。其实，在许多问题上，马君武与白崇禧都是意见相左，但碍于马君武的名望，白崇禧又不便公开辞退，便决定拆解广西大学，并下令改组。 马君武眼看不能保住一个完整的广西大学，气愤之下辞去了校长一职。 1936年广西大学转移到桂林雁山西林公园与省立广西师范专科学校合并。1939年，省立广西大学经国民政府批准升格为国立广西大学，年，广西大学的学生听说马君武已从上海 回到桂林，便集合到省政府请函，要求批准马君武重任广西大学校长。 马君武第三次出任广西大学校长。上任第一天，马君武说了这样一段话“我向来不找事做，但若国家有事要我办，我也不辞，尤其是在此国难期间，人人应该尽力救国。我休息了3年，精神业已恢复，不妨再来主持(广)西大(学)。” 为了办好广西大学，他废寝忘食、呕心沥血，身体每况愈下，却毫不在意，经常带病坚持工作。马君武到来之前，广西大学理工学院在日军空袭中被炸，1937年自梧州迁至良丰。由于没有实验室，原有的机器运到后无处安置，只好放在露天空地。一些仪器虽然装箱，但日久不开，损坏的也不少。还有一部分仪器放在山洞里，因受潮已经生锈。马君武见此情景几乎落泪，立即在雁山修建图书室、物理馆、化学馆、机械馆、材料实验室、电机室、矿)台室及学生宿舍，还拨国币10余万元增添图书仪器，并将山洞里的仪器取出应用，极大地改善了广西大学的办学条件。抗战期间，此时迁建于桂林的广西大学吸引了很多学术界知名人士任教，学生也来自全国各地， 马君武还利用自己的人脉，延揽了竺可祯、李四光、李达、陈望道、王力、刘仙洲、陈寅恪、黄现璠、盛成、陈焕庸、千家驹、丘晨、施汝为、卢鹤绂、纪育沣、文圣常等一大批著名教授到校任教，学术氛围浓厚，综合实力得到极大提高，学术氛围浓厚，以其当时的师资力量、教学质量以及学生素质，均不逊于国内名牌大学。抗战后期，广西作为中国大后方，大批专家学者及有志青年荟萃于桂林文化城，广西大学师资队伍更由此得以充实发展，使学校跃居为当时国内重要大学之一，学术力量位居全国前列。1940年8月1日，马君武因胃穿孔症医治无效，在桂林雁山校区病逝，享年60岁。此时，距他第三次担任广西大学校长不足一年。 据马君武的二儿子马卫之回忆：在重回广西大学的短暂一年中，父亲的健康状况每况愈下，胃病像阴影-般一直没有离开过他。“有一天深夜，父亲胃部剧痛，我只得去叩邻近医生的家门，请求医生来家急诊。当时正值抗战中期，桂林的医药条件很差，只能服用些止痛的药，第二天，父亲又抱病回校上班。” 马君武去世后，蒋介石发来唁电：“惊闻马君武先生遽捐馆舍，无恁怆悼。先生耆贤，文化先驱，未睹中兴，突殒下寿，感教泽之在人，定流传于久远。”白崇禧、孔祥熙、戴传贤、张发奎、陈立夫、朱家骅等军政要人都发来了唁电。 中共方面，周恩来为马君武送来挽词：“一代宗师”；朱德、彭德怀送的挽词是“教泽在人”。 国民党中央决议由国民政府明令褒扬，发给治丧费5000元，生平事迹交国史馆，特派委员黄旭初代表致祭，举行了隆重悼念仪式。 一位亲历当时送葬的学生回忆道：“西大(广西大学简称)至雁山脚下，一里多路，沿途笼罩着哀伤，人们肃立路旁，供奉水果、香烛，伴着泪水，伴着无尽的思念。2000多人，西大的学生，马君武的亲友，生前好友，行列蜿蜒，护送马先生的灵柩。”从那时起，马君武长眠桂林雁山脚下，已经整整70年。 马君武以其改造中国的封建教育体制、力推现代高等教育的理念奠定了他在中国近代教育史上的地位，与主张“思想自由，兼容并包”理念的北京大学校长蔡元培一起被时人誉为“北蔡南马 “。他在广西大学的颇多建树，即使在今天看来，也有许多方面值得借鉴。 而对广西大学一代又一代师生来说，马君武自然是他们永远怀念的老校长。每年清明节，广西大学的师生代表都会到马君武的墓前献花扫墓。从2002年起，纪念活动又增加了一个特别的仪式——发放“马君武及夫人马周素芳奖学金”，这是马君武的儿子马保之、马卫之为纪念父母而设立的。到1949年，广西大学发展成为拥有文教、法商、理、工、农等5个学院，下设22个系和4个专修科，在国内有较大影响的综合性大学。1952年，毛泽东主席亲笔题写了校名。
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1672年 英国 牛顿
复色光分解为单色光的现象叫光的色散．牛顿在1672年最先利用三棱镜观察到光的色散,把白光分解为彩色光带(光谱).色散现象说明光在媒质中的速度(或折射率n=c/v)随光的频率而变.光的色散可以用三棱镜,衍射光栅,干涉仪等来实现. 白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的叫做复色光。红、橙、黄、绿等色光叫做单色光。 色散：复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。色散可以利用棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现。复色光进入棱镜后，由于它对各种频率的光具有不同折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱。 1、光的色散 dispersion of light 介质折射率随光波频率或真空中的波长而变的现象。当复色光在介质界面上折射时，介质对不同波长的光有不同的折射率，各色光因折射角不同而彼此分离。1672年，I.牛顿利用三棱镜将太阳光分解成彩色光带，这是人们首次作的色散实验。通常用介质的折射率n或色散率dn／dλ与波长λ的关系来描述色散规律。任何介质的色散均可分正常色散和反常色散两种。 复色光分解为单色光而形成光谱的现象．让一束白光射到玻璃棱镜上，光线经过棱镜折射以后就在另一侧面的白纸屏上形成一条彩色的光带，其颜色的排列是靠近棱镜顶角端是红色，靠近底边的一端是紫色，中间依次是橙黄绿蓝靛，这样的光带叫光谱．光谱中每一种色光不能再分解出其他色光，称它为单色光．由单色光混合而成的光叫复色光．自然界中的太阳光、白炽电灯和日光灯发出的光都是复色光． 光波都有一定的频率，光的颜色是由光波的频率决定的，在可见光区域，红光频率最小，紫光的频率最大，各种频率的光在真空中传播的速度都相同，等于．但是不同频率的单色光，在介质中传播时由于受到介质的作用，传播速度都比在真空中的速度小，并且速度的大小互不相同．红光速度大，紫光的传播速度小，因此介质对红光的折射率小，对紫光的折率大．当不同色光以相同的入射角射到三棱镜上，红光发生的偏折最少，它在光谱中处在靠近顶角的一端．紫光的频率大，在介质中的折射率大，在光谱中也就排列在最靠近棱镜底边的一端． 夏天雨后，在朝着太阳那一边的天空上，常常会出现彩色的圆弧，这就是虹．形成虹的原因就是下雨以后，天上悬浮着很多极小的水滴，太阳光沿着一定角度射入这些水滴发生了色散，朝着小水滴看过去就会出现彩色的虹，虹的颜色是红色在外紫色在内依次排列． 2、光的色散 一、中国古代对光的色散现象 中国古代对光的色散现象的认识最早起源于对自然色散现象——虹的认识．虹，是太阳光沿着一定角度射入空气中的水滴所引起的比较复杂的由折射和反射造成的一种色散现象．中国早在殷代甲骨文里就有了关于虹的记载．当时把“虹”字写成“ ”．战国时期《楚辞》中有把虹的颜色分为“五色”的记载．东汉蔡邕（132—192）在《月令章句》中对虹的形成条件和所在方位作了描述．唐初孔颖达（574—648）在《礼记注疏》中粗略地揭示出虹的光学成因：“若云薄漏日，日照雨滴则生虹”说明虹是太阳光照射雨滴所产生的一种自然现象．公元八世纪中叶，张志和（744—773）在《玄真子·涛之灵》中第一次用实验方法研究了虹，而且是第一次有意识地进行的白光色散实验：“背日喷呼水成虹霓之状，而不可直也，齐乎影也”．唐代以后，不断有人重复类似的实验，如南宋朝蔡卞进行了一个模拟“日照雨滴”的实验，把虹和日月晕现象联系起来，有意说明虹的产生是一种色散过程，并指出了虹和阳光位置之间的关系．南宋程大昌（1123—1195）在《演繁露》中记述了露滴分光的现象，并指出，日光通过一个液滴也能化为多种颜色，实际是色散，而这种颜色不是水珠本身所具有，而是日光的颜色所著，这就明确指出了日光中包含有数种颜色，经过水珠的作用而显现出来，可以说，他已接触到色散的本质了． 在我国从晋代开始，许多典籍都记载了晶体的色散现象．如记载过孔雀毛及某种昆虫表皮在阳光下不断变色的现象，云母片向日举之可观察到各种颜色的光．李时珍也曾指出较大的六棱形水晶和较小的水晶珠，都能形成色散．到了明末，方以智（1611—1671）在所著《物理小识》中综合前人研究的成果，对色散现象作了极精彩的概括，他把带棱的自然晶体和人工烧制的三棱晶体将白光分成五色，与向日喷水而成的五色人造虹、日光照射飞泉产生的五色现象，以及虹霓之彩、日月之晕、五色之云等自然现象联系起来，认为“皆同此理”即都是白光的色散．所有这些都表明中国明代以前对色散现象的本质已有了较全面的认识，但也反映中国古代物理学知识大都是零散、经验性的知识． 二、西方牛顿以前对光的色散的认识 在光学发展的早期，对颜色的解释显得特别困难．在牛顿以前，欧洲人对颜色的认识流行着亚里士多德的观点．亚里士多德认为，颜色不是物体客观的性质，而是人们主观的感觉，一切颜色的形成都是光明与黑暗、白与黑按比例混合的结果．1663年波义耳也曾研究了物体的颜色问题，他认为物体的颜色并不是属于物体的带实质性的性质，而是由于光线在被照射的物体表面上发生变异所引起的．能完全反射光线的物体呈白色，完全吸收光线的物体呈黑色．另外还有不少科学家，如笛卡儿、胡克等也都讨论过白光分散或聚集成颜色的问题，但他们都主张红色是大大地浓缩了的光，紫光是大大地稀释了的光这样一个复杂紊乱的理论．所以在牛顿以前，由棱镜产生的折射被假定是实际上产生了色，而不是仅仅把已经存在的色分离开来． 三、牛顿对光的色散的实验探索与理论研究 （1）设计并进行三棱镜实验 当白光通过无色玻璃和各种宝石的碎片时，就会形成鲜艳的各种颜色的光，这一事实早在牛顿的几个世纪之前就已有了解，可是直到十七世纪中叶以后，才有牛顿通过实验研究了这个问题． 牛顿首先做了一个有名的三棱镜实验，他在著作中记载道：“1666年初，我做了一个三角形的玻璃棱柱镜，利用它来研究光的颜色．为此，我把房间里弄成漆墨的，在窗户上做一个小孔，让适量的日光射进来．我又把棱镜放在光的入口处，使折射的光能够射到对面的墙上去，当我第一次看到由此而产生的鲜明强烈的光色时，使我感到极大的愉快．”牛顿的实验设计如下图：通过这个实验，在墙上得到了一个彩色光斑，颜色的排列是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫．牛顿把这个颜色光斑叫做光谱． （2）进一步设计实验，获得纯光谱 牛顿在上述实验中所得到的光谱是不纯的，他认为光谱之所以不纯是因为光谱是由一系列相互重叠的圆形色斑的像所组成．牛顿为了获得很纯的光谱，便设计了一套光学仪器进行实验，其实验设计如图所示： 用白光通过一透镜后照亮狭缝S，狭缝后放一会聚透镜以便形成狭缝S的像I．然后在透镜的光路上放一个棱镜．结果光通过棱镜因偏转角度不同而被分开，以至在白色光屏上形成一个由红到紫的光谱带．这个光谱带是由一系列彼此邻接的狭缝的彩色像组成的．若狭缝做得很窄，重叠现象就可以减小到最低限度，因而光谱也变得很纯． （3）牛顿提出解释光谱的理论 牛顿为了解释三棱镜实验中白光的分解现象，认为白光是由各种不同颜色光组成的，玻璃对各种色光的折射率不同，当白光通过棱镜时，各色光以不同角度折射，结果就被分开成颜色光谱．白光通过棱镜时，向棱镜的底边偏折，紫光偏折最大，红光偏折最小．棱镜使白光分开成各种色光的现象叫做色散．严格地说，光谱中有很多各种颜色的细线，它们都及平滑地融在相邻的细线里，以至使人觉察不到它的界限． （4）设计实验验证上述理论的正确性 为了进一步研究光的颜色，验证上述理论的正确性，牛顿又做了另一个实验．实验设计如图所示： 牛顿在观察光谱的屏幕DE上打一小孔，再在其后放一有小孔的屏幕de，让通过此小孔的光是具有某种颜色的单色光．牛顿在这个光束的路径上再放上第二个棱镜abc，它的后面再放一个新的观察屏V．实验表明，第二个棱镜abc只是把这个单色光束整个地偏转一个角度，而并不改变光的颜色．实验中，牛顿转动第一个棱镜ABC，使光谱中不同颜色的光通过DE和de屏上的小孔，在所有这些情况下，这些不同颜色的单色光都不能被第二个棱镜再次分解，它们各自通过第二个检镜后都只偏转一定的角度，而且发现，对于不同颜色的光偏转的角度不同． 通过这些实验，牛顿得出结论：白光能分解成不同颜色的光，这些光已是单色的了，棱镜不能再分解它们． （5）单色光复合为白光的实验 白光既然能分解为单色光，那么单色光是否也可复合为白光呢”为此牛顿进行实验．如图55所示，把光谱成在一排小的矩形平面镜上，就可使光谱的色光重新复合为白光．调节各平面镜与入射光的夹角，使各反射光都落在光屏的同一位置上，这样就得到一个白色光班． 牛顿指出，还可以用另一种方法把色光重新复合为白光．把光谱画在圆盘上成扇形，然后高速旋转这个圆盘，圆盘就呈现白色．这种实验效果一般称为“视觉暂留效应”．眼睛视网膜上所成的像消失后，大脑还可以把印象保留零点几秒种．从而，大脑可将迅速变化的色像复合在一起，就形成一个静止的白色像．在电视屏幕上或电影屏幕上，我们能够看到连续的图像，其原因也正在于利用了人的“视觉暂留效应”． （6）牛顿对光的色散研究成果． 牛顿通过一系列的色散实验和理论研究，把结果归纳为几条，其要点如下： ①光线随着它的折射率不同而颜色各异．颜色不是光的变样，而是光线本来就固有的性质． ②同一颜色属于同一折射率，反之亦然． ③颜色的种类和折射的程度为光线所固有，不因折射、反射和其它任何原因而变化． ④必须区别本来单纯的颜色和由它们复合而成的颜色． ⑤不存在自身为白色的光线．白色是由一切颜色的光线适当混合而产生的．事实上，可以进行把光谱的颜色重新合成而得到白光的实验． ⑥根据以上各条，可以解释三棱镜使光产生颜色原因以及虹的原理等． ⑦自然物的颜色是由于该物质对某种光线反射得多，而对其他光线反射得少的原因． ⑧由此可知，颜色是光（各种射线）的质，因而光线本身不可能是质．因为颜色这样的质起源于光之中，所以现在有充分的根据认为光是实体． （7）牛顿对于光的色散现象的研究方法的特点． 从以上可看出牛顿在对光的色散研究中，采用了实验归纳——假说理论——实验检验的典型的物理规律的研究方法，并渗透着分析的方法（把白光分解为单色光研究）和综合的方法（把单色光复合为白光）等物理学研究的方法．后来C.V.拉曼 印度 研究光的散射并发现拉曼效应，并于1930年获得诺贝尔物理学奖。 【英文名称】 [编辑本段] 拉曼效应：Raman effect 【概述】 [编辑本段] 1930年诺贝尔物理学奖授予印度加尔各答大学的拉曼（SirChandrasekhara Venkata Raman，1888——1970年），以表彰他研究了光的散射和发现了以他的名字命名的定律。 在光的散射现象中有一特殊效应，和X射线散射的康普顿效应类似，光的频率在散射后会发生变化。频率的变化决定于散射物质的特性。这就是拉曼效应，是拉曼在研究光的散射过程中于1928年发现的。在拉曼和他的合作者宣布发现这一效应之后几个月，苏联的兰兹伯格（G.Landsberg）和曼德尔斯坦（L.Mandelstam）也独立地发现了这一效应，他们称之为联合散射。拉曼光谱是入射光子和分子相碰撞时，分子的振动能量或转动能量和光子能量叠加的结果，利用拉曼光谱可以把处于红外区的分子能谱转移到可见光区来观测。因此拉曼光谱作为红外光谱的补充，是研究分子结构的有力武器。 1921年夏天，航行在地中海的客轮“纳昆达”号（S.S.Narkunda）上，有一位印度学者正在甲板上用简易的光学仪器俯身对海面进行观测。他对海水的深蓝色着了迷，一心要追究海水颜色的来源。这位印度学者就是拉曼。他正在去英国的途中，是代表了印度的最高学府——加尔各答大学，到牛津参加英联邦的大学会议，还准备去英国皇家学会发表演讲。这时他才33岁。对拉曼来说，海水的蓝色并没有什么稀罕。他上学的马德拉斯大学，面对本加尔（Bengal）海湾，每天都可以看到海湾里变幻的海水色彩。事实上，他早在16岁（1904年）时，就已熟悉著名物理学家瑞利用分子散射中散射光强与波长四次方成反比的定律（也叫瑞利定律）对蔚蓝色天空所作的解释。不知道是由于从小就养成的对自然奥秘刨根问底的个性，还是由于研究光散射问题时查阅文献中的深入思考，他注意到瑞利的一段话值得商榷，瑞利说：“深海的蓝色并不是海水的颜色，只不过是天空蓝色被海水反射所致。”瑞利对海水蓝色的论述一直是拉曼关心的问题。他决心进行实地考察。于是，拉曼在启程去英国时，行装里准备了一套实验装置：几个尼科尔棱镜、小望远镜、狭缝，甚至还有一片光栅。望远镜两头装上尼科尔棱镜当起偏器和检偏器，随时都可以进行实验。他用尼科尔棱镜观察沿布儒斯特角从海面反射的光线，即可消去来自天空的蓝光。这样看到的光应该就是海水自身的颜色。结果证实，由此看到的是比天空还更深的蓝色。他又用光栅分析海水的颜色，发现海水光谱的最大值比天空光谱的最大值更偏蓝。可见，海水的颜色并非由天空颜色引起的，而是海水本身的一种性质。拉曼认为这一定是起因于水分子对光的散射。他在回程的轮船上写了两篇论文，讨论这一现象，论文在中途停靠时先后寄往英国，发表在伦敦的两家杂志上。 【研究过程】 [编辑本段] 拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇诺波利。父亲是一位大学数学、物理教授，自幼对他进行科学启蒙教育，培养他对音乐和乐器的爱好。他天资出众，16岁大学毕业，以第一名获物理学金奖。19岁又以优异成绩获硕士学位。1906年，他仅18岁，就在英国著名科学杂志《自然》发表了论文，是关于光的衍射效应的。由于生病，拉曼失去了去英国某个著名大学作博士论文的机会。独立前的印度，如果没有取得英国的博士学位，就没有资格在科学文化界任职。但会计行业是唯一的例外，不需先到英国受训。于是拉曼就投考财政部以谋求职业，结果获得第一名，被授予总会计助理的职务。拉曼在财政部工作很出色，担负的责任也越来越重，但他并不想沉浸在官场之中。他念念不忘自己的科学目标，把业余时间全部用于继续研究声学和乐器理论。加尔各答有一所学术机构，叫印度科学教育协会，里面有实验室，拉曼就在这里开展他的声学和光学研究。经过十年的努力，拉曼在没有高级科研人员指导的条件下，靠自己的努力作出了一系列成果，也发表了许多论文。1917年加尔各答大学破例邀请他担任物理学教授，使他从此能专心致力于科学研究。他在加尔各答大学任教十六年期间，仍在印度科学教育协会进行实验，不断有学生、教师和访问学者到这里来向他学习、与他合作，逐渐形成了以他为核心的学术团体。许多人在他的榜样和成就的激励下，走上了科学研究的道路。其中有著名的物理学家沙哈（M.N.Saha）和玻色（S.N.Bose）。这时，加尔各答正在形成印度的科学研究中心，加尔各答大学和拉曼小组在这里面成了众望所归的核心。1921年，由拉曼代表加尔各答大学去英国讲学，说明了他们的成果已经得到了国际上的认同。 拉曼返回印度后，立即在科学教育协会开展一系列的实验和理论研究，探索各种透明媒质中光散射的规律。许多人参加了这些研究。这些人大多是学校的教师，他们在休假日来到科学教育协会，和拉曼一起或在拉曼的指导下进行光散射或其它实验，对拉曼的研究发挥了积极作用。七年间他们共发表了大约五六十篇论文。他们先是考察各种媒质分子散射时所遵循的规律，选取不同的分子结构、不同的物态、不同的压强和温度，甚至在临界点发生相变时进行散射实验。1922年，拉曼写了一本小册子总结了这项研究，题名《光的分子衍射》，书中系统地说明了自己的看法。在最后一章中，他提到用量子理论分析散射现象，认为进一步实验有可能鉴别经典电磁理论和光量子碰撞理论孰是孰非。 1923年4月，他的学生之一拉玛纳桑（K.R.Ramanathan）第一次观察到了光散射中颜色改变的现象。实验是以太阳作光源，经紫色滤光片后照射盛有纯水或纯酒精的烧瓶，然后从侧面观察，却出乎意料地观察到了很弱的绿色成份。拉玛纳桑不理解这一现象，把它看成是由于杂质造成的二次辐射，和荧光类似。因此，在论文中称之为“弱荧光”。然而拉曼不相信这是杂质造成的现象。如果真是杂质的荧光，在仔细提纯的样品中，应该能消除这一效应。 在以后的两年中，拉曼的另一名学生克利希南（K.S.Krishnan）观测了经过提纯的65种液体的散射光，证明都有类似的“弱荧光”，而且他还发现，颜色改变了的散射光是部分偏振的。众所周知，荧光是一种自然光，不具偏振性。由此证明，这种波长变化的现象不是荧光效应。 拉曼和他的学生们想了许多办法研究这一现象。他们试图把散射光拍成照片，以便比较，可惜没有成功。他们用互补的滤光片，用大望远镜的目镜配短焦距透镜将太阳聚焦，试验样品由液体扩展到固体，坚持进行各种试验。 与此同时，拉曼也在追寻理论上的解释。1924年拉曼到美国访问，正值不久前A.H.康普顿发现X射线散射后波长变长的效应，而怀疑者正在挑起一场争论。拉曼显然从康普顿的发现得到了重要启示，后来他把自己的发现看成是“康普顿效应的光学对应”。拉曼也经历了和康普顿类似的曲折，经过六七年的探索，才在1928年初作出明确的结论。拉曼这时已经认识到颜色有所改变、比较弱又带偏振性的散射光是一种普遍存在的现象。他参照康普顿效应中的命名“变线”，把这种新辐射称为：“变散射”（modified scattering）。拉曼又进一步改进了滤光的方法，在蓝紫滤光片前再加一道铀玻璃，使入射的太阳光只能通过更窄的波段，再用目测分光镜观察散射光，竟发现展现的光谱在变散射和不变的入射光之间，隔有一道暗区。 就在1928年2月28日下午，拉曼决定采用单色光作光源，做了一个非常漂亮的有判决意义的实验。他从目测分光镜看散射光，看到在蓝光和绿光的区域里，有两根以上的尖锐亮线。每一条入射谱线都有相应的变散射线。一般情况，变散射线的频率比入射线低，偶尔也观察到比入射线频率高的散射线，但强度更弱些。 不久，人们开始把这一种新发现的现象称为拉曼效应。1930年，美国光谱学家武德（R.W.Wood）对频率变低的变散射线取名为斯托克斯线；频率变高的为反斯托克斯线。 【拉曼贡献】 [编辑本段] 拉曼发现反常散射的消息传遍世界，引起了强烈反响，许多实验室相继重复，证实并发展了他的结果。1928年关于拉曼效应的论文就发表了57篇之多。科学界对他的发现给予很高的评价。拉曼是印度人民的骄傲，也为第三世界的科学家作出了榜样，他大半生处于独立前的印度，竟取得了如此突出的成就，实在令人钦佩。特别是拉曼是印度国内培养的科学家，他一直立足于印度国内，发愤图强，艰苦创业，建立了有特色的科学研究中心，走到了世界的前列。 1934年，拉曼和其他学者一起创建了印度科学院，并亲任院长。1947年，又创建拉曼研究所。他在发展印度的科学事业上立下了丰功伟绩。拉曼抓住分子散射这一课题是很有眼力的。在他持续多年的努力中，显然贯穿着一个思想，这就是：针对理论的薄弱环节，坚持不懈地进行基础研究。拉曼很重视发掘人才，从印度科学教育协会到拉曼研究所，在他的周围总是不断涌现着一批批赋有才华的学生和合作者。就以光散射这一课题统计，在三十年中间，前后就有66名学者从他的实验室发表了377篇论文。他对学生谆谆善诱，深受学生敬仰和爱戴。拉曼爱好音乐，也很爱鲜花异石。他研究金刚石的结构，耗去了他所得奖金的大部分。晚年致力于对花卉进行光谱分析。在他80寿辰时，出版了他的专集：《视觉生理学》。拉曼喜爱玫瑰胜于一切，他拥有一座玫瑰花园。拉曼1970年逝世，享年82岁，按照他生前的意愿火葬于他的花园里。
一般来说包括：1、绪论2、研究背景3、研究的目的与意义4、国内、外现状综述5、研究方法（包括研究的技术路线等）6、研究对象的理论基础与相关调查，效果分析等7、研究中出现的问题，总结与展望8、参考性文献9、独创性声明
，在光子晶体光纤中传播时，短脉冲激光红外线的光谱会大大变宽并且产生超连续白光。这种方式产生的白光能够像普通激光一样聚焦到极为细小的的一点上。
厦门大学在职研究生必须要参加论文答辩，否则是不可能顺利毕业拿到证书的。而在论文答辩中，如果申硕人员论文涉嫌抄袭，或者是答辩不通过，也是不能拿证的。厦门大学在职研究生毕业论文创作及答辩都有严格的规定，但申硕人员按照规定撰写论文，提交申请，做好答辩准备事宜，顺利通过论文答辩并不是难事。考研政策不清晰？在职申硕有困惑？院校专业不好选？点击底部官网，有专业老师为你答疑解惑，211/985名校研究生硕士开放网申报名中。
研究生如何进行论文答辩？
研究生学位论文答辩资格申请及学位的授予是比较重要的，为了更好的通过答辩，我们就申请研究生学位论文答辩资格的条件、申请论文答辩的程序、答辩者或答辩秘书需提交的材料向大家做一简要的介绍。 一、申请研究生学位论文答辩资格的条件
1.具有坚定的社会主义信念、爱国主义精神和社会责任感；具有良好的科研道德和为科学献身的.精神；树立辩证唯物主义的世界观；具有唯实、求真、协力、创新的品德。
2.申请者必须修满本学科、本专业研究生培养计划中规定的全部学位课程学分，考试成绩及格或补考通过。
3.硕士研究生最低应达到下列条件之一：
⑴在SCI刊物上发表一篇论文；
⑵有一项发明专利被受理，同时在国内外本专业核心刊物上发表一篇论文；
⑶在国内核心期刊上发表两篇论文。
4.博士研究生按不同学科最低应达到下列条件：
⑴博士生在SCI刊物上发表两篇论文；
⑵博士生在SCI刊物上发表一篇论文，同时有一项发明专利被受理；
⑶博士生在SCI刊物上发表一篇论文，同时在国内核心期刊上发表两篇论文。
5.本条款的3、4两项中成果均要求研究生为第一作者(或发明人)或导师为第一作者研究生为第二作者(或发明人)。在国际组织主持召开的国际会议的大会上宣读论文、在新华社或人民日报内参上发表的文章可以替代一篇SCI论文。
6.如遇特殊情况，可由研究生导师予以说明，学位评定委员会讨论决定。
二、申请论文答辩的程序
1.研究生应按时认真完成学位论文并按照本学校研究生学位论文撰写要求中提出的有关事项和格式撰写论文。
2.学位论文成稿并交导师审阅通过后，方可提出答辩申请。
3.答辩申请者须将《研究生答辩申请报告》、《学位论文摘要》、在学期间的获奖证明、发表文章的全文或录用证明等其它证明材料于规定时间之前一并交人事教育处，过期或材料不齐全者不予受理。
4.申请者所交材料经中心学位评定委员会秘书初审合格后，交中心学位评定委员会学科专业组进行学位论文答辩资格及论文书写文字和格式等项目的预审。预审通过后方可组织答辩。
5.研究生答辩之前由答辩秘书将毕业论文送至有关专家评阅。硕士研究生答辩至少有3名评阅人的意见，其中有1名是外单位专家；博士研究生答辩至少有5名评阅人的意见，其中有2名是外单位专家。
6.由人事教育处或答辩秘书负责收回评阅人的评阅意见，评阅意见对申请人保密。若评阅人对论文没有提出异议，则可组织答辩。由答辩秘书领取《学位研究生毕业论文答辩情况表》、《毕业研究生登记表》、《研究生毕业论文答辩程序》、《答辩选票》、《答辩记录纸》等并组织实施。若返回的评阅意见中有三分之一以上持反对意见，则不能组织答辩，但可保留申请资格，将论文修改后可以重新申请答辩。保留资格的时间最多不得超过二年。
7.答辩秘书应提前二天向全中心通报答辩事宜(内容保密者除外)。
8.硕士研究生的答辩委员会成员至少由5名具有副高级或副高级以上专业技术职务的专家组成，其中有1名是外单位专家；博士研究生答辩委员会至少由7名具有正高级专业技术职务的专家组成，其中有2名是外单位专家。
9.如论文内容确属保密，则由主管领导和学位评定委员会主任或副主任指定有关专家组成答辩委员会，在内部进行评审和答辩。
10.答辩委员会以无记名投票方式决定论文答辩是否通过及是否建议授予学位。获得三分之二以上赞成票者为通过。
11.研究生学位论文答辩由所在研究室负责组织。具体答辩程序按照本学校研究生毕业论文答辩程序进行。
12.答辩秘书应认真做好答辩记录，答辩结束后由答辩秘书将所有答辩材料在一周内交人事教育处存档。
光合作用广泛存在于自然界，叶绿体收集太阳光能，将水和二氧化碳转化为有机物（首先是葡萄糖），放出氧气。但这只是最终结果，整个过程一开始是将水和二氧化碳气转化为氧，自由的质子和电子。在光合作用中产生了两个化学反应，叶绿素分子失去两个电子，水分子发生分解。尽管光合作用在各种教科书中都得到了详尽的阐述，但是想人工实现这一过程却绝非易事，主要的问题在于缺少有效地电解水的媒介，在植物中充当这一媒介的是叶绿体。 众所周知，水能够电解成氢和氧，但整个过程毫无意义。为了提高这一性能，化学家们提供了能促使反应在更低电压情况下进行的催化剂。目前只有钌和铂能充当这种媒介，当然这两种金属都很昂贵，除此之外，反应要进行还需要特定的温度条件和气压。 模拟光合作用储存太阳能的技术早在上世纪70年代初就进入了科学家的视线。几十年来，研究人员一直在尝试复制绿色植物分解水的方式。利用化学方式，科学家早已能够完成水的分解反应，但这些化学反应条件非常苛刻，温度很高，溶液具有腐蚀性很强的碱性，而且催化剂需要用到铂等稀有而昂贵的化合物。丹尼尔的设计就像光合作用一样，分解水的反应在室温下就可进行，溶液也没有腐蚀性，更重要的是催化剂非常便宜，可以很容易地得到氢气和氧气。编辑本段人造光合作用-最新进展据美国“每日科学”网站2009年3月12日报道，美国加州大学伯克利分校的科学家，在这一领域取得了重大突破，找到了可使光合反应顺利进行的特殊催化剂。在此基础上，科学家期望彻底弄清光合作用的奥秘，使人工光合作用能大规模用于生产和生活。 据国外媒体报道，美国麻省理工学院（MIT）的科学家日前在实验室内再现了光合作用的过程，在整个过程中光合作用将水分解成氢和氧，并产生了可供燃烧的氢气和氧气。该实验的意义在于光合作用产生的能量能够被人类利用，这种技术将引发一场太阳能使用革命，并补偿煤炭，石油等不可再生资源的损耗。这两名科学家名叫诺塞拉（Daniel Nocera）和卡南（Matthew Kanan），他们找到了一种简单实惠的方法将水分解成氢气和氧气，这种方法的原理和光合作用差不多，只是将太阳能转化了可燃烧的氢气和氧气。编辑本段人造光合作用-催化物研究人员已发现，特殊的蛋白质“光合体系Ⅱ”作为催化剂载体，起催化作用的是一种含锰的生化酶。在没有绿色植物这个光合作用载体的情况下，人们期望找到一种人工催化剂以替换“光合体系Ⅱ”。加州大学劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员正是找到了高效的催化剂——氧化钴纳米颗粒，实现了高转化率的光解反应，相关论文已发表在德国《应用化学》期刊上。 这个系列实验是在加州大学劳伦斯伯克利国家实验室“太阳神”太阳能研究中心完成的，该研究中心由华裔科学家、诺贝尔奖获得者朱棣文创立。他也是劳伦斯伯克利实验室的主任。主要参加者是研究中心主任海因茨·弗雷和他的博士后、旅美华人学者焦锋（音）。弗雷介绍说，光解反应对催化剂要求极为苛刻，在经过无数次实验后，他们发现氧化钴纳米晶体既高效又快速，反应持久，也容易得到，正好能满足要求。 最开始，他们用毫米级的氧化钴颗粒做实验，效果不理想。后来改用纳米级的氧化钴颗粒，欣喜地发现反应速度大大提高。弗雷表示，使用氧化钴纳米“团簇”（多个纳米束组成的团状结构）做催化剂的反应速度是毫米团簇的1600倍，每个团簇每秒约能裂解1140个水分子，反应功率（指每秒吸收的能量）与地面附近的太阳辐射能相当，约为每平方米1000瓦。编辑本段人造光合作用-前景虽然找到了理想的催化剂，但研究人员表示，这可能是偶然之中的意外收获，还有很多问题有待解决，解决这些问题将有利于进一步提高催化效率。 研究人员使用较普遍的介孔矽（中间有孔洞的二氧化硅晶体）作为氧化钴载体，通过一种“湿性注入”的技术将纳米束植入其中。最理想的情况是直径约为8纳米、长50纳米的团簇，团簇中的纳米管互相连接，弯曲成直径约35纳米的球体。但当使用其他形状的纳米团簇时，催化效率就又大大降低。弗雷猜测说，纳米团簇的形状可能对催化反应起决定作用。目前，弗雷与焦锋正在进行进一步实验，试图探明其中的机理。 弗雷与焦锋的研究成果无疑给人工光合作用打了一针强心剂。因为在这之前，主要研究重点放在催化反应过程上，高效催化剂一直未能找到。弗雷表示，无论从催化剂的易得性、纳米团簇的稳定性、反应中所加的电压，还是酸碱度、温度方面来说，氧化钴的催化效率已同“光合体系Ⅱ”相当。研究人员的下一个任务是，建立一个切实可行的太阳能能量转换系统，将反应产生的氢气以无污染的方式转化成能量。 尽管取得了重大进展，但研究人员并不认为绿色能源近在眼前。“每日科学”的文章分析说，目前人工光合作用面临着三大难题：如何捕捉太阳能；如何以电子的形式将太阳能转运到反应中心；如何在光合作用的循环过程中补充电子。其中前两个难题已经基本得到了解决，但至今还不知道如何解决第三个难题。要解决这个问题最好的办法就是，彻底弄清光合作用的反应机理。 光合作用的基本过程是在叶绿体内进行的。叶绿体吸收光子，并传导给叶绿素，使它释放出高能电子，用于将二氧化碳还原为糖。叶绿素分子每丢失1个电子，催化核心就会从水分子中抽取1个电子为其补充。这样，经过4轮电子转移，两个水分子转化为1个氧气分子、4个电子和4个氢离子，然后重新开始新一轮的循环。但在人工过程中很难实现电子补充，研究人员希望，在循环过程中将这一难题尽快攻破，到时人类就能像植物一样，将太阳光转化为可以利用的能量。
植物光合作用的多样性光合作用既是生物学中最古老的问题，也是当前生物学的前沿之一，因为它不仅在农业，能源，生态等问题中具有重大实际意义，而且在生命起源，进化与光能转换等生物学基本理论问题中也很重要。但自1771年Priestley发现光合作用以来，光合作用的原初过程仍不很清楚，而对光合作用碳素同化的化学过程却有了比较清楚的认识和了解。总的来讲，绿色植物（尤其是高等植物）在不同自然环境中不仅表现广泛的适应性，而且表现光合作用方式的多样性。1．光合作用的多种途径据目前所知，所有绿色植物光合作用的原初反应（包括光物理和光化学）都是通过捕获光能产生ATP和NADPH（即同化力），但随后发生的CO2固定还原过程则存在着较大的种间差异。研究表明，所有绿色植物都具有一种最基本的光合碳代谢方式，即著名的卡尔文循环（因其发现者M.calvin而得名）或光合碳还原循环，亦称C3途径或C3方式。该途径的生化过程十分复杂，在此不予赘述。由于有的植物同时具有多种光合方式，通常称只利用这一方式的植物为C3植物。这类植物主要分布在温带地区，其同化CO2的最适日温是15-25℃。光合作用的另两种变异途径是C4途径和景天科酸代谢（CAM）途径。具有C4途径的植物通常生长在热带地区，其同化CO2的最适温度是25-35℃，光合效率显著提高，称为C4植物；具有CAM途径的植物通常生长在干燥的沙漠地区，且白天进行光反应，晚上固定CO2合成有机酸，使有机酸含量表现明显的日变化，称为CAM植物。这两类植物与C3植物在叶片解剖结构及某些生理特性方面均有显著差异。此外，C4植物的光合作用还有三种变式，即PEP－CK型C4植物，NAD－ME型C4植物和NADP-ME型C4植物，这三类C4植物都具有相似的叶片解剖结构，即花环状维管束和具叶绿体的维管束鞘，其主要差别是产生的中间产物和脱羧酶不同。PEP-CK型C4植物在叶肉细胞内固定CO2形成草酰乙酸，然后转变为天冬氨酸传导至维管束鞘细胞，经丙酮酸磷酸双羧酶脱羧，其碳架以丙酮酸或丙氨酸重新返回到叶肉细胞；NAD-ME型C4植物在叶肉细胞中固定CO2形成天冬氨酸并传导至维管束鞘细胞，然后转化为苹果酸．并在线粒体内脱羧，其碳架再以丙酮酸或丙氨酸转回到叶肉细胞；NADP-ME型C4植物在叶肉细胞固定CO2形成草酰乙酸，而后转化为苹果酸，并被输送到维管束鞘细胞中，在叶绿体内经苹果酸脱羧酶氧化脱羧，产生的碳架以丙氨酸重新返回叶肉细胞。以上三类C4植物在维管束鞘细胞内脱羧后，产生的CO2最终还是通过C3途径被还原，C4途径实际上只起“CO2泵”的作用，以增加反应位置CO2的浓度，从而显著提高光合效率。2．不同光合途径的判定叶片的解剖学特征通常可用来区分C3，C4和CAM植物，但由于光合作用主要是生化反应过程，因此时有例外发生。鉴于此，目前已发明了数种用以区分植物不同光合类型的其他方法，如δ13C（13C／12C同位素比），光呼吸，光照后CO2的猝发以及相对光合效率等，其中以δ13C的测定最为可靠。δ13C是近来发展起来的一种新的检测技术，主要依据是C3途径中的 RuBP羧化酶比C4途径中的PEP羧化酶对13CO2具有更大的排斥性，即在13CO2和12CO2中C4植物比C3植物更易消耗13CO2，因此，C4植物有机质中的13C／12C要比C3植物有机质中的13C／12C更大。13CO2和12CO2含量的测定是以国际标样（即普通石灰岩CaCO3）为对照，通过焚烧干燥的植物材料测定的。最后根据下式计算出δ13C（‰）值，即：从上式可以看出，如果在光合作用的碳固定期间13C／12C没有变化，δ13C（‰）将等于零；如果对13CO2有排斥，δ13C（‰）将是一个负数，排斥能力愈大,δ13C（‰）负值也越大。实验证明，在25℃和pH8.5条件下，PEP羧化酶的δ13C（‰）是-3‰，而在24℃和pH8.2条件下，RuBP羧化酶的δ13C（‰）是-33.1％，这清楚地表明，RuBP羧化酶对13CO2具有比PEP羧化酶更大的排斥性。当温度升高（37℃，pH8.2）时，RuBP羧化酶的δ13C（‰）显著变负的程度要小一些（-18.3‰），这与C3植物光合作用的最适温度偏低（15-25℃）相一致。应用此法目前已测得C3植物的δ13C（‰）在-23到-34‰之间，C4植物的δ13C(‰)在-10到一18‰之间，并据此发现了一些δ13C(‰)居于C3植物与C4植物之间的C3／C4中间类型植物。对于CAM植物来说，得到的δ13C(‰)在-14到-33％之间，显然较低的值落在C4植物的δ13C（‰）范围内，而较高的值则落在C3植物的δ13C（‰）范围内。对此种情况的解释是，许多CAM植物在变化着的环境条件中，能够从光合作用的C3方式转变到CAM，反之亦然。从上新世到二叠纪的代表性化石植物材料中得到的δ13C（0／00），都在现代典型的C3植物范围内，并且目前古老植物中也很少发现有CAM植物存在，这表明植物自来到陆上以来，C3途径就作为一个固定空气中CO2的主要方式进行着。而C4途径和CAM途径似乎比C3途径进化较晚，是C3途径对环境变化的一种适应性反应。3 光合作用多样性与植物系统演化的关系在当今纷繁众多的植物世界中，要理出一条清晰合理的植物系统演化线索是很困难的。除了传统的研究手段外，唯一可凭藉的有说服力的证据是埋在不同地层中的植物化石材料。目前普遍认为，太古代和元古代是细菌，蓝藻繁生的单细胞生物时代；右碳纪是羊齿植物隆盛的时代，三叠纪和侏罗纪为裸子植物时代；被子植物的出现则更要晚得多。显然，在不向地质时代中植物进化的等级是显而易见的。植物的系统演化无不伴随着一系列生理结构和代谢机能的重大改变和调整，其中一个重要的变化就是光合作用的多样性反应。光合细菌和蓝藻可谓最低等的光合生物，其光合结构和光合方式较之高等植物要原始简单得多。就光合碳代谢而言，C3途径最早是在单细胞真核绿藻中发现的，后来被证明是光合生物中碳转化的普遍过程，但同时发现包括现代海藻在内的许多绿色植物还存在其他光合途径，如目前人所供知的C4，CAM等。单子叶禾本科被认为是进化程度很高的被子植物类群，其适应性特强，分布极广是众所周知的。研究表明，该科差不多存在几乎所有的光合作用类型，并且公认较原始的竹亚科只有C3型，而进化较高级的虎耳草亚科和须芒草亚科等均为C4型，有些亚科如芦竹亚科等既有C3型，又有C4型。因此，在这种“高级进化科”中研究光合作用的多样性及其进化关系是很有代表意义的。4 结束语据有关地质资料，地球自形成以来，在漫长的演变过程中，地质地层结构已发生了多次剧烈的变化。不难想象，定居于各个地质时代的绿色植物也会发生相应的代谢改变与适应。Hallersley和Watson(1992)曾分析不同光合作用途径与过去气候变化的关系。由于现代工业文明的发展与进步，大气中的CO2浓度的持续增加已达一个世纪之久，全球气温升高也成为一种必然趋势，面临种种变化，尤其是CO2和温度这两个影响光合作用的重要因素的改变，绿色植物的光合代谢将作出怎样的响应？对这一问题的探讨和回答无疑是很有意义的，不仅在理论上对生理学工作者将有所启示，并可能对现代农业的增收提供有益的指导。
植物光合作用的多样性光合作用既是生物学中最古老的问题，也是当前生物学的前沿之一，因为它不仅在农业，能源，生态等问题中具有重大实际意义，而且在生命起源，进化与光能转换等生物学基本理论问题中也很重要。但自1771年Priestley发现光合作用以来，光合作用的原初过程仍不很清楚，而对光合作用碳素同化的化学过程却有了比较清楚的认识和了解。总的来讲，绿色植物（尤其是高等植物）在不同自然环境中不仅表现广泛的适应性，而且表现光合作用方式的多样性。1．光合作用的多种途径据目前所知，所有绿色植物光合作用的原初反应（包括光物理和光化学）都是通过捕获光能产生ATP和NADPH（即同化力），但随后发生的CO2固定还原过程则存在着较大的种间差异。研究表明，所有绿色植物都具有一种最基本的光合碳代谢方式，即著名的卡尔文循环（因其发现者M.calvin而得名）或光合碳还原循环，亦称C3途径或C3方式。该途径的生化过程十分复杂，在此不予赘述。由于有的植物同时具有多种光合方式，通常称只利用这一方式的植物为C3植物。这类植物主要分布在温带地区，其同化CO2的最适日温是15-25℃。光合作用的另两种变异途径是C4途径和景天科酸代谢（CAM）途径。具有C4途径的植物通常生长在热带地区，其同化CO2的最适温度是25-35℃，光合效率显著提高，称为C4植物；具有CAM途径的植物通常生长在干燥的沙漠地区，且白天进行光反应，晚上固定CO2合成有机酸，使有机酸含量表现明显的日变化，称为CAM植物。这两类植物与C3植物在叶片解剖结构及某些生理特性方面均有显著差异。2．不同光合途径的判定叶片的解剖学特征通常可用来区分C3，C4和CAM植物，但由于光合作用主要是生化反应过程，因此时有例外发生。鉴于此，目前已发明了数种用以区分植物不同光合类型的其他方法，如δ13C（13C／12C同位素比），光呼吸，光照后CO2的猝发以及相对光合效率等，其中以δ13C的测定最为可靠。3 光合作用多样性与植物系统演化的关系在当今纷繁众多的植物世界中，要理出一条清晰合理的植物系统演化线索是很困难的。除了传统的研究手段外，唯一可凭藉的有说服力的证据是埋在不同地层中的植物化石材料。目前普遍认为，太古代和元古代是细菌，蓝藻繁生的单细胞生物时代；右碳纪是羊齿植物隆盛的时代，三叠纪和侏罗纪为裸子植物时代；被子植物的出现则更要晚得多。显然，在不向地质时代中植物进化的等级是显而易见的。植物的系统演化无不伴随着一系列生理结构和代谢机能的重大改变和调整，其中一个重要的变化就是光合作用的多样性反应。光合细菌和蓝藻可谓最低等的光合生物，其光合结构和光合方式较之高等植物要原始简单得多。就光合碳代谢而言，C3途径最早是在单细胞真核绿藻中发现的，后来被证明是光合生物中碳转化的普遍过程，但同时发现包括现代海藻在内的许多绿色植物还存在其他光合途径，如目前人所供知的C4，CAM等。4 结束语据有关地质资料，地球自形成以来，在漫长的演变过程中，地质地层结构已发生了多次剧烈的变化。不难想象，定居于各个地质时代的绿色植物也会发生相应的代谢改变与适应。Hallersley和Watson(1992)曾分析不同光合作用途径与过去气候变化的关系。由于现代工业文明的发展与进步，大气中的CO2浓度的持续增加已达一个世纪之久，全球气温升高也成为一种必然趋势，面临种种变化，尤其是CO2和温度这两个影响光合作用的重要因素的改变，绿色植物的光合代谢将作出怎样的响应？对这一问题的探讨和回答无疑是很有意义的，不仅在理论上对生理学工作者将有所启示，并可能对现代农业的增收提供有益的指导。请采纳，谢谢=-=