Exploring the fluorescence action spectrum of photosynthesis

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The mathematical study of the fluorescence action spectrum of photosynthesis was performed. The calculation of typical spectra for photosynthesis was done for the red and blue frequencies. The transition of the action spectrum of photosynthesis from wavelengths to the frequency scale was completed. A numerical method based on the use of the inverse Fourier transform approach was used to obtain a relaxation curve for the impulse (time) characteristic of fluorescence. It turned out that the radius vector of the module of impulse response in polar coordinates makes one half-turn or half of the period of light oscillations in time. It was established that the optical medium of a plant during the relaxation time has a negative space charge of electrons, inverse properties and properties of the coherent radiation. The condition of neutrality of the material environment is not met. It was found that the ratio of the variable chlorophyll fluorescence for red and blue light has almost the same value. An analysis of the dependence of the quality factor of the chlorophyll spectrum on frequency shows that the fluorescence energy loss in blue light significantly exceeds the energy loss in red light. The proposed method can be used for express analysis of the intensity of photosynthesis. It was also concluded that plants can emit ultra-wideband signals. The relaxation time of chlorophyll fluorescence is shorter than the relaxation time of electronic polarization in atoms (molecules). As a result, a population inversion is created in the optical medium of chlorophyll - there are more atoms in the upper energy level than in the lower level. Due to this, stimulated emission and amplification of light of the radiative recombination occur. In this case, the emission of fluorescence light becomes coherent. All these properties of plants are considered for the first time and have not been described either in domestic or in foreign articles.

About the authors

S. I Zienko

Smolensk Branch of National Research University “Moscow Power Engineering Institute”

Smolensk, Russia

V. L Zhbanova

Smolensk Branch of National Research University “Moscow Power Engineering Institute”

Email: vera-zhbanova@yandex.ru
Smolensk, Russia

References

  1. A.Rubin, Photochem. Photobiol., 28 (6), 1021 (2008). doi: 10.1111/j.1751-1097.1978.tb07741.x
  2. Д. И. Орехов, Г. А. Калабин и Л. М. Макальский, Вестн. РУДН, № 1, 24 (2015).
  3. J. H. C. Goedheer, Annu. Rev. Plant Physiol., 23 (1), 87 (2003). doi: 10.1146/annurev.pp.23.060172.000511
  4. M. Seibert and R. R. Alfano, Biophys. J., 14 (4), 269 (1974). doi: 10.1016/S0006-3495(74)85915-1
  5. А. Б. Рубин, Соросовский образоват. журн., № 4, 7 (2000).
  6. А. Б. Рубин и Т. Е. Кренделева, Успехи биол. химии, 43, 225 (2003).
  7. Е. С. Соломонова, автореферат дисс.. канд. биол. наук (Севастополь, 2021).
  8. Р. А. Карначук и И. Ф. Головацкая, Физиология растений, 45 (6), 925 (1998).
  9. О. А. Букин, М. С. Пермяков, А. Ю. Майор и др., Оптика атмосферы и океана, 14 (3), 223 (2001).
  10. О. В. Лазоренко и Л. В. Черногор, Радиофизика и радиоастрономия, 13 (2), 166 (2008).
  11. Ultra-wideband Radar Technology, Ed. by J. D. Taylor (Boca Ration, CRC Press, 2000). https://doi.org/10.1201/9781420037296.
  12. В. Г. Беспалов, С. А. Козлов, Н. В. Петров и др., Фемтосекундная оптика и фемтотехнология (Университет ИТМО, СПб., 2018).
  13. Р. М. Архипов, М. В. Архипов, А. А. Шимко и др., Письма в ЖЭТФ, 110 (1), 9 (2019).
  14. С. И. Зиенко и В. Л. Жбанова, Автометрия, 58 (2), 24 (2022). doi: 10.15372/AUT20220204
  15. S. I. Zienko and V. L. Zhbanova, J.Commun. Technol. Electronics, 67 (3), 335 (2022). doi: 10.51368/19960948-2021-3-39-46
  16. С. И. Зиенко и В. Л. Жбанова, Биофизика, 68 (1), 98 (2023). doi: 10.31857/S0006302923010106
  17. С. И. Зиенко, В. Л. Жбанова и И. В. Якименко, Прикладная информатика, 18 (3), 61 (2023). doi: 10.37791/2687-0649-2023-18-3-61-71
  18. К. В. Шалимова, Физика полупроводников (Энергия, М., 1971).
  19. М. П. Туманов, Теория управления. Теория линейных систем автоматического управления: Учебное пособие (МГИЭМ, М., 2005).
  20. С. И. Баскаков, Радиотехнические цепи и сигналы (Высшая школа, М., 2000).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».