我们都知道能量是守恒的， 能量可以在不同的形式之间转化。比如水电站将水的势能转化为轮机的动能进而转换成电能；太阳能电池板利用光伏效应将光能转化成电能；同样，手电筒可以将电池储存的化学能转化成电能进而最终转化成光能。可是当涉及到生物或化学的时候，这个本质上的物理问题将变得十分复杂。最近正好看了一篇光合作用的科普文章，这里就现学现用从物理的角度阐述：光合作用过程中光能是如何转化成其他形式的能量的。物理上光合作用的本质是两个过程：能量转移和电子输运。这两个过程分别对应两个光合作用的重要概念：光子收割系统「light harvesting system」和反应中心「 reaction center 」1. 能量转移光子收割系统这个名字起得非常形象。其基本结构如下图中的紫色部分。绿色的为叶绿素分子。黑色箭头代表了能量传输路径。光和系统示意图。图片来自网络，侵删。能量传输过程看起来非常简单。叶绿素分子吸收太阳光，然后将能量一步步的转移给临近的叶绿素，直到反应中心。光子收割系统通常含有20-300个叶绿素分子「个别含有1000个以上」[1]，因此能量传输要非常高效。分子间的能量传输过程在物理上叫 Förster resonance energy transfer 或者叫fluorescence resonance energy transfer，FRET，翻译为荧光共振能量转移。这个物理模型的示意图如下：图片来自维基百科Förster resonance energy transfer，侵删。FRET描述的是能量在光敏分子间的转移。施主分子吸收太阳光处于激发态，通过弛豫过程跃迁回亚稳态，然后释放虚光子。虚光子迅速被十分临近的受体分子吸收。FRET能量传输率跟分子间距离的6次方程反比：[公式]其中 [公式] 为特征长度，数值为能量降为一半的位置。因此，分子间的距离需要很小才能保证高的传递效率。叶绿素分之间的平均间距为1纳米「 [公式] 」，因而能量传输率极高。注意上图括号里的时间尺度。as阿秒「 [公式] 」，ps皮秒「 [公式] 」，ns纳秒「 [公式] 」。这些尺度，尤其是前两个被称为超快过程。在超短fs飞秒「 [公式] 」激光发明之前，这些过程几乎是不能被观察到的。能量转移随着黑色箭头来到一对绿色的叶绿素分子，处在紫色光子收割机的包裹内。这部分即为反应中心。实现的功能是电子传输。2. 电子传输当光子能量被转移到反应中心以后，电子输运过程开始。如下图所示。反应中心示意图。图片来源[1]反应起点为上面提到的那一对叶绿素分子，被称为特殊对「special pair」，图上标注为P。P吸收光子被激发后，在3皮秒时间内失去一个电子，形成 [公式] ，以及叶绿素负离子 [公式] 。负离子上的电子在200皮秒左右跳到醌分子 [公式] 上，然后在100微秒时间内再跳到第二个醌分子 [公式] 上。P损失了电子的电子会被附近酶中水分子补偿，从而也产生质子 [公式] 。这个过程会重复进行，最终P获得两个电子补偿，而醌分子 [公式]捕获两个电子和两个质子形成 [公式] 分子。 [公式] 离开这个反应中心的蛋白质支架，从而参与制作储存化学能的ATP和NADPH。这样光合作用的完整能量转移和电子输运基本完成了。但有几点值得赘述下。电子传输效率接近100%；光子能量超过40%被有效转移。另外，上图很明显有两个电子输运分支，我们讨论的是经过活跃分支A的过程，另一个过程经过不活跃分支B。相关的实验表明[2]，活跃分支与不活跃分支的电子输运比为200:1。而特殊对P和不活跃分支B的距离只有不到2纳米，计算出的传输率至少是观测到的1000倍以上。造成两个分支传输效率不同的原因在于分支A叶绿素分子的DNA螺旋结构上有13个突变的基因。当人为的把这些突变全部去除后，分支A和B里的电子输运都停止了[3]。另外，非常令人惊奇的是，电子传输几乎只能是正向的。比如如果把最后一个分子 [公式] 去除，电子会从 [公式] 返回特殊对P。但是这个反向过程所需的时间是正向过程的约100万倍。「不让回头啊」。因此，生物体的结构几近完美！
光能与太阳能的区别？
光可以为我们提供太阳能。
比方：太阳能热水器，光伏发电，太阳能发电，光除了为我们提供日常生活用电外，在工厂机器用电，照明用电，都离不开太阳能的发电的。
军事农业商业等等各行各业都有光伏发电的，这些科学发明技术，都是我国执牛耳者的顶尖科学技术人员的功劳！为他们点赞了，向他致敬。
太阳光的作用：
1、促进地球表面植物进行光合作用；给地球表面提供热能；还有阳光中的多种光线有其特殊的作用，如紫外线的杀灭细菌功能等。晒太阳有利于健康，太阳光能杀死病毒，太阳能汽车、太阳能热水器、太阳能计算器等都需要阳光。
2、阳光中的紫外线可以刺激骨髓细胞制造红细胞，可以有效的达到预防贫血的效果。所以贫血的孕妈可以多出去走走晒晒太阳。
3、可以降低压力，让心情变得舒畅。多晒太阳可以使体肾上腺素、甲状腺素以及性腺素分泌提升，这将有效改善情绪低落、精神抑郁等不良心理。
百度百科-晒太阳
光能和太阳能有什么区别
光能与太阳能的区别是：利用光的方式不同、利用光的来源不同以及应用领域不同。
一、利用光的方式不同
1、光动能是将太阳能转化为动能来利用。
2、而太阳能是直接转化成热能或电能。
二、利用光的来源不同
1、光动能利用的光为任何形式的可见光。
2、而太阳能只能利用太阳发出的光线。
三、应用领域不同
1、光动能专门用在手表上，通过吸收可见光源并转化成动能来带动手表的运转。光动能手表不使用普通石英手表电池，避免了废弃电池对环境造成的污染。
2、太阳能可应用到生产生活的任何方面，在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分。
太阳能的优点：
1、普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，便于采集，且无须开采和运输。
2、无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。
3、巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。
4、长久：根据太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。
以上内容参考 百度百科-光能、百度百科-太阳能
什么光可为太阳能电池板发电
光能和太阳能的区别如下：
利用光的方式不同：光能是将太阳能转化为动能来利用；而太阳能是直接转化成热能或电能。含义不同：光能是推动和维护生态环境；太阳能主要是利用太阳光线。利用光的来源不同：光能利用的光为任何形式的可见光；而太阳能只能利用太阳发出的光线。
太阳能是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。
在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。
太阳能包括光辐射能和热辐射能。光能仅仅是光辐射能。
太阳能电池板也可以用灯光发电的，只要符合电池板PN结产生条件的有效光波都可以发电。大唐光伏能源 为您具体解释一下太阳能电池板的发电原理。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。1、光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5～10倍.因此，目前只能小规模地应用于特殊的场合，而大规模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。2、光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的如果您还有任何关于太阳能电池板的问题，欢迎进入 大唐光伏能源 进行学习， http://www.datangpv.com
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