先說說光是什麼
想要了解螢火蟲為什麼能發光，先要知道什麼是光，光是如何形成的。
“光的波粒二象性”聽着耳熟吧，簡單說就是光既具有波動特性，又具有粒子特性。從粒子角度看，光是由光子組成的粒子流。
光是能量的一種傳播方式。我們都知道物質是由原子組成的，原子内部電子按自然的軌道繞原子核旋轉，就像衛星繞地球旋轉，此時處于穩定的基态。當電子獲得能量會躍遷到更高的軌道，此時處于不穩定的激發态。但是能量總是傾向于更均勻的分布而不是集中。當從不穩定的激發态返回穩定的基态時，能量以光子的形式釋放，于是就有了光。
▲電子獲得能量躍遷至更高軌道
根據産生光子的能量來源不同，發光主要可分為以下四大類：❶熒光（吸收光子能量發光）❷化學發光（吸收化學反映釋放的能量發光）；❸輻射發光（吸收放射性能量發光）；❹電能發光（依靠電能量發光）。
生物發光依靠天然的酶促化學反應産生的能量而發光，屬于化學發光。
螢火蟲是如何發光的
螢火蟲有專門的發光細胞，在發光細胞中有三類天然的化學物質，螢光素、ATP（三磷酸腺苷，儲存和傳遞化學能）、熒光素酶。
螢火蟲發光反應分三個步驟：
❶螢光素和ATP在熒光素酶和2價鎂離子（Mg2 ）的催化作用下，産生熒光素-腺苷酸。
❷熒光素-腺苷酸和超氧陰離子（O2−）反應，産生激發态的氧化熒光素。
❸激發态的氧化熒光素回到基态，并以光子的形式釋放能量，發出光。
發光反應的産物氧化熒光素在ATP提供能量的情況下，又将還原成熒光素，使得發光過程得以周而複始。
反應中釋放的能量幾乎全部以光的形式釋放，隻有極少部分以熱的形式釋放，反應效率為95%，螢火蟲因此不會過熱灼傷。人類到目前為止還沒辦法制造出如此高效的光源。
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