L’energia necessaria per effettuare la fotosintesi è la luce, tipicamente radiazione proveniente dal sole. Le particelle elettromagnetiche sono chiamate fotoni e trasportano una quantità definita di energia, a seconda della lunghezza d’onda. Tutte le lunghezze d’onda rientrano in un intervallo chiamato spettro elettromagnetico. Le piante effettuano la fotosintesi utilizzando lunghezze d’onda che vanno da 400 a 700 nm. Usano principalmente un pigmento chiamato clorofilla un che assorbe la luce rossa e blu e riflette la luce verde, motivo per cui le foglie appaiono verdi.
Un fotone è una particella elettromagnetica discreta o un fascio di energia. È sempre in movimento e viaggia alla velocità della luce. I fotoni sono caratterizzati dalla loro frequenza, lunghezza d’onda e ampiezza, simili alle proprietà di un’onda. Le onde con frequenze più alte trasmettono più energia e hanno lunghezze d’onda più corte rispetto alle lunghezze d’onda più lunghe che trasmettono meno energia e hanno frequenze più basse. La gamma di tutte le lunghezze d’onda possibili è nota come spettro elettromagnetico.
Per la maggior parte degli organismi, la fotosintesi si basa su un piccolo segmento dello spettro elettromagnetico, vale a dire la porzione visibile che varia da 400 a 700 nanometri, dal blu al verde al rosso. Tuttavia, alcuni organismi possono effettuare la fotosintesi utilizzando la luce infrarossa.
Nelle piante, diverse molecole di pigmento assorbono specifiche lunghezze d’onda della luce, dando ad ogni molecola uno spettro di assorbimento distinto. Ad esempio, la clorofilla unamolecola di pigmento più abbondante nelle foglie assorbe solo la luce rossa e blu. Clorofilla a riflette la porzione verde dello spettro, lasciando che le foglie di pianta appaiano verdi all’occhio umano. Le piante utilizzano anche pigmenti aggiuntivi per assorbire la luce. Per esempio, hanno la ficocianina che assorbe la luce arancione e rossa, i caroteni che assorbono la luce ultravioletta, viola, blu, blu-verde e rosso-arancio e le xantofille che assorbono la luce blu e ultravioletta.
