Kaip veikia švytėjimas tamsoje

Ar kada susimąstėte, kaip veikia švytėjimas tamsoje?

Aš kalbu apie medžiagas, kurios tikrai šviečia, kai įjungiate šviesą, o ne tas, kurios švyti po juoda šviesa arba ultravioletinė šviesa, kuri iš tikrųjų tik paverčia nematomą didelės energijos šviesą žemesnės energijos forma, matoma jūsų akims. Taip pat yra elementų, kurie švyti dėl vykstančių cheminių reakcijų, sukuriančių šviesą, pvz švytėjimo lazdelių chemiliuminescencija. Taip pat yra bioliuminescencinių medžiagų, kai švytėjimą sukelia gyvų ląstelių biocheminės reakcijos, ir švytinčios radioaktyviosios medžiagos, kuris gali skleisti fotonus ar švytėti dėl karščio. Šie dalykai švyti, bet kaip dėl žėrinčių dažų ar žvaigždžių, kurias galite klijuoti ant lubų?

Žvaigždės ir dažai bei žėrinčios plastikinės granulės švyti iš fosforescencijos. Tai yra fotoliuminescencinis procesas, kurio metu medžiaga sugeria energiją ir po to lėtai ją išskiria matomos šviesos pavidalu. Fluorescencinės medžiagos švyti panašiu būdu, tačiau fluorescencinės medžiagos skleidžia šviesą per kelias sekundes ar sekundes, o tai nėra pakankamai ilgas, kad švytėtų praktiškiausiais tikslais.

Anksčiau dažniausiai tamsoje švytintys produktai buvo gaminami naudojant cinko sulfidą. Junginys absorbavo energiją ir po to lėtai išleido. Energija tikrai nebuvo tokia, kokią galėjote pamatyti, todėl buvo pridėtos papildomos cheminės medžiagos, vadinamos fosforomis, kad padidintų spindesį ir suteiktų spalvą. Fosforos paima energiją ir paverčia ją matoma šviesa.

Šiuolaikiniame tamsiame švytėjime vietoj cinko sulfido naudojamas stroncio aliuminatas. Jis saugo ir išskiria apie 10 kartų daugiau šviesos nei cinko sulfidas, o jo švytėjimas trunka ilgiau. Retųjų žemių europiumas dažnai pridedamas siekiant sustiprinti spindesį. Šiuolaikiniai dažai yra patvarūs ir atsparūs vandeniui, todėl jie gali būti naudojami lauko dekoravimui ir meškerėms, o ne tik papuošalams ir plastikinėms žvaigždėms.

Yra dvi pagrindinės priežastys, kodėl tamsus švytėjimas dažniausiai šviečia žalia spalva. Pirmoji priežastis yra ta, kad žmogaus akis yra ypač jautri žaliajai šviesai, todėl žalia mums atrodo ryškiausia. Gamintojai pasirenka žaliąsias fosforus, kad gautų ryškiausią akivaizdų spindesį.

Kita priežastis - žalia spalva yra įprasta spalva, nes dažniausiai prieinamas ir netoksiškas fosforas švyti žalia spalva. Žalias fosforas taip pat švyti ilgiausiai. Tai paprasta sauga ir ekonomiškumas!

Tam tikra prasme yra trečioji priežastis, kodėl žalia spalva yra labiausiai paplitusi. Žalia fosforas gali sugerti platų šviesos bangų diapazoną, kad būtų suteiktas švytėjimas, todėl medžiagą galima krauti saulės spinduliais ar stipria patalpų šviesa. Daugeliui kitų spalvų fosforų reikia tam tikro šviesos bangos ilgio. Paprastai tai yra ultravioletinė šviesa. Kad šios spalvos veiktų (pvz., Violetinė), turite paveikti žėrinčią medžiagą UV spinduliais. Tiesą sakant, kai kurios spalvos praranda savo krūvį veikdamos saulės ar dienos šviesoje, todėl žmonėms jas naudoti nėra taip lengva ar smagu. Žalia yra lengvai įkraunama, ilgaamžė ir ryški.

Tačiau šiuolaikinė akva mėlyna spalva visais šiais aspektais konkuruoja su žalia spalva. Spalvos, kurioms įkrauti reikalingas konkretus bangos ilgis, neblizga ryškiai arba jas reikia dažnai įkrauti, yra raudonos, violetinės ir oranžinės spalvos. Visada kuriamos naujos fosforos, todėl galite tikėtis nuolatinio gaminių tobulinimo.

Termoliuminescencija yra šviesos išsiskyrimas kaitinant. Iš esmės sugeriama pakankamai infraraudonosios spinduliuotės, kad šviesa būtų matoma. Viena įdomių termoliuminescencinių medžiagų yra chlorofonas, fluoro rūšis. Kai kurie chlorofanas gali švytėti tamsoje tiesiog dėl kūno šilumos poveikio!

Kai kurios fotoliuminescencinės medžiagos švyti iš triboliuminescencijos. Čia spaudimas medžiagai suteikia energijos, reikalingos fotonams išlaisvinti. Manoma, kad procesą lemia statinių elektros krūvių atskyrimas ir sujungimas. Natūralių triboliuminescencinių medžiagų pavyzdžiai yra cukraus, kvarcas, fluoritas, agatas ir deimantas.

Nors dauguma tamsiai švyti medžiagos pasikliaukite fosforescencija, nes švytėjimas trunka ilgai (valandomis ar net dienomis), vyksta kiti liuminescenciniai procesai. Be fluorescencijos, termoliuminescencijos ir triboliuminescencijos, yra ir radioliuminescencija (spinduliuotė ne tik absorbuoja šviesą ir išsiskiria kaip fotonai), kristaloliuminescencija (šviesa išsiskiria kristalizacijos metu) ir sonoliuminescencija (garso bangų absorbcija lemia šviesą išleisti).

• Franzas, Karlas A.; Kehr, Wolfgang G.; Siggelis, Alfredas; Wieczoreck, Jürgen; Adomas, Waldemaras (2002). "Liuminescencinės medžiagos" Ullmanno pramoninės chemijos enciklopedija. Vilis-VCH. Weinheimas. doi: 10.1002 / 14356007.a15_519
• Roda, Aldo (2010). Chemiliuminescencija ir bioliuminescencija: praeitis, dabartis ir ateitis. Karališkoji chemijos draugija.
• Zitoun, D.; Bernaud, L.; Manteghetti, A. (2009). Ilgalaikio fosforo sintezė mikrobangų krosnelėje. Dž. Chem. Edukacija. 86. 72-75. doi: 10.1021 / ed086p72