Wissenschaft

Wie Glow in the Dark Stuff funktioniert

Haben Sie sich jemals gefragt, wie das Leuchten im Dunkeln funktioniert?

Ich spreche von Materialien, die wirklich leuchten, nachdem Sie das Licht ausgeschaltet haben, nicht von Materialien, die unter Schwarzlicht oder ultraviolettem Licht leuchten und die unsichtbares hochenergetisches Licht in eine Form niedrigerer Energie umwandeln, die für Ihre Augen sichtbar ist. Es gibt auch Gegenstände, die aufgrund laufender chemischer Reaktionen, die Licht erzeugen, wie die Chemilumineszenz von Leuchtstäben, leuchten. Es gibt auch biolumineszierende Materialien, bei denen das Leuchten durch biochemische Reaktionen in lebenden Zellen verursacht wird, und glühende radioaktive Materialien. die aufgrund von Wärme Photonen emittieren oder glühen können. Diese Dinge leuchten, aber wie wäre es mit leuchtenden Farben oder den Sternen, die Sie an die Decke kleben können?

 

Dinge leuchten wegen der Phosphoreszenz

Sterne und Farbe und leuchtende Plastikperlen leuchten durch Phosphoreszenz. Dies ist ein photolumineszierender Prozess, bei dem ein Material Energie absorbiert und diese dann langsam in Form von sichtbarem Licht abgibt. Fluoreszierende Materialien leuchten nach einem ähnlichen Verfahren, aber fluoreszierende Materialien setzen Licht innerhalb von Sekundenbruchteilen oder Sekunden frei, was für die meisten praktischen Zwecke nicht lang genug ist, um zu leuchten.

In der Vergangenheit wurden die meisten im Dunkeln leuchtenden Produkte unter Verwendung von Zinksulfid hergestellt. Die Verbindung absorbierte Energie und setzte sie dann im Laufe der Zeit langsam frei. Die Energie war nicht wirklich etwas, was man sehen konnte, daher wurden zusätzliche Chemikalien, sogenannte Leuchtstoffe, hinzugefügt, um das Leuchten zu verbessern und Farbe hinzuzufügen. Leuchtstoffe nehmen die Energie auf und wandeln sie in sichtbares Licht um.

Moderne Glow-in-the-Dark-Produkte verwenden Strontiumaluminat anstelle von Zinksulfid. Es speichert und setzt etwa zehnmal mehr Licht frei als das Zinksulfid und sein Glühen hält länger an. Das Seltenerd-Europium wird oft hinzugefügt, um das Leuchten zu verstärken. Die modernen Farben sind langlebig und wasserabweisend, sodass sie nicht nur für Schmuck und Plastiksterne, sondern auch für Dekorationen im Freien und Angelköder verwendet werden können.

 

Warum im Dunkeln leuchten Die Dinge sind grün

Es gibt zwei Hauptgründe, warum im Dunkeln leuchtende Dinge meistens grün leuchten. Der erste Grund ist, dass das menschliche Auge besonders empfindlich auf grünes Licht reagiert, sodass Grün für uns am hellsten erscheint. Hersteller wählen Leuchtstoffe, die grün emittieren, um das hellste scheinbare Leuchten zu erzielen.

Der andere Grund, warum Grün eine häufige Farbe ist, ist, dass der häufigste erschwingliche und ungiftige Leuchtstoff grün leuchtet. Der grüne Leuchtstoff leuchtet auch am längsten. Es ist einfache Sicherheit und Wirtschaftlichkeit!

Bis zu einem gewissen Grad gibt es einen dritten Grund, warum Grün die häufigste Farbe ist. Der grüne Leuchtstoff kann einen weiten Bereich von Lichtwellenlängen absorbieren, um ein Leuchten zu erzeugen, sodass das Material unter Sonnenlicht oder starkem Innenlicht aufgeladen werden kann. Viele andere Farben von Leuchtstoffen erfordern bestimmte Wellenlängen des Lichts, um zu arbeiten. Normalerweise ist dies ultraviolettes Licht. Damit diese Farben funktionieren (z. B. lila), müssen Sie das leuchtende Material UV-Licht aussetzen. Tatsächlich verlieren einige Farben ihre Ladung, wenn sie Sonnenlicht oder Tageslicht ausgesetzt werden, so dass sie für Menschen nicht so einfach oder unterhaltsam zu verwenden sind. Grün ist leicht zu laden, langlebig und hell.

In all diesen Aspekten kann die moderne Farbe Aquablau jedoch mit Grün mithalten. Zu den Farben, für deren Aufladung entweder eine bestimmte Wellenlänge erforderlich ist, die nicht hell leuchten oder die häufig aufgeladen werden müssen, gehören Rot, Lila und Orange. Es werden ständig neue Leuchtstoffe entwickelt, sodass Sie mit ständigen Produktverbesserungen rechnen können.

 

Thermolumineszenz

Thermolumineszenz ist die Freisetzung von Licht aus der Erwärmung. Grundsätzlich wird genügend Infrarotstrahlung absorbiert, um Licht im sichtbaren Bereich freizusetzen. Ein interessantes thermolumineszierendes Material ist Chlorophon, eine Art Fluorit. Etwas Chlorophan kann im Dunkeln einfach durch Einwirkung von Körperwärme leuchten!

 

Tribolumineszenz

Einige photolumineszierende Materialien leuchten durch Tribolumineszenz. Hier verleiht das Ausüben von Druck auf ein Material die Energie, die zur Freisetzung von Photonen benötigt wird. Es wird angenommen, dass der Prozess durch das Trennen und Verbinden statischer elektrischer Ladungen verursacht wird. Beispiele für natürliche tribolumineszierende Materialien umfassen Zucker. Quarz. Fluorit, Achat und Diamant.

 

Andere Prozesse, die einen Glanz erzeugen

Während die meisten im Dunkeln leuchtenden Materialien auf Phosphoreszenz angewiesen sind, weil das Leuchten lange anhält (Stunden oder sogar Tage), treten andere Lumineszenzprozesse auf. Neben Fluoreszenz, Thermolumineszenz und Tribolumineszenz gibt es auch Radiolumineszenz (Strahlung wird neben Licht absorbiert und als Photonen freigesetzt), Kristallolumineszenz (Licht wird während der Kristallisation freigesetzt) ​​und Sonolumineszenz (Absorption von Schallwellen führt zur Lichtfreisetzung).

 

Quellen

  • Franz, Karl A.; Kehr, Wolfgang G.; Siggel, Alfred; Wieczoreck, Jürgen; Adam, Waldemar (2002). „Lumineszierende Materialien“ in Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry . Wiley-VCH. Weinheim. doi: 10.1002 / 14356007.a15_519
  • Roda, Aldo (2010). Chemilumineszenz und Biolumineszenz: Vergangenheit, Gegenwart und
    Zukunft
    . Royal Society of Chemistry.
  • Zitoun, D.; Bernaud, L.; Manteghetti, A. (2009). Mikrowellensynthese eines langlebigen Leuchtstoffs. J. Chem. Educ . 86. 72-75. doi: 10.1021 / ed086p72

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