Kuidas töötab pimedas kraam

Kas olete kunagi mõelnud, kuidas pimedas kuma mõjub?

Ma räägin materjalidest, mis tõeliselt helendavad pärast tulede välja lülitamist, mitte nendest kuma musta valguse käes või ultraviolettvalgus, mis tegelikult muudavad nähtamatu kõrge energiaga valguse väiksemaks energiaks, mis on teie silmadele nähtav. On ka esemeid, mis hõõguvad toimuvate keemiliste reaktsioonide tõttu, mis tekitavad valgust, näiteks hõõgkeppide kemoluminestsents. On ka bioluminestseeruvaid materjale, kus hõõgumise põhjustavad elusrakkude biokeemilised reaktsioonid, ja hõõguvad radioaktiivsed materjalid, mis võib kuumuse tõttu eraldada footoneid või hõõguda. Need asjad helendavad, kuid kuidas oleks hõõguvate värvide või tähtedega, millele saate lakke kleepida?

Tähed ja värvi- ja hõõguvad plasthelmed kuma fosforestsentsist. See on fotoluminestsentsprotsess, mille käigus materjal neelab energiat ja vabastab selle aeglaselt nähtava valguse kujul. Fluorestsentsmaterjalid hõõguvad sarnase protsessi abil, kuid fluorestsentsmaterjalid eraldavad valgust sekundi või sekundi murdosa jooksul, mis pole enamiku praktiliste eesmärkide saavutamiseks piisavalt pikk.

Varem tehti pimedas toodete kuma kõige rohkem tsinksulfiidi abil. Ühend neelas energiat ja eraldas selle aja jooksul aeglaselt. Energia polnud tegelikult midagi sellist, mida võisite näha, seetõttu lisati kuma suurendamiseks ja värvi lisamiseks täiendavaid kemikaale, mida nimetatakse fosforiteks. Fosforid võtavad energiat ja muudavad selle nähtavaks valguseks.

Kaasaegses pimedas kumades kasutatakse tsinksulfiidi asemel strontsiumaluminaati. See salvestab ja eraldab umbes 10 korda rohkem valgust kui tsinksulfiid ja selle sära kestab kauem. Hõõguvuse suurendamiseks lisatakse sageli haruldaste muldmetallide euroopiumi. Kaasaegsed värvid on vastupidavad ja veekindlad, nii et neid saab kasutada välistingimustes kasutatavate kaunistuste ja kalapüügi peibutiste jaoks ning mitte ainult ehete ja plasttähtede jaoks.

On kaks peamist põhjust, miks pimedas helendav värvus helendab enamasti roheliselt. Esimene põhjus on see, et inimese silm on rohelise valguse suhtes eriti tundlik, nii et roheline tundub meile kõige heledam. Tootjad valivad eredaima nähtava kuma saamiseks fosforid, mis eraldavad rohelist värvi.

Teine põhjus, miks roheline on tavaline värv, on põhjus, et kõige levinum taskukohane ja mittetoksiline fosfor helendab rohelist värvi. Ka roheline fosfor helendab kõige kauem. See on lihtne ohutus ja ökonoomika!

Mingil määral on kolmandal põhjusel roheline kõige levinum värv. Roheline fosfor neelab kuma tekitamiseks mitmesuguseid valguse lainepikkusi, nii et materjali saab laadida päikesevalguse või tugeva siseruumide valguse käes. Paljud muud fosforivärvid vajavad töötamiseks spetsiifilisi valguse lainepikkusi. Tavaliselt on see ultraviolettvalgus. Nende värvide (nt lilla) toimimiseks peate paljastama hõõguva materjali ultraviolettvalguse käes. Tegelikult kaotavad mõned värvid päikesevalguse või päevavalguse käes laetuse, seega pole nende kasutamine inimestel nii lihtne ega lõbus. Rohelist on lihtne laadida, kauakestev ja särav.

Kaasaegne vesisinine värv konkureerib kõigis nendes aspektides siiski rohelisega. Värvide hulka, mis kas laadimiseks vajavad kindlat lainepikkust, mis ei heledaks ega vaja sagedast laadimist, on punane, lilla ja oranž. Uute fosfooride väljatöötamine toimub alati, nii et võite oodata toodete pidevat täiustamist.

Termoluminestsents on kuumuse käes valguse eraldumine. Põhimõtteliselt neeldub piisavalt infrapunakiirgust, et vabastada valgust nähtavale alale. Üks huvitav termoluminestsentsmaterjal on klorofoon, teatud tüüpi fluoriit. Mõni klorofaan võib pimedas helendada lihtsalt kehasoojuse toimel!

Mõned fotoluminestsentsmaterjalid helendavad triboluminestsentsilt. Materjalile surve avaldamine annab siin footonite vabastamiseks vajaliku energia. Arvatakse, et selle protsessi põhjustavad staatiliste elektrilaengute eraldumine ja liitumine. Looduslike triboluminestsentsmaterjalide näidete hulka kuuluvad suhkur, kvarts, fluoriit, ahhaat ja teemant.

Kuigi enamik pimedas helendavad materjalid tugineda fosforestsentsile, sest hõõgus kestab kaua (tunde või isegi päevi), toimuvad muud luminestsentsprotsessid. Lisaks fluorestsentsile, termoluminestsentsile ja triboluminestsentsile on ka radioluminestsents (lisaks valgusele neeldub ka kiirgus ja vabaneb footonitena), kristalloluminestsents (kristalliseerumisel vabaneb valgus) ja sonoluminestsents (helilainete neeldumine viib valgust vabastamine).

• Franz, Karl A.; Kehr, Wolfgang G.; Siggel, Alfred; Wieczoreck, Jürgen; Adam, Waldemar (2002). "Luminestsentsmaterjalid" Ullmanni tööstuskeemia entsüklopeedia. Wiley-VCH. Weinheim. doi: 10.1002 / 14356007.a15_519
• Roda, Aldo (2010). Kemoluminestsents ja bioluminestsents: minevik, olevik ja tulevik. Kuninglik keemiaühing.
• Zitoun, D.; Bernaud, L.; Manteghetti, A. (2009). Pikaajalise fosfori süntees mikrolainetega. J. Chem. Haridus. 86. 72-75. doi: 10.1021 / ed086p72