Wie Glow in the Dark Stuff funktioniert

Wie Glow in the Dark Stuff funktioniert

Heute habe ich herausgefunden, wie das Glühen im Dunkeln funktioniert. Glow in the Dark-Produkte enthalten alle eine Art Phosphor. Phosphore sind Substanzen, die Licht ausstrahlen, nachdem sie auf irgendeine Weise erregt wurden. Es gibt buchstäblich Tausende von Chemikalien, die Phosphore sind. Diese Chemikalien weisen alle unterschiedliche Helligkeitsgrade, Farben und Zeitspannen auf, wenn sie nach dem Einschalten leuchten.

Es gibt drei Hauptarten, auf denen diese Phosphore energetisiert werden. Die erste Gruppe, die für das Leuchten im Dunkeln am häufigsten ist, besteht aus phosphoreszierenden Elementen. Die zweite Gruppe besteht aus chemilumineszenten Gegenständen. und die dritte Gruppe besteht aus radioaktiven Lumineszenzelementen.

Phosphoreszierende Glühen im Dunkeln sind Dinge wie das Glühen in den dunklen Sternen, die viele Menschen an die Decke stellen. Diese Elemente absorbieren Lichtstrahlung und geben diese gespeicherte Lichtenergie später über einen bestimmten Zeitraum mit einer bestimmten Helligkeit wieder ab. Die besten phosphoreszierenden Elemente, die im Dunkeln leuchten, können also einiges von diesem Licht speichern und werden es später relativ langsam wieder abgeben, sodass es länger leuchtet und nicht auf einmal geblasen wird.

Technisch gesehen ist dieser Prozess bei den meisten Gegenständen, die Licht absorbieren und erneut emittieren, sehr schnell, so dass etwa 10 Nanosekunden absorbiert und emittiert werden. In diesem speziellen Fall der Phosphoreszenz geht die absorbierte Lichtenergie in einen höheren Energiezustand über, üblicherweise in einen sogenannten Tripelenzustand. Aus diesem Grund kann die Energie in diesem Triplett-Zustand eingeschlossen werden und braucht Zeit, um in den niedrigeren Energiezustand zurückzukehren. In bestimmten phosphoreszierenden Verbindungen kann die Lebensdauer der Tripletts Minuten oder sogar Stunden dauern, so dass diese Verbindungen Lichtenergie effektiv in Form langsam abbauender angeregter Elektronenzustände speichern können. Grundsätzlich gilt: Je länger die Triplett-Lebensdauer, desto länger leuchtet sie und umgekehrt.

Eine andere Klasse von Glühen im Dunkeln ist die chemilumineszierende Variante. Diese Gegenstände leuchten aufgrund einiger chemischer Reaktionen. Im Allgemeinen haben diese zwei Chemikalien, die miteinander interagieren, um Energie freizusetzen, und sie haben auch eine Art fluoreszierenden Farbstoff, der diese Energie (normalerweise Energie in Form von UV-Licht) in Licht umwandelt, das sich in einem für Menschen sichtbaren Lichtspektrum befindet. das sichtbare Spektrum.

Das häufigste chemilumineszierende Leuchten im Dunkeln ist der Leuchtstab. In einem Leuchtstab befindet sich eine versiegelte Glasflasche mit einer Chemikalie. Dieser befindet sich in dem Kunststoff-Leuchtstabbehälter, der eine andere Chemikalie und einen fluoreszierenden Farbstoff enthält. Um es zum Leuchten zu bringen, zerbrechen Sie das Glasfläschchen im Inneren, wodurch die darin enthaltene Chemikalie freigesetzt wird. Dieser mischt sich dann mit der Chemikalie im äußeren Kunststoffbehälter. Wenn sich die beiden Chemikalien vermischen, entsteht eine chemische Reaktion, die Energie erzeugt, die dann vom fluoreszierenden Farbstoff in sichtbares Licht umgewandelt wird, das nicht durch Wärme erzeugt wird, Chemilumineszenz! Die Farbe des abgelösten Lichts wird durch den Fluoreszenzfarbstoff bestimmt.

Obwohl das Licht nicht durch Hitze in der Chemilumineszenz verursacht wird, wirkt sich Hitze darauf aus, da jeder weiß, wer einen Glühstab in einen Gefrierschrank steckt. Was hier passiert, ist, dass sich die chemische Reaktion verlangsamt, wenn sich die Moleküle abkühlen. Dies führt zu einem schwächeren Leuchten, das länger anhält. Auf der anderen Seite können Sie einen Leuchtstab in kochendes Wasser geben und Sie werden sehen, dass es heller wird, wenn die chemischen Reaktionen schneller ablaufen, aber nicht fast so lange leuchten.

* Anmerkung: Chemilumineszenz ist in Lebewesen wie Glühwürmchen und verschiedenen Meeresbewohnern überall zu sehen. Wenn Chemilumineszenz natürlicherweise in biologischen Kreaturen vorkommt, spricht man von Biolumineszenz. Interessanterweise weist der Firefly die höchste bekannte Quanteneffizienz (88%) für jede Chemilumineszenzreaktion auf.

Die am wenigsten verbreitete Gruppe von Glühen in dunklen Gegenständen ist die radioaktive Lumineszenzgruppe. Sie werden diese jedoch immer noch sehen. Diese Klasse von im Dunkeln leuchtenden Gegenständen funktioniert, indem sie etwas Phosphor nehmen und mit einem radioaktiven Element mischen. Die radioaktiven Emissionen erregen dann den Leuchtstoff kontinuierlich für die gesamte Lebensdauer des radioaktiven Elements. Sie haben wahrscheinlich einige teure Uhren gesehen, die mit dieser Methode glühende Zeiger haben. Die drei am häufigsten verwendeten radioaktiven Materialien sind Radium mit einer Halbwertszeit von 1600 Jahren; Tritium mit einer Halbwertszeit von 12 Jahren; und das künstliche Promethium, das eine Halbwertzeit von etwa 3 Jahren hat.

Bonus Fact: Die Untersuchung von phosphoreszierenden Materialien führte 1896 zur Entdeckung der Radioaktivität.

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