Наука про чорне світло: як працює чорне світло

Ви, безперечно, знайомі з технологією чорного світла від святкування Хелловіну та крутих плакатів для гуртожитків до наукових музеїв і телевізійних серіалів CSI: Crime Scene Investigation. Вимкнені чорні лампи схожі на звичайні люмінесцентні лампи, але коли вони увімкнені, вони виконують дещо іншу функцію!

Якщо ви коли-небудь були поблизу чорного світла, ви могли помітити, що все, що працює з чорним світлом, навіть те, що біле, світиться трохи яскравіше. Але ви, мабуть, задавалися питанням, як працюють чорні вогні. Насправді фізика, що лежить в основі ультрафіолетового чорного світла, досить інтригуюча.

Наука, що стоїть за чорним світлом, кілька способів використання чорного світла та те, як ви можете розробити власні експерименти з чорним світлом, щоб вчитися більше самостійно, – усе це буде висвітлено в цьому блозі.

Що саме означає «УФ» в УФ-чорному світлі?

Перше, що ви, безсумнівно, помітите, використовуючи чорне світло в темному просторі, це те, що воно не зовсім чорне. Насправді чорна лампочка випромінює синьо-фіолетове сяйво. Але чому? Щоб це зрозуміти, ми повинні спочатку обговорити спектр видимого світла.

Видимий діапазон світла для людського ока обмежений діапазоном довжин хвиль від 380 до 750 нанометрів, причому синє та фіолетове світло потрапляє в діапазон 380-495. Ультрафіолетове світло, яке перевершує фіолетове світло і невидиме для людського ока.

Фраза «ультрафіолетове світло» є, мабуть, найбільш впізнаваною для вас стосовно сонця та того, як воно впливає на вашу шкіру. Однак ультрафіолетове випромінювання має різні форми, наприклад UVA, UVB або UVC. Ультрафіолетове випромінювання, яке генерує типова УФ-чорна лампа, є UVA, яке є набагато менш шкідливим, ніж UVB-промені, створювані сонцем, які можуть призвести до сонячних опіків.

Ви помітите інтенсивність цього впізнаваного фіолетового світіння, коли посвітите чорним світлом білу футболку, невидимий штамп, який можете отримати в барі, або навіть свої зуби. Це світіння люмінофорів, які є речовинами, які генерують видиме світло під дією випромінювання. Перш ніж термін «радіація» вас налякає, майте на увазі, що всі види світла є радіацією. Невидиме чорне світло перетворюється на видиме за допомогою люмінофора.

Отже, як це досягається?

Світлова частинка вражає люмінофор, що змушує електрон переходити на вищий енергетичний рівень і виробляти тепло. Оскільки частина енергії була втрачена у вигляді тепла, другий фотон, який виділяється, коли електрон повертається до свого звичайного рівня, має меншу енергію, ніж перший.

Два різних типи чорних лампочок

Чорні лампочки бувають двох різних типів, хоча обидві вони функціонують однаково:

Звичайна лампочка та чорна лампа розжарювання ідентичні, але чорна лампа розжарювання має спеціальні фільтри, які поглинають усі промені лампи, окрім UVA.

Люмінесцентна лампа з унікальним люмінофорним покриттям за своєю функціональністю порівнюється з трубковою чорною лампою. Більш небезпечне випромінювання UVB та UVC поглинається цим покриттям, яке дозволяє випромінювати лише UVA світло. За винятком синьо-фіолетового світіння, яке відповідає випромінюванню UVA, чорне покриття ефективно приховує більшість видимого світла.

УФА-світло, яке випромінюють лампи, реагує з зовнішніми люмінофорами, і поки ці люмінофори піддаються впливу УФА-світла, вони світяться. Ось як ці чорні вогні працюють в обох конфігураціях.

Різноманітне використання чорного світла

Люмінофор можна знайти всюди, якщо всю ніч ходити з портативним чорним ліхтарем. Багато люмінофорів містяться в природі, наприклад, у ваших зубах і нігтях. Деякі фарби, тканини та полімери, а також телевізійні екрани містять люмінофор у значних кількостях.

Більшість предметів флуоресцентного кольору, в тому числі і хайлайтерів, містять люмінофор, який також є в усіх виробах, що світяться в темряві. У клубах і тематичних парках використовується спеціальна чорна фарба, яка підсвічує різними відтінками. Невидима чорна ручка, флуоресцентне чорне світло для підлоги, флуоресцентні чорні світлові бульбашки та навіть флуоресцентний чорний гель для волосся — усе це доступно для покупки.

True CSI: Crime Scene УФ-чорне світло дійсно використовується слідчими для огляду місця злочину! Наприклад, судово-медичні експерти використовували б флуоресцентний пил, який прилипає до відбитків пальців, щоб знайти їх. Далі вони освітлять область чорним світлом, щоб підкреслити будь-які відбитки пальців, які там можуть бути.

Чорні світлові ручки можуть використовуватися правоохоронцями, банківськими касирами та навіть працівниками магазинів, які працюють з готівкою, щоб перевірити законність валют. На банкнотах від п’яти доларів і вище в США є ці смужки флуоресцентного водяного знака ліворуч від центру купюри. Тому вам слід переглянути використання фальшивих купюр, якщо ви коли-небудь задумаєтеся про це.

Щоб насолодитися старомодною розвагою, часто використовують чорні вогні! Чорні вогні створюють унікальний калейдоскоп кольорів, який можна ще більше підкреслити, якщо відвідувачі вечірок одягнені належним чином, від вечірок на Хелловін до рейвів з неоновим освітленням. Фестивальний костюм або костюм на Хелловін можна зробити чимось унікальним за допомогою спеціальної флуоресцентної фарби для тіла та косметики. Також не забудьте окуляри для перегляду феєрверків!

Ви коли-небудь ходили в тематичний парк або на бейсбольний матч, щоб негайно піти? Повертаючись назад, ви, швидше за все, отримали ручну печатку. Тобто використання технології чорного світла! Флуоресцентні ручні штампи та відповідне темне освітлення використовуються в барах, клубах, залах для виступів, спортивних заходах і тематичних парках, щоб дозволити повторний вхід.

Оцінювач антикваріату може використовувати чорне світло, щоб виявити підробки, оскільки люмінофори, які світяться під чорним світлом, присутні на багатьох сучасних картинах. Стара фарба, знайдена на справжніх антикваріатах, не містить люмінофору; якщо він горить, це означає... що він не справжній!

Спеціалісти з ремонту систем опалення, вентиляції та кондиціонування можуть використовувати чорні лампочки для виявлення витоків, які інакше могли б залишитися непоміченими. Вони роблять це шляхом розчинення невеликої кількості флуоресцентного барвника в рідині системи охолодження. Машина та мережа вентиляційних отворів підсвічуються чорним світлом, щоб виявити витоки системи.

Подобається вам це чи ні, але під впливом чорного світла скорпіони сяють. Це пояснюється тим, що кутикула екзоскелета скорпіона містить сяючий матеріал. Тому візьміть із собою чорний ліхтар, якщо коли-небудь захочете провести ніч на вулиці в пустелі, щоб ви могли остерігатися будь-яких шкідливих істот.

Чорне світло, звичайно, є фантастичним інструментом для дослідження світла та кольору. Щоб розповісти студентам про електромагнітний спектр, видиме світло проти невидимого світла та про те, як загалом функціонує чорне світло, викладачі можуть використовувати чорне світло для проведення ще одного візуально привабливого експерименту.

БенвейСпецифікація продукту: