В течение нескольких десятилетий люди играли в темноте с триболюминесценцией, используя леденцы Lifesavers со вкусом грушанки. Идея состоит в том, чтобы разбить твердую конфету в форме пончика в темноте. Обычно человек смотрит в зеркало или всматривается в рот партнера, хрустя конфетой, чтобы увидеть образовавшиеся синие искры.
Как сделать Candy Spark в Темные
- леденцы с зимней зеленью (например, Wint-o-Green Lifesavers)
- зубья, молоток или плоскогубцы
Вы можете использовать любой из множества леденцов, чтобы увидеть триболюминесценцию, но этот эффект лучше всего работает с конфетами со вкусом грушанки, поскольку флуоресценция грушаного масла усиливает свет. Выберите твердые белые леденцы, так как большинство прозрачных леденцов не подходят.
Чтобы увидеть эффект:
- Высушите рот бумажное полотенце и хрустящую конфету зубами. Используйте зеркало, чтобы увидеть свет из собственного рта, или посмотрите, как кто-то жует конфету в темноте.
- Положите конфету на твердую поверхность и разбейте ее молотком. Вы также можете раздавить его прозрачной пластиковой пластиной.
- Раздавить леденец клещами.
Вы можете запечатлеть свет с помощью мобильного телефона, который хорошо работает при слабом освещении, или камеры на штативе, используя высокое значение ISO. Видео, вероятно, проще, чем сделать снимок.
Как работает триболюминесценция
Триболюминесценция – это свет, возникающий при ударе или трении двух кусочки специального материала вместе. Это в основном свет от трения, поскольку этот термин происходит от греческого tribein , что означает «тереть», и латинского префикса lumin , что означает «свет». . Как правило, люминесценция возникает, когда в атомы поступает энергия от тепла, трения, электричества или других источников. Электроны в атоме поглощают эту энергию. Когда электроны возвращаются в свое обычное состояние, энергия выделяется в виде света.
Спектр света, производимый триболюминесценцией сахара (сахарозы ) такой же, как и спектр молнии. Молния возникает из-за потока электронов, проходящего через воздух, возбуждающего электроны молекул азота (основного компонента воздуха), которые излучают синий свет, выделяя свою энергию. Триболюминесценцию сахара можно рассматривать как молнию в очень маленьком масштабе. Когда кристалл сахара подвергается стрессу, положительный и отрицательный заряды в кристалле разделяются, создавая электрический потенциал. Когда накопится достаточно заряда, электроны прыгают через трещину в кристалле, сталкиваясь с возбуждающими электронами в молекулах азота. Большая часть света, излучаемого азотом в воздухе, является ультрафиолетовым, но небольшая часть находится в видимой области. Большинству людей излучение кажется голубовато-белым, хотя некоторые люди различают сине-зеленый цвет (цветное зрение человека в темноте не очень хорошее)..
Излучение грушаной леденцы намного ярче, чем у одной сахарозы, потому что ароматизатор грушанки (метилсалицилат) является флуоресцентным. Метилсалицилат поглощает ультрафиолетовый свет в той же спектральной области, что и излучение молнии, генерируемое сахаром. Электроны метилсалицилата возбуждаются и излучают синий свет. Гораздо больше грин-зелёного излучения, чем исходное излучение сахара, находится в видимой области спектра, поэтому грин-зелёный свет кажется ярче, чем свет сахарозы.
Триболюминесценция связана с этим. к пьезоэлектричеству. Пьезоэлектрические материалы генерируют электрическое напряжение в результате разделения положительных и отрицательных зарядов при их сжатии или растяжении. Пьезоэлектрические материалы обычно имеют асимметричную (неправильную) форму. Молекулы и кристаллы сахарозы асимметричны. Асимметричная молекула изменяет свою способность удерживать электроны при сжатии или растяжении, тем самым изменяя распределение электрического заряда. Асимметричные пьезоэлектрические материалы с большей вероятностью будут триболюминесцентными, чем симметричные вещества. Однако около трети известных триболюминесцентных материалов не являются пьезоэлектрическими, а некоторые пьезоэлектрические материалы не являются триболюминесцентными. Следовательно, триболюминесценцию должна определять дополнительная характеристика. Примеси, беспорядок и дефекты также обычны в триболюминесцентных материалах. Эти неровности или локальные асимметрии также позволяют накапливать электрический заряд. Точные причины, по которым определенные материалы демонстрируют триболюминесценцию, могут быть разными для разных материалов, но вполне вероятно, что кристаллическая структура и примеси являются основными определяющими факторами того, является ли материал триболюминесцентным.
Wint-O-Green Lifesavers – не единственные конфеты, обладающие триболюминесценцией. Подойдут обычные сахарные кубики, как и любые непрозрачные конфеты, приготовленные с сахаром (сахарозой). Прозрачные конфеты или конфеты, приготовленные с использованием искусственных подсластителей, не подойдут. Большинство клейких лент также излучают свет, когда они оторваны. Амблигонит, кальцит, полевой шпат, флюорит, лепидолит, слюда, пектолит, кварц и сфалерит – все минералы, которые, как известно, проявляют триболюминесценцию при ударах, трении или царапинах. Триболюминесценция широко варьируется от одного образца минерала к другому, поэтому может быть ненаблюдаемой. Прозрачные, а не прозрачные образцы сфалерита и кварца с небольшими трещинами по всей породе являются наиболее надежными.
Способы увидеть триболюминесценцию
Есть несколько способов наблюдать триболюминесценцию в домашних условиях. Как я уже упоминал, если у вас под рукой есть спасатели со вкусом грушанки, войдите в очень темную комнату и раздавите леденец плоскогубцами или ступкой с пестиком. Можно жевать конфету, наблюдая за собой в зеркало, но влага из слюны уменьшит или устранит эффект. Также можно потереть в темноте два кубика сахара или кусочки кварца или розового кварца.. Царапание кварца стальной булавкой также может продемонстрировать этот эффект. Кроме того, при наклеивании/отклеивании большинства клейких лент наблюдается триболюминесценция.
Использование триболюминесценции
По большей части триболюминесценция – это интересный эффект с несколькими практическими применениями. Однако понимание его механизмов может помочь объяснить другие типы люминесценции, включая биолюминесценцию у бактерий и свет от землетрясений. Триболюминесцентные покрытия могут использоваться в приложениях дистанционного зондирования для сигнализации о механических повреждениях. В одной из ссылок говорится, что в настоящее время проводятся исследования по применению триболюминесцентных вспышек для обнаружения автомобильных аварий и надувания подушек безопасности.
