ブラックライトのしくみ

おそらく、遊園地、科学博物館、ハロウィーンの展示でブラックライトを見たことがあるでしょう。ブラックライトは通常の蛍光灯や白熱電球と同じように見えるかもしれませんが、まったく異なる動作をします。電源を入れると、白い服や歯など色々なものが暗闇で光ります。

たとえば、蛍光灯のポスターを持っていて、暗い部屋でその上にブラックライトを当てると、ポスターは明るく輝きます。また、通常の光では空白に見えるが、ブラックライトの下では光るメッセージを綴る紙片を見たことがあるかもしれません。多くの遊園地では、ブラックライトの下で見るまで見えないハンドスタンプを使用しています。

この記事では、ここで何が起こっているのかを正確に調べます。また、ブラックライトによって一部のオブジェクトが光るが、他のオブジェクトは光らない理由と、いくつかの興味深いブラックライトアプリケーションについても説明します。

「ブラックライト」とは？

暗い部屋でブラックライトの電球をオンにすると、電球から見えるのは紫がかった輝きです。あなたが見ることができないのは、電球も生成している紫外線です。

私たちの目は、赤からオレンジ、黄色、緑、青、紫までのスペクトルの可視光を見ることができます。紫の上は紫外線で、見えません。日焼けと日焼けのしくみでは、紫外線とその肌への影響について説明しています。ブラックライト電球はUVA光を生成します（はるかに有害なUVB光とは対照的です）。

蛍光灯のポスター、見えざる手スタンプ、新しく洗った白いTシャツなど、ブラックライトの下で光っているのはリン光物質です。

蛍光体は、ある種のに応答して可視光を放出する任意の物質である放射。リン光物質は、UV放射のエネルギーをブラックライトから可視光に変換します。

次のセクションでは、リン光物質が通常の蛍光灯とブラックライトでどのように使用されるかを見ていきます。

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シャツが光っているのはなぜですか？

現代の洗剤には紫外線を白色光に変換するリン光物質が含まれているため、白いTシャツと靴下は通常ブラックライトの下で光ります。これにより、通常の日光の下で白が「白よりも白く」見えるようになります。日光の下で見ているのは、布からの可視白色光の通常の反射と、日光中のUV光からリン光物質が生成する白色光の放出です。Tシャツは本当に白よりも白いです！

従来のブラックライトの設計は、いくつかの重要な変更を加えた単なる蛍光灯です。蛍光灯は、不活性ガスと少量の水銀で満たされた管に電気を通すことによって光を生成します。（詳細については、蛍光灯のしくみを参照してください。）

水銀原子は、エネルギーを与えられると、光子の形でエネルギーを放出します。それらはいくつかの可視光フォトンを放出しますが、ほとんどは紫外線（UV）波長範囲のフォトンを放出します。ので、UV光の波は、人間の目に見えない、蛍光灯は、可視光にこのエネルギーを変換する必要があります。彼らは、チューブの外側の周りにリン光コーティングを施してこれを行います。

リン光物質は、光にさらされると光を発する、または蛍光を発する物質です。光子がリン光物質の原子に当たると、リン光物質の電子の1つがより高いエネルギーレベルにジャンプし、原子が振動して熱を発生します。電子が通常のレベルに戻ると、別の光子の形でエネルギーを放出します。この光子は、一部のエネルギーが熱として失われたため、元の光子よりもエネルギーが少なくなっています。蛍光灯では、放出された光は可視スペクトルにあります-リン光物質は私たちが見ることができる白色光を発します。

ブラックライトはこれと同じ原理で機能します。実際には2種類のブラックライトがありますが、基本的に同じように機能します。

これらの光の設計の両方で、放出されたUV光は、蛍光灯内のUV光がリン光コーティングと反応するのとまったく同じ方法でさまざまな外部リン光と反応します。外部リン光は、紫外線が当たっている限り光ります。

次のセクションでは、どのような種類のオブジェクトにリン光物質が含まれているかを確認し、ブラックライトのいくつかの興味深い使用法を見ていきます。

ポータブルブラックライトを持って一晩中歩き回ると、いたるところにリン光物質があることに気付くでしょう。とりわけ、歯や爪には天然のリン光物質がたくさんあります。テレビ画面や一部の塗料、布地、プラスチックなど、人工素材には多くのリン光物質も含まれています。蛍光ペンなどのほとんどの蛍光色のものにはリン光物質が含まれており、すべての暗闇で光る製品に含まれています。クラブや遊園地では、さまざまな色に光る特別なブラックライトペイントを使用しています。また、蛍光ブラックライトバブル、目に見えないブラックライトインク、蛍光ブラックライトカーペット、さらには蛍光ブラックライトヘアジェルを購入することもできます。

ブラックライトは、人や蛍光灯のポスターをかっこよく見せることに加えて、いくつかの実用的な用途があります。例えば：

これらの用途のほとんど、および他の数十の用途は、共通のテーマに従います。ブラックライトは、目に見えないものを見えるようにするか、特定の物質を周囲のすべてから隔離します。あなたがそれについて考えるとき、あなたがこの現象を機能させることができる多くの状況があります。アプリケーションは潜在的に無限です！

ブラックライトやその他の種類の光エネルギーの詳細については、次のページのリンクを確認してください。

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