ライトスティックのしくみ

25年前の発明以来、ライトスティックはハロウィーンの定番となっています。持ち運びが簡単で安価で、幽霊のような輝きを放つため、セーフティライトとして最適です。ライトスティックはレイブシーンでも非常に人気があり（ライトネックレス、ライトグラス、ライトロープも同様）、SCUBAダイバーやキャンパーにとって理想的なランプになります。

それは超自然的な魔法のように見えるかもしれませんが、ライトスティックの背後にある技術は実際には非常に単純です。この記事では、ライトスティックの内部を見て、電球やバッテリーがない状態で、このような強い光をどのように発するかを調べます。

光はエネルギーの一形態であり、さまざまなプロセスを通じて放出されます。これらのプロセスには次のものが含まれます。

これらのプロセスはすべて同じ基本原理で機能します。外部のエネルギー源が原子を励起し、光子と呼ばれる光の粒子を放出させます。たとえば、何かを燃やすと、熱エネルギーによって材料を構成する原子の速度が上がります。原子が加速すると、それらはより大きな力で互いに衝突します。原子が十分に励起されている場合、衝突はエネルギーを原子の電子の一部に転送します。これが発生すると、電子は一時的に高いエネルギーレベル（原子核から離れた位置）にブーストされます。最終的に元のレベル（原子核に近い）に戻ると、エネルギーの一部が光子の形で放出されます。 （参照してくださいどのように原子仕事とどのようにライトワークス 詳細については。）

ライトスティックは同じ基本的なことを行いますが、化学反応を使用して材料内の原子を励起します。この反応については、次のセクションで説明します。

ライトスティックは化学反応からのエネルギーを使って発光するのを見ました。この化学反応は、複数の化合物を混合することによって開始されます。

化合物は、さまざまな元素の原子で構成され、剛直な構造で結合された物質です。2つ以上の化合物を組み合わせると、さまざまな原子が再配列して新しい化合物を形成する場合があります。化合物の性質に応じて、この反応はエネルギーの放出またはエネルギーの吸収のいずれかを引き起こします。

ライトスティック内の異なる化合物間の反応は、エネルギーの実質的な放出を引き起こします。ちょうどのように白熱電球、材料中の原子は、電子がより高いエネルギーレベルまで上昇した後、それらの通常のレベルに戻るさせ、励起されます。電子が通常のレベルに戻ると、エネルギーを光として放出します。このプロセスは化学発光と呼ばれます。

ライトスティックの化学反応には通常、いくつかの異なるステップが含まれます。典型的な市販のライトスティックは、過酸化水素溶液とシュウ酸フェニルエステルと蛍光染料を含む溶液を保持します。2つのソリューションを組み合わせた場合の一連のイベントは次のとおりです。

ライトスティック自体は、反応に関与する2つのソリューションの単なるハウジングです。本質的には、ポータブル化学実験です。次に、ライトスティックを曲げるとこの実験がどのように動くかを見ていきます。

ライトスティックは2つの化学溶液のハウジングであり、それらを組み合わせると光を発します。ライトスティックをアクティブにする前に、2つのソリューションは別々のチャンバーに保管されます。シュウ酸フェニルエステルと染料の溶液は、プラスチックスティック自体の大部分を満たします。活性剤と呼ばれる過酸化水素溶液は、スティックの中央にある小さくて壊れやすいガラスバイアルに入っています。

プラスチックスティックを曲げると、ガラスバイアルがパチンと開き、2つの溶液が一緒に流れます。化学物質はすぐに互いに反応し、原子は発光を開始します。薬液に使用されている特定の染料は、光に独特の色を与えます。

使用する化合物に応じて、化学反応は数分または数時間続く場合があります。溶液を加熱すると、余分なエネルギーが反応を加速し、スティックが明るく輝きますが、時間は短くなります。ライトスティックを冷やすと反応が遅くなり、ライトが暗くなります。ライトスティックを翌日のために保存したい場合は、冷凍庫に入れてください。プロセスは停止しませんが、反応が大幅に低下します。

ライトスティックは、重要な自然現象である発光の1つのアプリケーションにすぎません。一般的に言えば、発光とは、加熱によって引き起こされない光の放出です。とりわけ、発光はテレビ、ネオンライト、暗闇で光るステッカーに使用されています。ホタルを照らし、暗くなってからいくつかの岩を輝かせるのも原理です。

ライトスティック、発光、および関連トピックの詳細については、次のページのリンクを確認してください。

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