Как работают черные огни

Вы, наверное, видели черные огни в парках развлечений, научных музеях и на хэллоуинских выставках. Черные лампы могут выглядеть так же, как обычные люминесцентные лампы или лампы накаливания , но они делают что-то совершенно другое. Включите один, и белая одежда, зубы и другие вещи светятся в темноте .

Например, если у вас есть флуоресцентный плакат и вы освещаете его черным светом в темной комнате, плакат будет ярко светиться. Возможно, вы также видели листы бумаги, которые выглядят пустыми при обычном освещении, но в черном свете на них написано светящееся сообщение. Многие парки развлечений используют ручные штампы, которые невидимы, пока вы не увидите их в темноте.

В этой статье мы узнаем, что именно здесь происходит. Мы также увидим, почему черный свет заставляет одни объекты светиться, а другие нет, и рассмотрим некоторые интересные применения черного света.

Что такое «черный свет»?

Если вы включите черную лампочку в темной комнате, вы увидите пурпурное свечение. Чего вы не видите, так это ультрафиолетового света , который также излучает лампочка.

Наши глаза могут видеть видимый свет в диапазоне от красного до оранжевого, желтого, зеленого, синего и фиолетового. Над фиолетовым находится ультрафиолетовый свет, который мы не видим. В книге How Sunburns and Sun Tans Work обсуждается ультрафиолетовое излучение и его влияние на нашу кожу. Лампа черного света излучает свет UVA (в отличие от света UVB, который гораздо более вреден).

То, что вы видите светящимся в черном свете, будь то флуоресцентный плакат, невидимая ручная печать или только что выстиранная белая футболка, — это люминофоры .

Люминофор – это любое вещество, излучающее видимый свет в ответ на какое-либо излучение . Люминофор преобразует энергию УФ-излучения черного света в видимый свет.

В следующем разделе мы увидим, как люминофоры используются в обычном флуоресцентном освещении и в черном свете.

­

Почему моя рубашка светится?

Белые футболки и носки обычно светятся в черном свете, потому что современные моющие средства содержат люминофоры, которые преобразуют ультрафиолетовый свет в белый свет. Это заставляет белые цвета выглядеть «белее белого» при обычном солнечном свете . То, что вы видите при солнечном свете, является нормальным отражением видимого белого света от ткани, а также излучением белого света, которое люминофоры создают из УФ-излучения солнечного света. Футболка действительно белее белого!

Обычный дизайн с черным светом — это просто люминесцентная лампа с парой важных модификаций. Люминесцентные лампы генерируют свет , пропуская электричество через трубку, наполненную инертным газом и небольшим количеством ртути . (Дополнительную информацию см. в разделе «Как работают люминесцентные лампы» .)

Под напряжением атомы ртути излучают энергию в виде световых фотонов . Они излучают некоторое количество фотонов видимого света, но в основном они излучают фотоны в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне длин волн. Поскольку волны УФ-излучения невидимы для человеческого глаза, люминесцентные лампы должны преобразовывать эту энергию в видимый свет. Они делают это с помощью люминофорного покрытия снаружи трубки.

Люминофоры — это вещества, которые испускают свет — или флуоресцируют — при воздействии света. Когда фотон сталкивается с атомом люминофора, один из электронов люминофора перескакивает на более высокий энергетический уровень, заставляя атом вибрировать и выделять тепло. Когда электрон возвращается к своему нормальному уровню, он высвобождает энергию в виде другого фотона. Этот фотон имеет меньше энергии, чем первоначальный фотон, потому что часть энергии была потеряна в виде тепла. В люминесцентной лампе излучаемый свет находится в видимом спектре — люминофор испускает белый свет, который мы видим.

Черные огни работают по тому же принципу. На самом деле есть два разных типа черного света, но они работают в основном одинаково.

В обеих этих световых конструкциях испускаемый УФ-свет реагирует с различными внешними люминофорами точно так же, как УФ-свет внутри люминесцентной лампы реагирует с люминофорным покрытием. Внешние люминофоры светятся, пока на них падает УФ-свет.

В следующем разделе мы увидим, какие объекты содержат люминофоры, и рассмотрим несколько интересных способов использования черного света.

Если вы прогуляетесь всю ночь с переносным черным фонарем, вы обнаружите, что повсюду есть люминофоры. Среди прочего, в ваших зубах и ногтях содержится много природных люминофоров. Также много люминофора в искусственных материалах, включая телевизионные экраны и некоторые краски, ткани и пластмассы. Большинство флуоресцентных цветных вещей, таких как маркеры, содержат люминофоры, и вы найдете их во всех продуктах , светящихся в темноте . Клубы и парки развлечений используют специальную черную светящуюся краску, которая светится разными цветами. Вы также можете купить флуоресцентные черные световые пузыри , невидимые черные световые чернила, флуоресцентный черный ковер и даже флуоресцентный черный светлый гель для волос.

Помимо того, что люди и флуоресцентные плакаты выглядят круто, черный свет имеет и практическое применение. Например:

Большинство этих применений, как и десятки других, следуют общей теме — черный свет делает невидимое видимым или изолирует одно конкретное вещество от всего, что его окружает. Если подумать, существуют десятки ситуаций, в которых вы могли бы заставить это явление работать. Приложения потенциально бесконечны!

Для получения дополнительной информации о черном свете и других видах световой энергии перейдите по ссылкам на следующей странице.

Статьи по Теме

Больше отличных ссылок