很多人都使用过会发光的荧光棒 , 将它弯成手环戴在手上 , 在黑暗的夜晚闪闪发光 。 这是什么原理呢?
文章图片
荧光棒的发光原理和其他光源一样 , 也是单个原子被激发后释放出光子 , 形成光源 。 但与灯泡不同 , 灯泡是使用热量来激发原子 , 而荧光棒发光则和其内部的化学物质发生的化学反应有关 。
荧光棒中有什么化学物质 , 又发生了什么反应呢?
荧光棒里的化学物质主要有三种:过氧化物、酯类化合物和荧光染料 。 正是这几种物质的存在奠定了荧光棒会发光的基础 。 荧光棒发光的原理就是过氧化物和酯类化合物发生化学反应 , 而在此化学反应中释放出的能量则被传递给荧光染料分子 , 我们看到的荧光棒发光就是荧光染料在以可见光的形式释放能量(从高能态回到较稳定的低能态) , 在这一过程中化学能被转换为光能 。
我们看到的荧光棒是一根存有两种液态化合物的棒子 , 分别是酯类化合物—苯基草酸酯和荧光染料—染料溶液 。 在它被激活前 , 两种溶液分别被装在两个不同的管中 。 而它们的中间有一个小玻璃瓶 , 瓶内装着被称为“激活剂”的过氧化氢溶液 。
文章图片
【能量|一掰就亮的荧光棒】如何激活荧光棒使它发光呢?我们常常是把它掰弯 , 荧光棒就亮了 , 这其中存在什么原理呢?
荧光棒的最外层是塑料管 , 里面的玻璃细管则装着过氧化物 。 当荧光棒弯曲时 , 里面的的玻璃管被折断破裂 , 两种溶液就会混合 , 化学物质相遇从而引发反应 , 化学反应过程中所释放的能量被传递给荧光染料 , 就此 , 荧光棒开始发光 。
而发光的整个反应过程具体如下:
1、过氧化氢将苯基草酸酯氧化 , 形成一种叫做苯酚的化合物和不稳定的过氧酸酯 。
2、过氧酸酯分解 , 形成更多的苯酚和环状过氧化合物 。
3、环状过氧化合物分解 , 形成二氧化碳 。
4、分解物将能量释放给染料 。
5、染料原子中的电子跃迁至较高的能级 , 然后落回原位 , 以光的形式释放出能量 。
此外 , 我们看到的荧光棒发光的颜色非常丰富 , 这些不同颜色的光则是因为加入的荧光染料各不相同 , 所以我们能够看到它是五彩缤纷的 。
根据荧光棒内所使用的化合物的不同 , 这种化学发光反应持续的时间也不相同 , 几分钟或几个小时不等 。 如果将它的溶液加热 , 荧光棒发出的光会更强 , 但是发光持续的时间很短 。 相对应的如果想让荧光棒变暗 , 则只需要将它冷却 。
推荐阅读
- 快报|“他,是能成就导师的学生”
- Samsung|新渲染揭示Galaxy S22 Ultra几乎就是Galaxy Note复刻版
- Tesla|特斯拉新款Model S电池体积小能量密度高 外媒揭秘三大关键技术
- 能力|有了长续航的独立通信手表,就不必为出门没带手机而焦虑了
- 文章|本科生顶刊发封面文章!“他,是能成就导师的学生”
- 天文|2022年首月“天象剧场”排片已就位,你想看哪部?
- VIA|x86研发团队卖给Intel后 VIA出售厂房和设备:北美分部就此终结
- 天文|星空有约|2022年首月“天象剧场”排片已就位,你想看哪部?
- 细节|小米发布会上 15 分钟就讲完的 MIUI 13,好用么?
- 互联网|首儿所互联网医院办公区启用 为患者提供就医便利