光棒如何工作

经过:汤姆·哈里斯

自25年前发明以来,灯棍已成为一个万圣节主食。它们是安全灯的完美之选,因为它们便宜,便宜,并且会发出幽灵般的光芒。灯棒在狂欢场面(轻便项链,轻玻璃和轻绳),它们为潜水潜水员和露营者。

虽然看起来像超自然的魔法,但灯杆背后的技术实际上非常简单。在本文中,我们将在轻棒中查看它,以找出它如何散发出如此强烈的光线电灯泡和不电池

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是一种能量的形式,可以通过各种过程发出。这些过程包括:

所有这些过程都以相同的基本原则作用:一种外部能量激发源原子,导致它们释放出称为的光颗粒光子。例如,当您燃烧某些东西时,热能会导致构成材料加速的原子。当原子加快速度时,它们会以更大的力相互碰撞。如果原子足够兴奋,则碰撞会将能量传递到某些原子电子。发生这种情况时,电子将暂时提高到较高的能级(远离原子核)。当它最终降低到原始水平(更接近核)时,它以光光子的形式释放了一些能量。(看原子如何工作光的工作原理了解更多信息。)

一个灯棒做同样的基本事物,但它使用了化学反应在材料中激发原子。我们将在下一部分中查看此反应。

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化学反应

灯杆有多种颜色。光的颜色取决于棍棒中荧光染料的化学构成。“width=
灯杆有多种颜色。光的颜色取决于棍棒中荧光染料的化学构成。

我们看到灯棒利用化学反应中的能量发光。这种化学反应是通过混合多个来引发的化合物

化合物是由不同元素的原子组成的物质,在刚性结构中粘合在一起。当您结合两种或多种化合物时,各种原子可能会重新排列以形成新化合物。根据化合物的性质,该反应将导致能量的释放或能量吸收。

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轻棒中不同化合物之间的反应导致大量能量释放。就像在白炽灯灯泡,材料中的原子很兴奋,导致电子升高到更高的能级,然后恢复到正常水平。当电子恢复正常水平时,它们将能量释放为光线。这个过程称为化学性

轻棒中的化学反应通常涉及几个不同的步骤。典型的商业灯棒可容纳过氧化氢解决方案和包含一个的解决方案草酸酯酯荧光染料。这是将两种解决方案组合在一起的事件的顺序:

  1. 过氧化氢氧化草酸酯酯,导致一种称为的化学物质苯酚和一个不稳定的过氧化物酯。
  2. 不稳定的过氧酸酯分解,导致额外的酚和环状过氧化合物。
  3. 环状过氧化合物分解为二氧化碳。
  4. 这种分解释放到染料中。
  5. 染料原子中的电子跳到更高的水平,然后向后下降,以光的形式释放能量。

灯杆本身只是反应中涉及的两种溶液的外壳 - 本质上,它是便携式化学实验。接下来,我们将看到弯曲灯棒如何将该实验设置为运动。

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激活器

灯棒由一个玻璃小瓶组成,其中包含一种化学溶液,该化学溶液包含在较大的塑料小瓶中,其中包含另一种溶液。当您弯曲塑料小瓶时,玻璃小瓶断裂,两种溶液一起流动,所得的化学反应会导致荧光染料发出光。“width=
灯棒由一个玻璃小瓶组成,其中包含一种化学溶液,该化学溶液包含在较大的塑料小瓶中,其中包含另一种溶液。当您弯曲塑料小瓶时,玻璃小瓶断裂,两种溶液一起流动,所得的化学反应会导致荧光染料发出光。

我们刚刚看到,轻棒是一种用于两种化学溶液的外壳,当它们合并时它们会散发出光。在激活灯杆之前,将两种溶液保存在单独的室内。草酸酯和染料溶液填充了大多数塑料棒本身。过氧化氢溶液,称为激活剂,包含在棍子中间的小脆弱的玻璃小瓶中。

当您弯曲塑料棒时,玻璃小瓶张开,两种溶液一起流动。化学物质立即反应,原子开始发光。化学溶液中使用的特定染料使光具有独特的颜色。

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根据使用哪种化合物,化学反应可能持续几分钟或几个小时。如果加热溶液,则额外的能量将加速反应,并且棍子会更明亮,但时间较短。如果使灯杆冷却,反应将减慢,光线会变暗。如果您想在第二天保留灯杆,请将其放入冰箱中 - 它不会停止该过程,但是它会大大拖出反应。

加热灯棒会加速化学反应,从而导致染料发出更明亮的光芒。左侧的灯罩已被激活并保持在室温下。右侧的灯棒已被激活,并将其放在烫伤热水中一分钟。“width=
加热灯棒会加速化学反应,从而导致染料发出更明亮的光芒。左侧的灯罩已被激活并保持在室温下。右侧的灯棒已被激活,并将其放在烫伤热水中一分钟。

灯杆只是重要自然现象的一种应用 -发光。一般而言,发光是光发射的任何发射不是由加热引起的。除其他外,发光用于电视,,,,霓虹灯在黑暗中发光贴纸。这也是点亮一个的原则萤火虫并在天黑后发出一些岩石的光芒。

要了解有关灯杆,发光和相关主题的更多信息,请查看下一页上的链接。

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