
您可能在遊樂園,科學博物館和三溫暖休息室看到過黑燈。黑光可能看起來像普通的熒光燈或白熾燈,但它們的作用方式不同。打開開關,白色的衣服,牙齒和各種東西在黑暗中發光。
例如,如果您有一張熒光海報,該海報在黑暗的房間上發出黑光,則該海報會發光。您可能還見過一張紙,在正常光線下看起來是空白的,但在黑光下可以拼出發光的資訊。許多遊樂園使用的手工郵票是看不見的,直到你在黑暗中看到它們。
在本文中,我們将看到會發生什麼。我們還将看到為什麼黑光會使某些物體發光而不是其他物體發光,我們将研究一些有趣的黑光應用。
<h1>什麼是"黑光"?</h1>
如果你在黑暗的房間裡打開一個黑色燈泡,你可以看到燈泡發出的紫色光。你看不到的是燈泡發出的紫外線。
我們的眼睛可以看到來自紅色,橙色,黃色,綠色,藍色和紫色的可見光。紫色在紫外線之上,我們看不見。曬傷和曬黑如何工作讨論了紫外線及其對我們皮膚的影響。黑色燈泡産生UVA光(與UVB光相反,UVB光更有害)。
紫外線比可見光更頻繁,人眼是看不見的。
你看到的黑色光芒,無論是熒光海報,隐形手印還是新洗的白色T恤,都是熒光粉。
熒光粉是響應輻射而發射可見光的任何物質。磷光體将紫外線的能量從黑光轉換為可見光。
<h1>黑燈有管狀和燈泡兩種形式</h1>
傳統的黑光設計隻是一個熒光燈,有幾個重要的修改。熒光燈通過充滿惰性氣體和少量汞的管子發光。(有關詳細資訊,請參閱熒光燈的工作原理。)
當被激發時,汞原子以光子的形式釋放能量。它們發射一些可見光子,但其中大多數是紫外線波長範圍内的光子。因為人眼看不到紫外線,是以熒光燈必須将這種能量轉化為可見光。他們在試管的外部施用了一層磷。
熒光粉是一種在暴露于光線下時發光或發出熒光的物質。當光子撞擊磷光原子時,磷光原子中的電子跳到更高的能級,導緻原子振動并産生熱量。當電子回落到正常水準時,它以另一個光子的形式釋放能量。這個光子的能量比原始光子少,因為一些能量以熱的形式丢失。在熒光燈中,發出的光在可見光譜中 - 磷發出我們可以看到的白光。
黑光的原理是一樣的。實際上有兩種不同類型的黑光,但它們的工作方式大緻相同。
<h1>熒光粉的工作原理</h1>
黑燈管基本上是具有不同類型磷塗層的熒光燈。這種塗層吸收有害的短波UV-b和UV-c光并發出UV-a光(就像熒光燈中的熒光粉吸收紫外線并發出可見光一樣)。"黑色"玻璃管本身阻擋了大多數可見光,是以隻有良性的長波UV-A光,以及一些藍色和紫色的可見光,才能最終通過。
白熾燈的黑色燈泡類似于普通的家用燈泡,但它使用過濾器來吸收加熱時電線發出的光。它吸收除紅外線和UV-A光(以及一點可見光)之外的所有東西。
在這兩種光設計中,發射的紫外線與各種外部熒光粉發生反應,就像熒光燈内部的紫外線與熒光粉塗層反應一樣。外部熒光粉隻要暴露在紫外線下就會發光。
<h1>哪些類型的物體含有熒光粉,黑光有什麼用途?</h1>
如果你整夜帶着便攜式黑燈走來走去,你會發現熒光粉無處不在。你的牙齒和指甲中有許多天然熒光粉。人造材料中也有很多磷光,包括電視螢幕,一些油漆,織物和塑膠。大多數熒光産品(如熒光筆)都含有磷光,您可以在所有在黑暗中發光的産品中找到磷光。俱樂部和遊樂園使用特殊的黑色油漆來發出不同的顔色。您還可以購買熒光黑泡,隐形黑墨水,熒光黑地毯,甚至熒光黑發膠。
普通的熒光筆和黑光筆一樣好。熒光墨水在黑光下發光!
除了讓人和熒光海報看起來很酷之外,黑燈還有一些實際應用。例如:
專家使用它們來檢測古董假貨。許多塗料現在含有在黑光下發光的熒光粉,而大多數較舊的塗料不含熒光粉。
修理工使用它們來尋找機器中看不見的孔 - 他們将一點熒光染料注入燃料供應中,并用黑光照射它。例如,它們可以通過向制冷劑中添加熒光染料來檢測不可見的空調洩漏。黑燈可用于檢測假鈔。
執法人員可以使用它們來識别假币。美國和許多其他國家的大型鈔票都有一個看不見的熒光條,隻在黑光下出現。
休閑公園和俱樂部使用它們來識别看不見的熒光手印。
法醫使用它們來分析犯罪現場。例如,為了識别指紋,他們經常在黑光下應用熒光染料。這樣可以更容易地從周圍的灰塵中找到指紋。黑光還可以識别精液和其他自然發出熒光的體液。
這些和許多其他用途遵循一個共同的主題 - 黑光使某些東西不可見,或者将特定物質與周圍的一切分開。當你想到它時,有很多情況下你可以将這種現象付諸實踐。應用程式可以是無窮無盡的!