Hvordan Lyspinde Arbejder

{h1}

Lyspinde producerer en fascinerende neon glød, før langsomt slukning. Lær om lyspinde, kemiske lysstokke og hvordan de fungerer.

Siden deres opfindelse for 25 år siden er lyspinde blevet en Halloween-hæfteklammer. De er perfekte som sikkerhedslys, fordi de er bærbare, billige og de udsender en spøgelseslyst. Lyspinde er også yderst populære på rave-scenen (som lyse halskæder, lysbriller og lys reb), og de udgør en ideel lampe til SCUBA dykkere og campister.

Selvom det kan virke som overnaturlig magi, er teknologien bag lyspinde faktisk meget enkel. I denne artikel vil vi se inde i en lyspind for at finde ud af, hvordan det giver et så stærkt lys uden pære og intet batteri.

Lys er en form for energi, som kan udledes gennem en række forskellige processer. Disse processer omfatter:

  • incandescence - Udslip af lys som følge af varme (som i en almindelig lyspære eller en gas lygte)
  • Fluorescens og phosphorescens - Udslip af lys som reaktion på strålingsenergi (som i en fluorescerende pære eller et fjernsyn)
  • Lasergenerering - Den koncentrerede lysemission ved hjælp af stimuleret emission (se Hvordan Lasers arbejder for detaljer).

Alle disse processer arbejder på samme grundprincip: En udvendig energikilde spidser atomer, hvilket får dem til at frigive partikler af lys, der kaldes fotoner. Når du forbrænder noget, forårsager varmeenergi de atomer, der udgør materialet for at fremskynde. Når atomerne fremskynder, kolliderer de med hinanden med større kraft. Hvis atomerne er spændte nok, vil kollisionerne overføre energi til nogle af atomets elektroner. Når dette sker, bliver en elektron midlertidigt boostet til et højere energiniveau (længere væk fra atomets kerne). Når det til sidst falder tilbage til dets oprindelige niveau (tættere på kernen), frigiver det noget af dets energi i form af lyse fotoner. (Se Hvordan Atomer Arbejder og hvor let fungerer for mere information.)

En lyspind gør det samme grundlæggende, men det bruger en kemisk reaktion At excitere atomer i et materiale. Vi ser på denne reaktion i næste afsnit. -

Den kemiske reaktion

Lyspinde kommer i en række farver. Lysets farve bestemmes af den kemiske sammensætning af det fluorescerende farvestof i pinden.

Lyspinde kommer i en række farver. Lysets farve bestemmes af den kemiske sammensætning af det fluorescerende farvestof i pinden.

Vi så, at lyspinde bruger energi fra en kemisk reaktion til at udlede lys. Denne kemiske reaktion afbrydes ved at blande flere kemiske forbindelser.

forbindelser er stoffer der består af atomer af forskellige elementer, sammenbundet i stiv struktur. Når du kombinerer to eller flere forbindelser, kan de forskellige atomer omorganisere sig til at danne nye forbindelser. Afhængig af forbindelsens natur vil denne reaktion enten forårsage en frigivelse af energi eller en absorption af energi.

Reaktionen mellem de forskellige forbindelser i en lyspind forårsager en betydelig frigivelse af energi. Ligesom i en glødelampe er atomerne i materialerne spændte og forårsager elektroner at stige til et højere energiniveau og derefter vende tilbage til deres normale niveauer. Når elektronerne vender tilbage til deres normale niveauer, frigiver de energi som lys. Denne proces kaldes kemiluminescens.

Den kemiske reaktion i en lyspind involverer normalt flere forskellige trin. En typisk kommerciel lyspind indeholder en hydrogenperoxidopløsning og en opløsning indeholdende en phenyloxalatester og a fluorescerende farvestof. Her er rækkefølgen af ​​begivenheder, når de to løsninger kombineres:

  1. Hydrogenperoxidet oxiderer phenyloxalatesteren, hvilket resulterer i et kemikalie kaldet phenol og en ustabil peroxyacids ester.
  2. Den ustabile peroxyacidester dekomponerer, hvilket resulterer i yderligere phenol og en cyklisk peroxyforbindelse.
  3. Den cykliske peroxyforbindelse dekomponerer til carbondioxid.
  4. Denne nedbrydning frigiver energi til farvestoffet.
  5. Elektronerne i farvestofatomerne hopper til et højere niveau og falder derefter ned igen og frigiver energi i form af lys.

Lyspinden selv er kun et hus til de to løsninger, der er involveret i reaktionen - i det væsentlige er det bærbart kemiske eksperiment. Næste ser vi, hvordan bøjning af lyspinden sætter dette eksperiment i gang.

Aktivatoren

En lyspære består af et hætteglas af glas, der indeholder en kemisk opløsning, der er anbragt inde i et større plastik hætteglas, der indeholder en anden opløsning. Når du bøjer plastikflasken, bryder glasflasken, de to opløsninger strømmer sammen, og den resulterende kemiske reaktion får et fluorescerende farvestof til at udlede lys.

En lyspære består af et hætteglas af glas, der indeholder en kemisk opløsning, der er anbragt inde i et større plastik hætteglas, der indeholder en anden opløsning. Når du bøjer plastikflasken, bryder glasflasken, de to opløsninger strømmer sammen, og den resulterende kemiske reaktion får et fluorescerende farvestof til at udlede lys.

Vi har lige set, at en lyspind er et hus til to kemiske løsninger, som afgiver lys, når de kombineres. Inden du aktiverer lyspinden, holdes de to løsninger i separate kamre. Phenyloxalatesteren og farvestoffet fylder mesteparten af ​​plastikpinden selv. Hydrogenperoxidopløsningen, kaldet aktivator, er indeholdt i et lille, skrøbeligt glasflaske i midten af ​​pinden.

Når du bøjer plastikpinden, åbner glasflasken åbent, og de to opløsninger strømmer sammen. Kemikalierne reagerer straks til hinanden, og atomerne begynder at udstråle lys. Det særlige farvestof der anvendes i den kemiske opløsning giver lyset en karakteristisk farve.

Afhængigt af hvilke forbindelser der anvendes, kan den kemiske reaktion fortsætte i nogle få minutter eller i mange timer. Hvis du opvarmer opløsningerne, vil den ekstra energi accelerere reaktionen, og stokken vil lysere lysere, men i kortere tid. Hvis du køler lysstokken, vil reaktionen sænke, og lyset vil dimme.Hvis du vil bevare din lyspind for den næste dag, sæt den i fryseren - det stopper ikke processen, men det vil trække reaktionen betydeligt.

Hvordan lyspinde arbejder: kemiske

Opvarmning af en lyspind vil fremskynde den kemiske reaktion, hvilket får farven til at udlede en lysere glød. Lysstangen til venstre er blevet aktiveret og opbevaret ved stuetemperatur. Lysstangen til højre er blevet aktiveret og anbragt i skoldende varmt vand i et minut.

Lyspinde er kun en anvendelse af et vigtigt naturfænomen - luminescens. Generelt er luminescens enhver udsendelse af lys, der ikke er forårsaget af opvarmning. Bl.a. anvendes luminescens i fjernsyn, neonlamper og glød-i-mørke klistermærker. Det er også princippet, der tænder en ildflue og gør nogle sten klare efter mørke.

For at finde ud af mere om lyspinde, luminescens og relaterede emner, se linkene på næste side.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com