Περιεχόμενο
- Ενέργεια, Άτομα και Φως
- Λαμπερή ζωική χημεία
- Τεχνολογία Glow Stick
- Φως από θερμότητα: Ένα εορταστικό παράδειγμα
Τα σκαθάρια της Νότιας Αμερικής κυματίζουν τόσο έντονα ότι οι άνθρωποι μπορούν να τα χρησιμοποιήσουν ως λαμπτήρες. Τα παιχνίδια λάμψης κολλάνε τα παιδιά και τους ενήλικες δημιουργώντας φως χωρίς να χρησιμοποιούν οποιαδήποτε προφανή πηγή ενέργειας. Αυτά είναι δύο παραδείγματα χημικών αντιδράσεων που παράγουν διαφορετικούς τύπους φωτισμού σε ζώντες και μη ζώντες οργανισμούς.
Ενέργεια, Άτομα και Φως
Το φως που βλέπεις αρχίζει στο ατομικό επίπεδο. Όταν η ενέργεια διεγείρει τα ηλεκτρόνια που τροχίζουν ένα άτομο, αυτά τα ηλεκτρόνια απελευθερώνουν φωτόνια αφού επιστρέψουν στις ανεξερεύνητες καταστάσεις εδάφους. Βλέπετε αυτά τα φωτόνια ως ορατό φως. Αυτή η αρχή ισχύει και για μια λάμπα που φωτίζει και για ένα κερί που αναβοσβήνει στον άνεμο. Σε έναν φακό, μια μπαταρία παρέχει την ενέργεια που απαιτείται για να ενεργοποιήσει τη διαδικασία παραγωγής φωτός. Σε ένα σκαθάρι cucujo, οι χημικές αντιδράσεις δημιουργούν τον φωτισμό.
Λαμπερή ζωική χημεία
Οι οργανισμοί όπως οι πυγολαμπίδες είναι βιοφωταύγειας - παράγουν φως συνδυάζοντας ένα ένζυμο με ένα υπόστρωμα. Τα διογκωτικά, μικροσκοπικά θαλάσσια πλάσματα, παράγουν επίσης το δικό τους φως. Όταν εκατομμύρια από αυτούς επιπλέουν μαζί, μπορούν να φωτίσουν το νερό τόσο μεγάλο, λαμπερό στροβιλίζεται. Οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιούν οι οργανισμοί για την παραγωγή φωτός ποικίλουν ανάλογα με το είδος. Χρειάζονται τουλάχιστον δύο χημικές ουσίες για την παραγωγή βιοφωταύγειας - μια λουσιφερίνη, η οποία παράγει το φως, και μια λουσιφεράση, η οποία οδηγεί τη χημική αντίδραση. Οι φωτοπρωτεΐνες χρησιμοποιούν έναν ελαφρώς διαφορετικό μηχανισμό από αυτόν των συστημάτων λουσιφεράσης-λουσιφερίνης, αλλά είναι εν τούτοις και ενζυματικοί. Ένα ιόν - συχνά ασβέστιο - μπορεί να ξεκινήσει τη διαδικασία παραγωγής φωτός όταν εισέρχεται στο σύστημα σε ορισμένους οργανισμούς.
Τεχνολογία Glow Stick
Είναι δυνατό να παράγει τεχνητή βιοφωταύγεια, συνδυάζοντας χημικά που παράγουν φως όταν τα ανακατεύετε σε ένα δοχείο - αυτό συμβαίνει με μια λάμψη. Αυτά τα ραβδιά συχνά περιέχουν φαινυλόξυ εστέρα, υπεροξείδιο υδρογόνου και φθορίζουσα χρωστική ουσία. Όταν συνδυάζονται αυτές οι χημικές ουσίες, εμφανίζεται μια σειρά αντιδράσεων που προκαλούν την εισροή ενέργειας στη βαφή. Αυτή η ενέργεια διεγείρει τα χρώματα ηλεκτρονίων που απελευθερώνουν φωτόνια όταν επιστρέφουν στην κατάσταση του εδάφους.
Φως από θερμότητα: Ένα εορταστικό παράδειγμα
Η Ημέρα της Ανεξαρτησίας είναι ένας εξαιρετικός χρόνος για να παρατηρηθούν οι χημικές αντιδράσεις που παράγουν φως χρησιμοποιώντας θερμότητα. Πολλά πολύχρωμα πυροτεχνήματα που εμφανίζονται πάνω από το κεφάλι φωτίζουν επειδή η θερμότητα μετά από μια έκρηξη προκαλεί μεταλλικά άλατα να απορροφούν ενέργεια. Όταν συμβεί αυτό, εκπέμπουν ορατό φως. Το χρώμα που βλέπετε εξαρτάται από το μέταλλο ή το μείγμα μετάλλων στο πυροτεχνικό. Τα άλατα του στροντίου και του λιθίου, για παράδειγμα, παράγουν κόκκινο ενώ οι ενώσεις χαλκού δημιουργούν μπλε χρώμα.