Вы, наверное, виделичерные огнив парках развлечений, музеях науки и на хэллоуинских выставках. Черные огни могут выглядеть так же, как обычные люминесцентные лампы или лампы накаливания, но они делают что-то совершенно другое. Включите один, и белая одежда, зубы и другие вещисветятся в темноте
Например, если у вас есть флуоресцентный постер и вы освещаете его черным светом в темной комнате, постер будет ярко светиться. Возможно, вы также видели листы бумаги, которые выглядят пустыми при обычном освещении, но в черном свете на них написано светящееся сообщение. Многие парки развлечений используют ручные штампы, которые невидимы, пока вы не увидите их в темноте.
В этой статье мы узнаем, что именно здесь происходит. Мы также увидим, почему черный свет заставляет одни объекты светиться, а другие нет, и рассмотрим некоторые интересные применения черного света.
Что такое "черный свет"?
Если вы включите черную лампочку в темной комнате, вы увидите пурпурное свечение. Вы не можете видетьультрафиолетовый свет, который также излучает лампочка.
Наши глаза могут видеть видимый свет в диапазоне от красного до оранжевого, желтого, зеленого, синего и фиолетового. Над фиолетовым находится ультрафиолетовый свет, который мы не видим. В книге How Sunburns and Sun Tans Work обсуждается ультрафиолетовое излучение и его влияние на нашу кожу. Лампа черного света излучаетUVA свет (в отличие от UVB-излучения, которое гораздо более вредно).
То, что вы видите светящимся под черным светом, будь то флуоресцентный плакат, невидимая ручная печать или только что выстиранная белая футболка, являетсялюминофором.
Люминофор - это любое вещество, излучающее видимый свет в ответ на какое-тоизлучение. Люминофор преобразует энергию УФ-излучения черного света в видимый свет.
В следующем разделе мы увидим, как люминофоры используются в обычных флуоресцентных и черных лампах.
Почему моя рубашка светится?
Белые футболки и носки обычно светятся в темноте, потому что современные моющие средства содержат люминофоры, преобразующие УФ-излучение в белый свет. Это заставляет белые цвета выглядеть «белее белого» при обычном солнечном свете. То, что вы видите при солнечном свете, является нормальным отражением видимого белого света от ткани, а также излучением белого света, которое люминофоры создают из УФ-излучения солнечного света. Футболка действительно белее белого!
Черный свет
Обычный дизайн с черным светом - это простолюминесцентная лампас парой важных модификаций. Люминесцентные лампы генерируют свет, пропуская электричество через трубку, наполненную инертным газом и небольшим количествомртути(Дополнительную информацию см. в разделе «Как работают люминесцентные лампы».)
При подаче питания атомы ртути излучают энергию в видесветовых фотоновОни излучают некоторое количество фотонов видимого света, но в основном они излучают фотоны в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне длин волн. ПосколькуУФ-световые волныневидимы для человеческого глаза, люминесцентные лампы должны преобразовывать эту энергию в видимый свет. Они делают это с помощьюлюминесцентного покрытия вокруг внешней стороны трубки.
Фосфоры - это вещества, которые излучают свет - илифлуоресцируют - при воздействии света. Когда фотон попадает на атом люминофора, один из электронов люминофора переходит на более высокий энергетический уровень, заставляя атом вибрировать и выделять тепло. Когда электрон возвращается к своему нормальному уровню, он высвобождает энергию в виде другого фотона. Этот фотон имеет меньше энергии, чем первоначальный фотон, потому что часть энергии была потеряна в виде тепла. В люминесцентной лампе излучаемый свет находится в видимом спектре - люминофор испускает белый свет, который мы видим.
Черные огни работают по тому же принципу. На самом деле есть два разных типа черного света, но они работают в основном одинаково.
- Aтрубка черного света- это в основном люминесцентная лампа с другим видом люминофорного покрытия. Это покрытие поглощает вредный коротковолновый светUV-BиUV-Cи излучает светUV-A (в том же основной способ, которым люминофор в люминесцентной лампе поглощает УФ-свет и излучает видимый свет). Сама «черная» стеклянная трубка блокирует большую часть видимого света, поэтому в итоге проходит только доброкачественный длинноволновый свет УФ-А, а также некоторое количество синего и фиолетового видимого света.
- лампа накаливания черного цвета похожа на обычную бытовую лампочку, но использует светофильтры для поглощения света от нагретой нити. Он поглощает все, кроме инфракрасного и ультрафиолетового света (и немного видимого света).
В обоих этих светильниках испускаемый УФ-свет реагирует с различнымивнешними люминофорами точно так же, как УФ-свет внутри люминесцентной лампы реагирует с люминофорным покрытием. Внешние люминофоры светятся, пока на них падает ультрафиолетовый свет.
В следующем разделе мы увидим, какие объекты содержат люминофор, и рассмотрим несколько интересных способов использования черного света.
Использование черного света
Если бы вы ходили всю ночь с переносным черным фонариком, вы бы обнаружили, что люминофоры повсюду. Среди прочего, в ваших зубах и ногтях содержится много природных люминофоров. Также много люминофора в искусственных материалах, включая телевизионные экраны и некоторые краски, ткани и пластмассы. Большинствофлуоресцентных цветов, таких как маркеры, содержат люминофоры, и вы найдете их во всех продуктах, светящихся в темноте. Клубы и парки развлечений используют специальную черную светящуюся краску, которая светится разными цветами. Вы также можете купить флуоресцентные пузырьки черного света, невидимые чернила черного света, флуоресцентный ковер черного света и даже флуоресцентный гель для волос черного света.
В дополнение к тому, что люди и флуоресцентные плакаты выглядят круто, черный свет имеет и практическое применение. Например:
- Оценщики используют их для выявления подделок антиквариата. Сегодня многие краски содержат люминофоры, которые светятся в темноте, в то время как большинство старых красок не содержат люминофоров.
- Ремонтники используют их для поиска невидимых утечек в механизмах - они впрыскивают немного флуоресцентного красителя в систему подачи топлива и подсвечивают ее черным светом. Например, они могут обнаружить невидимую утечку кондиционера, добавив в хладагент флуоресцентный краситель. Черные индикаторы можно использовать для обнаружения поддельных банкнот.
- Сотрудники правоохранительных органов могут использовать их для выявления фальшивых денег. Соединенные Штаты и многие другие страны включают в свои крупные купюры невидимую флуоресцентную полоску, которая видна только в темноте.
- Парки развлечений и клубы используют их для идентификации невидимых флуоресцентных ручных штампов для реадмиссии.
- Судебные эксперты используют их для анализа мест преступления. Например, чтобы выделить отпечатки пальцев, они часто посыпают флуоресцентным красителем под черным светом. Это облегчает выделение отпечатков пальцев из окружающей грязи. Черные огни также могут идентифицировать сперму и другие физиологические жидкости, которые естественным образом флуоресцируют.
Большинство из этих применений, как и десятки других, следуют общей теме - черные огни делают невидимое видимым или изолируют одно конкретное вещество от всего вокруг него. Если подумать, существуют десятки ситуаций, в которых вы могли бы заставить это явление работать. Приложения потенциально бесконечны!
Для получения дополнительной информации о черном свете и других видах световой энергии перейдите по ссылкам ниже.
Часто задаваемые вопросы о Black Light
Вредны ли вам черные огни?
Ограниченное воздействие не должно вызывать никаких проблем, но длительный контакт с глазами без защиты глаз может привести к повреждению сетчатки.
УФ-излучение - это то же самое, что и черный свет?
Черный свет - это тип ультрафиолетового света, который испускает ультрафиолетовое излучение. Это излучение имеет более короткую длину волны, чем фиолетовый свет, который является самой короткой длиной волны света в видимой части электромагнитного спектра.
Может ли черный свет обнаруживать микробы?
Нет, черный свет не может выявить бактерии или другие микробы.
Почему они называют это черным светом?
Черный свет показывает в основном ультрафиолетовый или «черный» свет, отсюда и его название, но «просачивает» пурпурный свет.
Что показывает черный свет?
Тиамин, рибофлавин, ниацин, жидкости и витамины сияют под черным светом. Моча, сперма и кровь содержат флуоресцентные молекулы, поэтому они также проявляются в черном свете. Интересно, что некоторые чистящие средства и стиральные порошки, скорпионы, тоник, антифриз и отбеливатели для зубов также светятся в темноте.