Triboluminiscencia cukroviniek Wintergreen Lifesaver Candies

Niekoľko desaťročí ľudia hrali v tme s triboluminiscenciou, pričom používali bonbóny Lifesavers s príchuťou zimy. Cieľom je prelomiť tvrdé bonbóny v tvare šišky v tme. Zvyčajne sa človek pozrie do zrkadla alebo nahliadne do úst partnera, zatiaľ čo rozdrví cukríky, aby videl výsledné modré iskry.

• zimné zelené tvrdé bonbóny (napr. záchrancovia Wint-o-Green)
• zuby, kladivo alebo kliešte

Na triboluminiscenciu môžete použiť ktorúkoľvek z mnohých tvrdých cukroviniek, ale účinok funguje najlepšie s cukrovinkami s príchuťou zimy, pretože fluorescencia olejov v zime zlepšuje svetlo. Vyberte tvrdý biely cukrík, pretože väčšina čírych cukríkov nefunguje dobre.

Ak chcete vidieť efekt:

• Osušte si ústa papierovou utierkou a cukríkovou hmotou rozdeľte zubami. Použite zrkadlo, aby ste videli svetlo z vlastných úst, alebo sledujte niekoho iného, ​​ako žuť cukrovinky v tme.
• Cukrík položte na tvrdý povrch a rozbite kladivom. Môžete ho tiež rozdrviť pod priehľadnú plastovú dosku.
• Rozdrvte cukrík v čeľustiach klieští

Svetlo môžete zachytiť pomocou mobilného telefónu, ktorý funguje pri slabom osvetlení, alebo pomocou fotoaparátu na statíve, ktorý používa vysoké číslo ISO. Video je pravdepodobne jednoduchšie ako zachytenie statického záberu.

Triboluminescencia sa vyrába pri súčasnom štrajkovaní alebo drhnutí dvoch kusov špeciálneho materiálu. Je to v podstate ľahké trenie, pretože tento výraz pochádza z gréčtiny tribein, čo znamená „trieť“ a latinskú predponu Lumin, čo znamená „svetlo“. Všeobecne k luminiscencii dochádza, keď energia vstupuje do atómov z tepla, trenia, elektriny alebo iných zdrojov. Elektróny v atóme absorbujú túto energiu. Keď sa elektróny vrátia do svojho obvyklého stavu, energia sa uvoľní vo forme svetla.

Spektrum svetla produkovaného triboluminiscenciou cukru (sacharózy) je rovnaké ako spektrum blesku. Blesk pochádza z prúdu elektrónov prechádzajúcich vzduchom, ktorý excituje elektróny molekúl dusíka (primárna zložka vzduchu), ktoré emitujú modré svetlo, keď uvoľňujú svoju energiu. Triboluminescencia cukru sa dá považovať za blesk vo veľmi malom merítku. Ak je kryštál cukru zdôraznený, kladné a záporné náboje v kryštáli sú oddelené, čím sa vytvára elektrický potenciál. Keď sa nahromadí dostatok náboja, elektróny skočia cez zlomeninu v kryštáli a zrážajú sa s vzrušujúcimi elektrónmi v molekulách dusíka. Väčšina svetla emitovaného dusíkom vo vzduchu je ultrafialová, ale malá časť je vo viditeľnej oblasti. Pre väčšinu ľudí sa emisia javí modro-bielo, hoci niektorí ľudia rozpoznajú modro-zelenú farbu (videnie ľudskej farby v tme nie je veľmi dobré).

Emisie z cukroviniek zo zimnej sezóny sú omnoho jasnejšie ako emisie zo samotnej sacharózy, pretože chuť zelenej trávy (metylsalicylát) je fluorescenčné. Metylsalicylát absorbuje ultrafialové svetlo v rovnakej spektrálnej oblasti ako emisie blesku generované cukrom. Metylsalicylátové elektróny sú vzrušené a vyžarujú modré svetlo. Oveľa viac emisií zimnej zelene ako pôvodná emisia cukru je vo viditeľnej oblasti spektra, takže zimné zelené svetlo vyzerá jasnejšie ako svetlo sacharózy.

Triboluminescencia súvisí s piezoelektrikou. Piezoelektrické materiály generujú elektrické napätie oddeľovaním kladného a záporného náboja, keď sú stlačené alebo natiahnuté. Piezoelektrické materiály majú všeobecne asymetrický (nepravidelný) tvar. Sacharózové molekuly a kryštály sú asymetrické. Asymetrická molekula mení svoju schopnosť držať elektróny, keď sa stlačí alebo natiahne, čím sa zmení jej distribúcia elektrického náboja. Asymetrické, piezoelektrické materiály majú vyššiu pravdepodobnosť triboluminiscencie ako symetrické látky. Približne tretina známych triboluminiscenčných materiálov však nie je piezoelektrická a niektoré piezoelektrické materiály nie sú triboluminiscenčné. Preto musí ďalšia charakteristika určovať triboluminiscenciu. V triboluminiscenčných materiáloch sú tiež bežné nečistoty, poruchy a defekty. Tieto nepravidelnosti alebo lokalizované asymetrie tiež umožňujú zhromažďovanie elektrického náboja. Presné dôvody, prečo konkrétne materiály vykazujú triboluminiscenciu, sa môžu u rôznych materiálov líšiť, ale je to tak je pravdepodobné, že kryštalická štruktúra a nečistoty sú primárnymi determinantami toho, či materiál je alebo nie triboluminescent.

Záchranári Wint-O-Green nie sú jediné cukríky, ktoré vykazujú triboluminiscenciu. Pravidelné kocky cukru budú fungovať, rovnako ako všetky nepriehľadné cukrovinky vyrobené z cukru (sacharózy). Transparentné cukrovinky alebo cukrovinky vyrobené pomocou umelých sladidiel nebudú fungovať. Väčšina lepiacich pások emituje svetlo, aj keď sa roztrhli. Amblygonit, kalcit, živec, fluorit, lepidolit, sľuda, pektolit, kremeň a sfalerit sú všetky minerály, o ktorých je známe, že prejavujú triboluminiscenciu pri náraze, trení alebo poškriabaní. Triboluminescencia sa v jednotlivých vzorkách minerálov značne líši, takže môže byť nepozorovateľná. Najspoľahlivejšie sú vzorky sfaleritu a kremeňa, ktoré sú priesvitné a nie priehľadné, s malými zlomeninami po celej skale.

Existuje niekoľko spôsobov, ako to pozorovať triboluminiscence doma. Ako som už spomenul, ak máte záchranárov zachránených v zimnom období po ruke, choďte do veľmi tmavej miestnosti a rozdrvte cukrovinky pomocou klieští alebo malty a paličky. Žuvanie cukrovinky pri sledovaní seba v zrkadle bude fungovať, ale vlhkosť zo slín zníži alebo eliminuje účinok. Fungovať bude aj trenie dvoch kociek cukru alebo kúskov kremeňa alebo ružového kremeňa v tme. škrabanie kremeň s oceľovým čapom môže tiež preukázať účinok. Tiež nalepenie / odlepenie väčšiny lepidla pásky zobrazí triboluminiscenciu.

Z väčšej časti je triboluminiscencia zaujímavým efektom s niekoľkými praktickými aplikáciami. Porozumenie jeho mechanizmom však môže pomôcť vysvetliť ďalšie typy luminiscencie vrátane Bioluminiscencia v baktériách a zemetraseniach. Triboluminiscenčné povlaky by sa mohli použiť v aplikáciách diaľkového snímania na signalizáciu mechanického zlyhania. Jeden odkaz uvádza, že prebieha výskum uplatňovania triboluminiscenčných zábleskov na snímanie automobilových nehôd a nafúknutie airbagov.