Triboluminescence των ζαχαρωτών Lifesaver του Wintergreen

Για αρκετές δεκαετίες, οι άνθρωποι παίζουν στο σκοτάδι με τριαλλεϊνουχισμό χρησιμοποιώντας καραμέλα Lifesavers με γεύση wintergreen. Η ιδέα είναι να σπάσει το σκληρό καραμέλα σε σχήμα ντόνατς στο σκοτάδι. Συνήθως, ένα πρόσωπο κοιτάζει σε έναν καθρέφτη ή ομότιμους στο στόμα ενός συντρόφου ενώ τραγουδάει την καραμέλα για να δει τις προκύπτουσες μπλε σπινθήρες.

• χειμωνιάτικες σκληρές καραμέλες (π.χ. Wint-o-Green Lifesavers)
• δόντια, σφυρί ή πένσες

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε από μια σειρά από σκληρές καραμέλες για να δείτε το triboluminescence, αλλά το αποτέλεσμα λειτουργεί καλύτερα με καραμέλα με γεύση wintergreen επειδή ο φθορισμός λαδιού wintergreen ενισχύει το φως. Επιλέξτε μια σκληρή, λευκή καραμέλα, καθώς οι περισσότερες σαφείς σκληρές καραμέλες δεν λειτουργούν καλά.

Για να δείτε το αποτέλεσμα:

• Στεγνώστε το στόμα σας με μια χαρτοπετσέτα και τραγάνε την καραμέλα με τα δόντια σας. Χρησιμοποιήστε έναν καθρέφτη για να δείτε το φως από το στόμα σας ή αλλιώς παρακολουθήστε κάποιον άλλο να μασήσει καραμέλα στο σκοτάδι.
instagram viewer
• Τοποθετήστε την καραμέλα σε μια σκληρή επιφάνεια και χτυπήστε την με ένα σφυρί. Μπορείτε επίσης να το συντρίψετε κάτω από μια σαφή πλάκα από πλαστικό.
• Συντριβή της καραμέλας στις γνάθου ενός ζεύγους πένσες

Μπορείτε να καταγράψετε το φως χρησιμοποιώντας ένα κινητό τηλέφωνο που λειτουργεί καλά σε χαμηλό φωτισμό ή μια κάμερα σε τρίποδο χρησιμοποιώντας έναν υψηλό αριθμό ISO. Το βίντεο είναι μάλλον ευκολότερο από τη λήψη ενός στιγμιότυπου.

Το Triboluminescence είναι φως που παράγεται ενώ χτυπά ή τρίβει δύο κομμάτια από ένα ειδικό υλικό μαζί. Είναι βασικά ελαφρύ από την τριβή, καθώς ο όρος προέρχεται από την ελληνική tribein, που σημαίνει "να τρίβετε", και το λατινικό πρόθεμα φωτεινή ένδειξη, που σημαίνει "ελαφρύ". Γενικά, η φωταύγεια συμβαίνει όταν η ενέργεια εισάγεται σε άτομα από θερμότητα, τριβή, ηλεκτρισμό ή άλλες πηγές. Τα ηλεκτρόνια στο άτομο απορροφούν αυτή την ενέργεια. Όταν τα ηλεκτρόνια επιστρέψουν στη συνήθη κατάσταση τους, η ενέργεια απελευθερώνεται με τη μορφή φωτός.

Το φάσμα του φωτός που παράγεται από την τρι-φωταύγεια ζάχαρης (σακχαρόζη) είναι το ίδιο με το φάσμα του κεραυνού. Ο αστραπής προέρχεται από μια ροή ηλεκτρονίων που διέρχεται από τον αέρα, διεγείροντας τα ηλεκτρόνια των μορίων αζώτου (το κύριο συστατικό του αέρα), τα οποία εκπέμπουν το μπλε φως καθώς απελευθερώνουν την ενέργειά τους. Η τριβοφωταύγεια της ζάχαρης μπορεί να θεωρηθεί ως αστραπή σε πολύ μικρή κλίμακα. Όταν ένας κρύσταλλος ζάχαρης είναι υπό πίεση, τα θετικά και τα αρνητικά φορτία στον κρύσταλλο διαχωρίζονται, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό δυναμικό. Όταν έχει συσσωρευτεί αρκετό φορτίο, τα ηλεκτρόνια μεταπήδησαν σε κάταγμα στον κρύσταλλο, συγκρουόμενα με συναρπαστικά ηλεκτρόνια στα μόρια του αζώτου. Το μεγαλύτερο μέρος του φωτός που εκπέμπεται από το άζωτο στον αέρα είναι υπεριώδες, αλλά ένα μικρό κλάσμα βρίσκεται στην ορατή περιοχή. Για τους περισσότερους ανθρώπους, η εκπομπή εμφανίζεται μπλε-άσπρο, αν και μερικοί άνθρωποι διακρίνουν ένα μπλε-πράσινο χρώμα (ανθρώπινη έγχρωμη όραση στο σκοτάδι δεν είναι πολύ καλή).

Η εκπομπή από την καραμέλα του wintergreen είναι πολύ φωτεινότερη από αυτή της σακχαρόζης μόνο και μόνο επειδή το γεύση του wintergreen (σαλικυλικό μεθύλιο) είναι φθορίζων. Το σαλικυλικό μεθύλ απορροφά το υπεριώδες φως στην ίδια φασματική περιοχή με τις εκπομπές κεραυνών που δημιουργούνται από τη ζάχαρη. Τα ηλεκτρόνια σαλικυλικού μεθυλίου γίνονται διεγερμένα και εκπέμπουν μπλε φως. Πολύ περισσότερο από την εκπομπή του wintergreen από την αρχική εκπομπή σακχάρου βρίσκεται στην ορατή περιοχή του φάσματος, οπότε το χειμωνιάτικο φως φαίνεται πιο φωτεινό από το φως σακχαρόζης.

Η τριβοφωταύγεια σχετίζεται με την πιεζοηλεκτρική. Τα πιεζοηλεκτρικά υλικά παράγουν ηλεκτρική τάση από τον διαχωρισμό των θετικών και αρνητικών φορτίων όταν συμπιέζονται ή τεντώνονται. Τα πιεζοηλεκτρικά υλικά γενικά έχουν ασύμμετρο (ακανόνιστο) σχήμα. Τα μόρια σακχαρόζης και οι κρύσταλλοι είναι ασύμμετρα. Ένα ασύμμετρο μόριο αλλάζει την ικανότητά του να συγκρατεί τα ηλεκτρόνια όταν συμπιέζεται ή τεντώνεται, μεταβάλλοντας έτσι την κατανομή του ηλεκτρικού φορτίου. Ασυμμετρικά, τα πιεζοηλεκτρικά υλικά είναι πιο πιθανό να είναι τρι-φωτοευαισθητοποιητικά από ότι οι συμμετρικές ουσίες. Εν τούτοις, περίπου το ένα τρίτο των γνωστών τριαλιακών υλικών δεν είναι πιεζοηλεκτρικά και μερικά πιεζοηλεκτρικά υλικά δεν είναι τριαboluminescent. Επομένως, ένα πρόσθετο χαρακτηριστικό πρέπει να καθορίζει την τριαλιακή φωσφορίωση. Οι ακαθαρσίες, η διαταραχή και τα ελαττώματα είναι επίσης κοινές στα τριχοσφαιρίνες. Αυτές οι ανωμαλίες, ή εντοπισμένες ασυμμετρίες, επιτρέπουν επίσης τη συλλογή ενός ηλεκτρικού φορτίου. Οι ακριβείς λόγοι για τους οποίους τα συγκεκριμένα υλικά δείχνουν την τριαλλωματώδη μπορεί να είναι διαφορετικά για διαφορετικά υλικά, αλλά είναι πιθανόν ότι η κρυσταλλική δομή και οι ακαθαρσίες είναι πρωταρχικοί προσδιοριστές του κατά πόσο ένα υλικό είναι ή όχι τριβολίμους.

Οι Wint-O-Green Lifesavers δεν είναι οι μοναδικές καραμέλες που εμφανίζουν τριπολμησία. Οι κανονικοί κύβοι ζάχαρης θα λειτουργήσουν, όπως ακριβώς και κάθε αδιαφανή καραμέλα από ζάχαρη (σακχαρόζη). Η διαφανής καραμέλα ή καραμέλα που γίνεται με τεχνητά γλυκαντικά δεν θα λειτουργήσει. Οι περισσότερες αυτοκόλλητες ταινίες εκπέμπουν επίσης φως όταν έχουν σχιστεί. Αμβλυγωνίτης, ασβεστίτης, άστριος, φθορίτης, λεπιδολίτης, μαρμαρυγία, πηκτολίτης, χαλαζία και σφαλερίτης είναι όλα ανόργανα στοιχεία που είναι γνωστό ότι εμφανίζουν τριπολμησία όταν χτυπηθούν, τρίβονται ή γδαρμένα. Η τριφωταύγεια ποικίλλει ευρέως από ένα δείγμα ορυκτών σε άλλο, έτσι ώστε να μπορεί να μην είναι ορατή. Τα δοκίμια σφαλερίτη και χαλαζία που είναι διαφανή και όχι διαφανή, με μικρά κατάγματα σε όλο το βράχο, είναι τα πιο αξιόπιστα.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι παρατήρησης τριχοσφαιρίνη στο σπίτι. Όπως ανέφερα, αν έχετε χειροποίητους lifesavers χειροποίητους, βγείτε σε ένα πολύ σκοτεινό δωμάτιο και συνθλίψτε την καραμέλα με πένσες ή κονίαμα και γουδοχέρι. Το μάσημα της καραμέλας ενώ παρακολουθείτε τον εαυτό σας σε έναν καθρέφτη θα λειτουργήσει, αλλά η υγρασία από το σάλιο θα μειώσει ή θα εξαλείψει το αποτέλεσμα. Το τρίψιμο δύο κύβους ζάχαρης ή κομμάτια χαλαζία ή ροζ χαλαζία στο σκοτάδι θα λειτουργήσει επίσης. Ξύσιμο χαλαζίας με έναν πείρο από χάλυβα μπορεί επίσης να αποδείξει το αποτέλεσμα. Επίσης, κολλήστε / αφαιρέστε το μεγαλύτερο μέρος της κόλλας ταινίες θα εμφανίσει τριφωταύγεια.

Ως επί το πλείστον, το triboluminescence είναι ένα ενδιαφέρον αποτέλεσμα με λίγες πρακτικές εφαρμογές. Ωστόσο, η κατανόηση των μηχανισμών μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση άλλων τύπων φωταύγειας, συμπεριλαμβανομένων βιοφωταύγεια σε βακτήρια και σεισμούς. Οι επικαλύψεις με φυσαλίδες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές τηλεανίχνευσης για να σηματοδοτήσουν μηχανική βλάβη. Μία αναφορά αναφέρει ότι η έρευνα βρίσκεται σε εξέλιξη για να εφαρμοστούν λάμψεις τριών φωτοβολίδων για την ανίχνευση συγκρούσεων αυτοκινήτων και φουσκώνουν αερόσακους.