Наука о черных огнях: как работают черные огни

Вы, конечно, знакомы с технологией черного света от событий Хэллоуина и крутых плакатов в комнатах общежития до научных музеев и телесериала CSI: Crime Scene Investigation. Черные лампы выглядят так же, как обычные люминесцентные лампы, когда они выключены, но когда они включены, они выполняют несколько иную функцию!

Если вы когда-либо были рядом с черным светом, вы, возможно, заметили, что все, что предназначено для работы с черным светом, даже все белое, светится немного ярче. Но вы, наверное, задавались вопросом, как работают черные огни. На самом деле, физика, лежащая в основе черного УФ-излучения, довольно интригующая.

В этом блоге рассказывается о науке, лежащей в основе черного света, нескольких вариантах его использования и о том, как вы можете разрабатывать свои собственные эксперименты с черным светом, чтобы узнать больше независимо.

Что именно означает «УФ» в УФ-черном свете?

Первое, что вы, несомненно, заметите, используя черный свет в кромешной тьме, это то, что он не совсем черный. В реальности черная лампочка излучает сине-фиолетовое сияние. Но почему? Чтобы понять это, мы должны сначала обсудить спектр видимого света.

Видимый диапазон света для человеческого глаза ограничен полосой длин волн от 380 до 750 нанометров, при этом синий и фиолетовый свет попадает в диапазон 380-495. УФ-свет, который находится за пределами фиолетового света и не виден человеческому глазу.

Фраза «ультрафиолетовый свет», возможно, наиболее знакома вам по отношению к солнцу и тому, как оно влияет на вашу кожу. Однако ультрафиолетовое излучение бывает разных форм, таких как UVA, UVB или UVC. Ультрафиолетовое излучение, генерируемое типичной черной УФ-лампой, представляет собой УФ-А, которое гораздо менее вредно, чем УФ-В-лучи, испускаемые солнцем, которые могут привести к солнечным ожогам.

Вы заметите интенсивность этого узнаваемого фиолетового свечения, когда направите свой черный свет на белую футболку, на невидимую ручную печать, которую вы можете получить в баре, или даже на свои зубы. Это свечение люминофоров, которые представляют собой вещества, генерирующие видимый свет при воздействии излучения. Прежде чем термин «излучение» вас отпугнет, имейте в виду, что все типы света являются излучением. Невидимый черный свет преобразуется в видимый свет люминофором.

Так как же это сделать?

Люминофор ударяется о частицу света, которая заставляет электрон переходить на более высокий энергетический уровень и выделять тепло. Поскольку часть энергии была потеряна в виде тепла, второй фотон, испускаемый при возвращении электрона на свой обычный уровень, имеет меньшую энергию, чем первый.

Два разных типа черных лампочек

Черные лампочки бывают двух разных разновидностей, хотя обе они работают по существу одинаково:

Обычная лампочка и лампа накаливания черного света идентичны, но у лампы накаливания черного света есть специальные фильтры, которые поглощают все лучи, кроме УФА, от лампы.

Флуоресцентная лампа с уникальным люминофорным покрытием по своим функциональным возможностям сравнима с лампой черного света. Это покрытие поглощает более опасные ультрафиолетовые лучи UVB и UVC, что позволяет излучать только свет UVA. За исключением сине-фиолетового свечения, которое соответствует излучению UVA, черное покрытие эффективно скрывает большую часть видимого света.

Свет UVA, испускаемый лампами, реагирует с внешними люминофорами, и пока эти люминофоры подвергаются воздействию света UVA, они светятся. Вот как эти черные огни работают в обеих конфигурациях.

Различные варианты использования черного света

Люминофоры можно найти повсюду, если всю ночь ходить с переносным черным фонарем. Многочисленные люминофоры встречаются в природе, например, в ваших зубах и ногтях. Некоторые краски, ткани и полимеры, а также телевизионные экраны содержат люминофоры в значительных количествах.

В состав большинства флуоресцентно окрашенных изделий, в том числе хайлайтеров, входят люминофоры, которые также присутствуют во всех товарах, светящихся в темноте. В клубах и тематических парках используется специальная черная светлая краска, которая светится разными оттенками. Невидимая черная световая ручка, флуоресцентное черное светящееся напольное покрытие, флуоресцентные черные световые пузыри и даже флуоресцентный черный светлый гель для волос доступны для покупки.

True CSI: Crime Scene Ультрафиолетовый черный свет действительно используется следователями для осмотра места преступления! Например, судебно-медицинские эксперты будут использовать флуоресцентную пыль, которая прилипает к отпечаткам пальцев, чтобы обнаружить отпечатки пальцев. Затем они будут светить черным светом вокруг области, чтобы выделить любые отпечатки пальцев, которые могут быть там.

Ручки с черным светом могут использоваться правоохранительными органами, банковскими кассирами и даже работниками магазинов, которые работают с наличными, для проверки законности валют. Банкноты номиналом пять долларов и выше в США имеют эти флуоресцентные полосы водяных знаков слева от центра купюры. Поэтому вам следует пересмотреть использование фальшивой купюры, если вы когда-либо решите это сделать.

Чтобы насладиться старым добрым весельем, часто используются черные огни! Черные огни создают уникальный калейдоскоп цветов, который можно еще больше подчеркнуть, если посетители вечеринок будут одеты соответствующим образом, от вечеринок в честь Хэллоуина до неоновых рейвов. Праздничный или хеллоуинский костюм можно превратить во что-то уникальное с помощью специальной флуоресцентной краски для тела и косметики. Также не забудьте очки для просмотра фейерверков!

Вы когда-нибудь отправлялись в тематический парк или на бейсбольный матч только для того, чтобы сразу же уйти? На обратном пути вы, скорее всего, получили ручную печать. Тогда это использование технологии черного света! Флуоресцентные ручные штампы и связанное с ними темное освещение используются в барах, клубах, концертных залах, на спортивных мероприятиях и в тематических парках, чтобы разрешить повторный вход.

Оценщик антиквариата может использовать черный свет для обнаружения подделок, поскольку люминофоры, которые светятся в черном свете, присутствуют во многих современных картинах. Старая краска, обнаруженная на подлинных предметах антиквариата, не содержит люминофора; если он загорается, это означает... что он не является подлинным!

Специалисты по ремонту блоков HVAC могут использовать черные огни для обнаружения утечек, которые в противном случае могли бы остаться незамеченными. Они делают это, растворяя небольшое количество флуоресцентного красителя в охлаждающей жидкости системы охлаждения. Затем машина и ее сеть вентиляционных отверстий освещаются черным светом для поиска утечек в системе.

Нравится вам это или нет, но скорпионы сияют под воздействием черного света. Это потому, что кутикула экзоскелета скорпиона содержит светящийся материал. Поэтому носите с собой черный фонарь, если вы когда-нибудь захотите провести ночь на улице в пустыне, чтобы вы могли высматривать любых потенциально вредных тварей.

Черный свет, конечно, фантастический инструмент для исследования света и цвета. Чтобы рассказать учащимся об электромагнитном спектре, видимом свете и невидимом свете и о том, как работает черный свет в целом, преподаватели могут использовать черный свет для проведения еще одного визуально привлекательного эксперимента.

БенвэйУФ 120 см светодиодная трубка Спецификация продукта: