Triboluminescence zimních zelených bonbónů

Po několik desetiletí lidé hráli ve tmě s triboluminiscencí pomocí bonbónů Lifesavers s příchutí zimy. Cílem je zlomit tvrdé bonbóny ve tvaru koblihy ve tmě. Obvykle se člověk dívá do zrcadla nebo nakoukne do partnerových úst, zatímco drtí bonbóny, aby viděl výsledné modré jiskry.

• tvrdé bonbóny zimnízelené (např. záchranáři Wint-o-Green)
• zuby, kladivo nebo kleště

K triboluminiscenci můžete použít kteroukoli z mnoha tvrdých bonbónů, ale efekt funguje nejlépe u cukrovinek s příchutí zimy, protože fluorescence oleje ze zelených listů zlepšuje světlo. Vyberte tvrdý bílý bonbón, protože většina čirých bonbónů nefunguje dobře.

Chcete-li vidět efekt:

• Osušte ústa papírovou utěrkou a rozdrtte cukroví zuby. Použijte zrcadlo, abyste viděli světlo z vlastních úst, nebo sledujte někoho jiného, ​​jak žvýká cukroví ve tmě.
• Položte bonbón na pevný povrch a rozbijte kladivem. Můžete ji také rozdrtit pod průhlednou plastovou desku.
• Rozdrťte cukroví do čelistí kleští

Světlo můžete zachytit pomocí mobilního telefonu, který funguje při slabém osvětlení, nebo pomocí fotoaparátu na stativu s vysokým číslem ISO. Video je pravděpodobně snazší než zachytit statický snímek.

Triboluminescence je světlo produkované při nárazu nebo tření dvou kusů speciálního materiálu dohromady. Je to v podstatě světlo od tření, jak tento termín pochází z řečtiny tribein, což znamená „třít“ a latinská předpona lumin, což znamená „světlo“. Obecně k luminiscenci dochází, když energie vstupuje do atomů z tepla, tření, elektřiny nebo jiných zdrojů. Elektrony v atomu tuto energii absorbují. Když se elektrony vrátí do svého obvyklého stavu, energie se uvolní ve formě světla.

Spektrum světla produkovaného triboluminiscencí cukru (sacharózy) je stejné jako spektrum blesků. Blesk pochází z proudu elektronů procházejících vzduchem, který vzrušuje elektrony molekul dusíku (primární složka vzduchu), které emitují modré světlo, když uvolňují svou energii. Triboluminiscenci cukru lze považovat za blesk ve velmi malém měřítku. Pokud je krystal cukru zdůrazněn, kladné a záporné náboje v krystalu jsou odděleny, čímž vzniká elektrický potenciál. Když se hromadí dostatek náboje, elektrony skočí přes zlomeninu v krystalu a střetnou se s vzrušujícími elektrony v molekulách dusíku. Většina světla emitovaného dusíkem ve vzduchu je ultrafialová, ale malá část je ve viditelné oblasti. Pro většinu lidí se emise jeví modrobílě, i když někteří lidé rozlišují modro-zelenou barvu (lidské vidění ve tmě není příliš dobré).

Emise z cukrovinek v zimě jsou mnohem jasnější než v případě samotné sacharózy, protože chuť zeleně (methyl salicylát) je fluorescenční. Methylsalicylát absorbuje ultrafialové světlo ve stejné spektrální oblasti jako emise blesku generované cukrem. Metony salicylátové elektrony se stanou vzrušenými a vydávají modré světlo. Mnohem více emisí ze zimních listů než z původních emisí cukrů je ve viditelné oblasti spektra, takže se ze zimních listů jeví jasnější než světlo se sacharózou.

Triboluminescence souvisí s piezoelektrikou. Piezoelektrické materiály generují elektrické napětí od oddělení kladného a záporného náboje, když jsou stlačeny nebo nataženy. Piezoelektrické materiály mají obecně asymetrický (nepravidelný) tvar. Sacharózové molekuly a krystaly jsou asymetrické. Asymetrická molekula mění svou schopnost držet elektrony, když je stlačena nebo natažena, čímž mění její distribuci elektrického náboje. Asymetrické, piezoelektrické materiály mají větší pravděpodobnost triboluminiscence než symetrické látky. Přibližně třetina známých triboluminiscenčních materiálů však není piezoelektrická a některé piezoelektrické materiály nejsou triboluminiscenční. Triboluminescence proto musí určovat další charakteristika. V triboluminiscenčních materiálech jsou také běžné nečistoty, poruchy a defekty. Tyto nepravidelnosti nebo lokalizované asymetrie také umožňují shromažďování elektrického náboje. Přesné důvody, proč určité materiály vykazují triboluminiscenci, se mohou u různých materiálů lišit, ale je tomu tak je pravděpodobné, že krystalová struktura a nečistoty jsou primární determinanty toho, zda materiál je nebo není triboluminiscenční.

Záchranáři Wint-O-Green nejsou jedinými bonbóny, které vykazují triboluminiscenci. Budou fungovat pravidelné kostky cukru, stejně jako téměř jakékoli neprůhledné bonbóny vyrobené s cukrem (sacharózou). Průhledné bonbóny nebo bonbóny vyrobené pomocí umělých sladidel nebudou fungovat. Většina lepicích pásek také emituje světlo, když se roztrhly. Amblygonit, kalcit, živce, fluorit, lepidolit, slída, pektolit, křemen a sfalerit jsou všechny minerály, o nichž je známo, že projevují triboluminiscenci při nárazu, tření nebo poškrábání. Triboluminescence se v jednotlivých minerálních vzorcích velmi liší, takže může být nepozorovatelná. Nejspolehlivější jsou vzorky sfaleritu a křemene, které jsou průsvitné spíše než průhledné, s malými zlomeninami po celé skále.

Existuje několik způsobů, jak pozorovat triboluminiscence doma. Jak jsem již zmínil, pokud máte po ruce zachránce zimních rostlin, dostaňte se do velmi temné místnosti a rozdrtte bonbóny kleštěmi nebo maltou a tloučkem. Žvýkání cukroví při sledování sebe v zrcadle bude fungovat, ale vlhkost ze slin sníží nebo odstraní účinek. Funguje také tření dvou kostek cukru nebo kousků křemene nebo růžového křemene ve tmě. Škrábání křemen s ocelovým čepem může také prokázat účinek. Také lepení / odlepování většiny lepidel pásky zobrazí triboluminiscenci.

Z velké části je triboluminiscence zajímavým efektem s několika praktickými aplikacemi. Porozumění jeho mechanismům však může pomoci vysvětlit jiné typy luminiscence, včetně bioluminiscence v bakteriích a zemětřeseních. Triboluminiscenční povlaky by mohly být použity v aplikacích pro dálkové snímání pro signalizaci mechanického selhání. Jeden odkaz uvádí, že probíhá výzkum použití triboluminiscenčních záblesků na snímání automobilových nehod a nafukování airbagů.