by Chris Woodford. Ostatnia aktualizacja: April 27, 2020.

Kiedy budzisz się w środku nocy, nie będąc pewnym, gdzie jesteś, nie ma nic bardziej uspokajającego niż świetlista tarcza zegarka. Nie musisz szukać światła: wystarczy, że spojrzysz na swój nadgarstek i już wiesz, która jest godzina. Zegarki takie jak ten świecą przez cały dzień – po prostu nie zauważamy ich upiornego blasku w ciągu dnia. Co sprawia, że świecą w nocy, długo po tym, jak wszystkie inne źródła światła są przyćmione?

Foto: Bioluminescencja (niesamowita niebieska poświata wytwarzana przez stworzenia oceaniczne) na Morzu Wschodniochińskim, obserwowana z burty statku. Zdjęcie autorstwa Jordana Croucha dzięki uprzejmości US Navy.

Co to jest luminescencja?

Świecący oznacza po prostu wydzielający światło; większość rzeczy w naszym świecie wytwarza światło, ponieważ mają energię, która pierwotnie pochodzi ze Słońca, które jest największą, najbardziej świecącą rzeczą, jaką możemy zobaczyć.Ściśle mówiąc, chociaż Księżyc wydaje się wydzielać światło, w rzeczywistości nie jest świecący, ponieważ po prostu odbija światło od Słońca jak gigantyczne lustro wykonane ze skały. Świecący to dość niejasne słowo. Prawdopodobnie nawet żarówka latarki jest świetlista, ponieważ zamienia elektryczność (energię elektryczną) w światło i świeci w naszą stronę. Ale żarówki takie jak ta są żarowe i wytwarzają światło poprzez wytwarzanie ciepła. Rzeczy luminescencyjne, dla kontrastu, wytwarzają światło, gdy ich atomy są wzbudzone w procesie, który potrzebuje niewiele lub wcale ciepła, aby to się stało.

Foto: Luminous nie oznacza „świeci w ciemności”: oznacza to, że obiekt daje światło, które sam wytwarza. Ściśle mówiąc, oznacza to, że Słońce (u góry) jest świetliste, ale Księżyc (na dole) nie.Zdjęcia dzięki uprzejmości NASA Goddard Space Flight Center (Słońce) i NASA Jet Propulsion Laboratory (Księżyc), przez NASA na Commons.

Jaka jest różnica między luminescencją, fluorescencją i fosforescencją?

Zdjęcie: Ta „świetlista” tarcza zegarka jest pokryta farbą fosforescencyjną, więc świeci w ciemności. Jest to zaskakująco trudne do sfotografowania (bez oszukiwania!), ponieważ wydziela bardzo mało światła.

Materiały fluorescencyjne wytwarzają światło natychmiast, gdy atomy wewnątrz nich absorbują energię i stają się „wzbudzone”. Kiedy atomy returnt do normalnego, w tak mało jak sto tysięcznych sekundy, onegdaj energię, która wzbudziła je jako małe cząstki światła zwanych fotonów. Jeśli rzucisz światło ultrafioletowe (UV) na stolenTV lub aparat fotograficzny, możesz znaleźć czyjś adres, zapisany niewidzialnym atramentem. Atrament składa się z fluorescencyjnych związków chemicznych, które absorbują energię światła UV, ulegają wzbudzeniu, a następnie oddają energię w postaci fotonów światła widzialnego.Wyłącz światło UV, a atrament zniknie ponownie. Więcej o tym, jak atomy wytwarzają światło, można przeczytać w ramce funkcji w naszym artykule na temat światła.

Gdy mówimy o „świecących” zegarkach i farbach, to, co naprawdę mamy na myśli, to fosforescencja, która jest bardzo podobna do fluorescencji: proces, w którym energooszczędne lampy wytwarzają światło.

Zdjęcie: Energooszczędna kompaktowa lampa fluorescencyjna (CFL). Fluorescencyjna substancja chemiczna jest rodzajem kredowobiałej powłoki na wewnętrznej stronie cienkich szklanych rur. Być może zauważyłeś, że lampy takie jak ta świecą nawet po wyłączeniu? Jak świecące zegarki, fosforescencyjne chemikalia są nadal na tyle pobudzony, aby dać światło przez jakiś czas po ich stymulowane.

Materiały fosforescencyjne działają w bardzo podobny sposób jak fluorescencyjneones, z tym wyjątkiem, że istnieje opóźnienie między nimi pochłaniania energii i dając światło. Czasami fosforescencja utrzymuje się przez kilka sekund po usunięciu energii stymulującej; czasami – jak w świecących zegarkach – trwa godzinami. Prawdopodobnie zauważyłeś, że potrzeba trochę czasu, aby „naładować” świecący zegarek energią, zanim zacznie on świecić w ciemności. Być może zauważyłeś również, że świecący zegarek świeci najbardziej we wczesnej części nocy. Do czasu świtu przerwy, to zazwyczaj zabrakło energii i przestał świecić.To nie powinno być prawdziwym zaskoczeniem. Zegarek nie może wytworzyć światła z niczego, bez naruszenia jednego z najbardziej podstawowych praw fizyki – zachowania energii.