Разумеется, речь про светлячка. А, собственно, почему он светится?
Существует ряд процессов, в результате которых происходит свечение веществ или даже живых существ.
Мы уже писали, что химические соединения можно переводить в возбужденное состояние. При переходе обратно (в основное состояние) происходит выделение квантов света, фотонов, что наблюдается как свечение - это явление люминесценции.
Различают несколько типов люминесценции в зависимости от способа её возникновения.
При облучении вещества ультрафиолетом, видимым светом или инфракрасным излучением может возникать фотолюминесценция. Она, в свою очередь, делится на флуоресценцию и фосфоресценцию.
Флуоресценция – явление, при котором атомы очень быстро переходят из возбужденного состояния в основное. Характерное время жизни такого возбужденного состояния составляет 10-11 - 10-6 с. Поэтому флуоресценция наблюдается только во время освещения внешним источником излучения. С флуоресценцией вы можете столкнуться не только в химической лаборатории, но и в быту: например, один из способов защиты банкнот и ценных бумаг – нанесение флуоресцирующих меток. Так выглядит банкнота в 50 евро в ультрафиолетовом свете.
При фосфоресценции наоборот атомы не спешат переходить из возбужденного состояния в основное. Характерное время жизни возбужденного состояния в случае фосфоресценции составляет 10-3 - 10-2 с. В этом случае высвобождение энергии происходит медленно, так как проходит через дополнительное переходное состояние. Некоторые вещества способны даже «заряжаться» на свету, поглощая энергию излучения для того, чтобы в темноте медленно происходило её испускание и свечение.
Фосфоресцирующие пигменты часто используются для создания светящихся в темноте деталей и знаков.
Наиболее распространёнными фосфоресцентными материалами являются сульфид цинка и алюминат стронция.
Хемилюминесценция вызывается протеканием химической реакции. Образовывается продукт, находящийся в электронно-возбужденном состоянии. Например, так светится органическое вещество люминол после реакции с перекисью водорода.
Если хемилюминесценция происходит в живых организмах – это биолюминесценция. Например, светлячки, медузы и пр. Свечение происходит за счет ферментативной реакции превращения особых веществ – люциферинов - в оксилюциферины. Люциферины окисляются в присутствии люциферазы с образованием оксилюциферина и излучают энергию в виде света.
Люминесценция может возникнуть даже при разрушении кристаллических тел – это триболюминесценция. Это явление можно наблюдать, например, при раскалывании или перетирании кристаллов сахара, отклеивании скотча. Правда, увидеть это можно только в очень тёмном помещении.
Один из самых загадочных типов люминесценции - сонолюминесценция.
Его можно наблюдать следующим образом: в ёмкость с водой нужно поместить резонатор для создания ультразвуковой волны. При достаточной мощности ультразвука в ёмкости появится источник яркого голубого свечения - так звук превращается в свет.
Ученые долго спорили насчет физической природы этого явления. На сегодняшний день объяснение заключается в том, что появление мощной ультразвуковой волны приводит к кавитации - образованию пузырьков. Пузырьки сначала растут, после чего начинают сжиматься вплоть до схлопывания, которое происходит со вспышкой света.
Иногда, кстати, это явление называют “нейтронной звездой в пробирке”, так как при определенных условиях из нее может идти поток нейтронов. Выглядит это действительно завораживающе.
Смотрите новые видео на youtube.com/@PhysFromPobed
Приобретайте наши конструкторы на fizikits.ru