В фильмах про всякие спуски в пещеры и в играх про Лару Крофт герои регулярно надламывают какие-то палочки, которые начинают светиться. Обычно они зеленого цвета. Как они устроены?
На самом деле это не палочка вовсе, а пластиковая капсула, внутри которой хранится капсула поменьше – стеклянная. Пластиковая капсула заполнена одним веществом, а стеклянная – другим.
Надламываем «палочку», стеклянная капсула внутри ломается (это и создает характерный щелчок), вещества смешиваются и начинают светиться. Что за вещества?
Во внешней пластиковой оболочке содержится, как правило, эфир щавелевой кислоты с теми или иными добавками (люминесцентные органическими красителями). Во внутренней стеклянной – перекись водорода.
Перекись окисляет эфир, тот распадается, в результате чего образуется промежуточное соединение – диоксетандион. Это соединение высокоэнергетическое и нестабильное. Его молекулы живут доли секунды и распадаются весьма специфическим образом.
В момент распада между диоксетандионом и молекулой красителя происходит перенос электрона. Образуется тесная радикальная ионная пара. Затем диоксетандион распадается на две молекулы CO₂. После этого электрон возвращается к красителю, но уже не в его обычное состояние, а в возбуждённое.
Как известно, долго так «на взводе» электроны пробыть не могут, а потому довольно быстро сваливаются в свое обычное состояние минимума энергии. Излишек энергии высвобождается в виде электромагнитного излучения, т.е. света. Работает явление химической люминесценции.
Впору задаться вопросом, а почему одни красители умеют так светиться, а другие – нет? Все дело в структуре молекул. Если «каркас» молекулы жесткий, у нее нет никаких хвостов, которые способны крутиться, вращаться и дребезжать, то такая молекула будет вынуждена направить большую часть полученной энергии на возбуждение электронов.
Если же молекула более «шарнирная», то значительная часть энергии пойдет на ее «встряску», движение и разогрев. Тогда свечения не будет.