Vetenskapen om svarta ljus: hur svarta ljus fungerar

Du är säkerligen bekant med svart ljusteknik från Halloween-evenemang och coola affischer i studentrummet till vetenskapliga museer och tv-serier CSI: Crime Scene Investigation. Svarta lampor har ett liknande utseende som vanliga lysrör när de är släckta, men när de är tända fyller de en något annan funktion!

Om du någonsin har varit nära ett svart ljus, kanske du har märkt att allt som är designat för att fungera med svarta ljus, även allt som är vitt, lyser lite starkare. Men du har säkert undrat hur svarta lampor fungerar. Egentligen är fysiken bakom UV-svartljus ganska spännande.

Vetenskapen bakom svarta ljus, flera användningsområden för svarta ljus och hur du kan designa dina egna svarta ljusexperiment för att lära dig mer självständigt kommer allt att behandlas i den här bloggen.

Exakt vad betyder "UV" i UV-svart ljus?

Det första du utan tvekan kommer att lägga märke till när du använder ett svart ljus i ett becksvart utrymme är att det inte är riktigt svart. I verkligheten avger en svart glödlampa en blålila lyster. Men varför? För att förstå det måste vi först diskutera det synliga ljusspektrumet.

Det synliga ljusområdet för det mänskliga ögat är begränsat till ett våglängdsband mellan 380 och 750 nanometer, med blått och violett ljus som faller inom området 380-495. UV-ljus, som är bortom violett ljus och inte är synligt för det mänskliga ögat.

Frasen "ultraviolett ljus" känns kanske mest igen för dig i förhållande till solen och hur den påverkar din hud. Men ultraviolett strålning finns i en mängd olika former, såsom UVA, UVB eller UVC. Den ultravioletta strålningen som genereras av en typisk svart UV-lampa är UVA, som är mycket mindre skadlig än de UVB-strålar som produceras av solen och som kan leda till solbränna.

Du kommer att märka en intensitet i det igenkännbara lila skenet när du lyser ditt svarta ljus på en vit t-shirt, en osynlig handstämpel du kan få på en bar, eller till och med dina tänder. Detta är lyset från fosfor, som är ämnen som genererar synligt ljus när de utsätts för strålning. Innan termen "strålning" skrämmer bort dig, tänk på att alla typer av ljus är strålning. Det osynliga svarta ljuset omvandlas till synligt ljus av en fosfor.

Så hur åstadkommer den detta?

En fosfor träffas av en lätt partikel, som får en elektron att flytta till en högre energinivå och producera värme. Eftersom en del av energin gick förlorad som värme har den andra fotonen som frigörs när elektronen återgår till sin vanliga nivå mindre energi än den första.

Två olika typer av svarta glödlampor

Svarta glödlampor finns i två distinkta varianter, även om de båda fungerar i huvudsak på samma sätt:

En vanlig glödlampa och en glödande svart ljus är identiska, men ett glödande svart ljus har specialiserade filter som absorberar alla utom UVA-strålar från glödlampan.

Ett fluorescerande ljus med en unik fosforbeläggning är jämförbar med ett rörsvart ljus i sin funktionalitet. Den farligare UVB- och UVC-strålningen absorberas av denna beläggning, som endast tillåter utsläpp av UVA-ljus. Med undantag för det blålila sken som motsvarar UVA-strålning, döljer den svarta beläggningen effektivt majoriteten av synligt ljus.

UVA-ljuset som frigörs av glödlamporna reagerar med externa fosforer, och så länge de fosforerna utsätts för UVA-ljuset lyser de. Så här fungerar dessa svarta lampor i båda konfigurationerna.

De olika användningsområdena för svarta ljus

Fosfor kan hittas runt om du tillbringar hela natten med att gå omkring med ett bärbart svart ljus. Många fosfor finns naturligt, till exempel i dina tänder och fingernaglar. Flera färger, tyger och polymerer, såväl som tv-skärmar, innehåller fosfor i betydande mängder.

Majoriteten av fluorescerande färgade föremål, inklusive highlighters, innehåller fosfor, som också finns i alla varor som lyser i mörker. Speciell svart ljus färg som lyser i flera nyanser används i klubbar och nöjesparker. Penna för osynligt svart ljus, fluorescerande svartljusgolv, fluorescerande svarta ljusbubblor och till och med fluorescerande svart ljus hårgelé finns att köpa.

True CSI: Crime Scene UV svarta ljus används verkligen av utredare för att inspektera brottsplatser! Till exempel skulle kriminaltekniska experter använda ett fluorescerande damm som fäster vid fingeravtryck för att lokalisera fingeravtryck. De kommer sedan att lysa ett svart ljus runt området för att markera eventuella fingeravtryck som kan finnas där.

Pennor med svart ljus kan användas av lagpoliser, bankkassörer och till och med butiksanställda som hanterar kontanter för att verifiera valutors legitimitet. Fem dollarsedlar och uppåt i USA har dessa fluorescerande vattenstämpelremsor till vänster om sedelns mitt. Därför bör du ompröva att använda en falsk räkning om du någonsin överväger att göra det.

För att njuta av lite gammaldags kul används ofta svarta lampor! Svarta lampor ger ett unikt kalejdoskop av färg som kan accentueras ytterligare om festdeltagare är lämpligt klädda, från Halloween-fester till neonupplysta raves. En festival eller Halloween-dräkt kan göras till något unikt med användning av speciell fluorescerande kroppsfärg och kosmetika. Glöm inte heller dina fyrverkeriglasögon!

Har du någonsin gått in i en nöjespark eller baseballmatch bara för att behöva lämna direkt? På väg tillbaka ut fick du med största sannolikhet en handstämpel. Det är att använda svart ljusteknik, alltså! Fluorescerande handstämplar och tillhörande mörka ljus används på barer, klubbar, föreställningshallar, sportevenemang och nöjesparker för att tillåta återinträde.

En antik värderingsman kan använda ett svart ljus för att upptäcka förfalskningar eftersom fosfor, som lyser under svart ljus, finns i många samtida målningar. Äldre färg som upptäckts på äkta antikviteter inkluderar inte fosfor; om den lyser så indikerar det... att den inte är äkta!

Svarta lampor kan användas av HVAC-reparationsspecialister för att hitta läckor som annars skulle kunna förbli oupptäckta. De gör detta genom att lösa upp en liten mängd fluorescerande färgämne i kylsystemets flytande kylvätska. Maskinen och dess nätverk av ventiler belyses sedan med ett svart ljus för att leta efter systemläckor.

Oavsett om du gillar det eller inte, skiner skorpioner när de utsätts för ett svart ljus. Detta beror på att nagelbandet på skorpionens exoskelett innehåller ett lysande material. Bär därför med dig ett svart ljus om du någonsin vill tillbringa natten ute i öknen så att du kan hålla utkik efter eventuellt skadliga djur.

Svarta lampor är förstås ett fantastiskt instrument för att forska i ljus och färg. För att utbilda eleverna om det elektromagnetiska spektrumet, synligt ljus vs osynligt ljus, och hur svarta ljus fungerar i allmänhet, kan lärare använda svarta ljus för att genomföra ett annat visuellt tilltalande experiment.

BenweiUV 120cm led rörljus Produktspecifikation: