Come funzionano le luci nere

Le luci nere sono state certamente utilizzate nelle esposizioni di Halloween, nei musei scientifici e nei parchi di divertimento. Le luci nere possono avere un aspetto simile alle normali lampadine fluorescenti o a incandescenza, ma funzionano in modo molto diverso. Denti bianchi, vestiti e altri oggetti brillano al buio quando ne accendi uno.

Ad esempio, un poster fluorescente risplenderà brillantemente se viene illuminato da una luce nera in uno spazio buio pesto. Potresti anche aver visto fogli che, se illuminati da una luce nera, enunciano un messaggio luminoso ma sembrano vuoti alla luce normale. I timbri a mano usati da molti parchi a tema non sono rilevabili a meno che non li vedi sotto una luce nera.

Impareremo tutto quello che c'è da sapere su questa situazione in questo post. Inoltre, esamineremo alcuni intriganti usi della luce nera e scopriremo perché alcuni oggetti brillano se esposti alla luce nera ma non altri.

"Luce nera": che cos'è?

In un ambiente buio pesto, una lampadina nera emetterà una tonalità viola quando accesa. La lampadina produce anche luce ultravioletta, che non puoi vedere.

La luce visibile ha uno spettro che si estende dal rosso all'arancione, giallo, verde e blu al viola nei nostri occhi. la luce ultravioletta, che è al di sopra del viola, è invisibile per noi. Gli effetti delle radiazioni UV sulla pelle umana sono discussi nell'articolo How Sunburns and Sun Tans Work. La luce UVA, che è meno dannosa della luce UVB, è prodotta da una lampadina nera.

I fosfori sono ciò che fa brillare le cose sotto una luce nera, che si tratti di un poster fluorescente, di un timbro a mano invisibile o di una maglietta bianca appena pulita.

Qualsiasi materiale che risponde alle radiazioni emettendo luce visibile viene definito fosforo. Un fosforo trasforma l'energia della radiazione UV di una luce nera in luce visibile.

Esamineremo i ruoli dei fosfori sia nell'illuminazione fluorescente convenzionale che nell'illuminazione nera nella sezione che segue.

Una lampadina fluorescente con alcune modifiche significative costituisce il tradizionale design a luce nera. Facendo passare l'elettricità attraverso un tubo contenente gas inerte e una piccola quantità di mercurio, le lampade fluorescenti producono luce. (Per ulteriori dettagli, vedere Come funzionano le lampade fluorescenti.)

Gli atomi di mercurio rilasciano energia sotto forma di fotoni di luce quando vengono stimolati. Alcuni dei fotoni che producono sono luce visibile, ma la maggior parte di essi si trova nella gamma di lunghezze d'onda dell'ultravioletto (UV). Le luci fluorescenti devono trasformare questa energia in luce visibile poiché le lunghezze d'onda della luce UV sono invisibili all'occhio umano. Lo fanno coprendo l'esterno del tubo con fosforo.

Quando esposti alla luce, i fosfori emettono luce, che viene definita fluorescente. Uno degli elettroni dell'atomo di fosforo sale a un livello di energia superiore quando un fotone lo colpisce, facendo vibrare l'atomo e producendo calore. L'elettrone rilascia energia sotto forma di un altro fotone quando ritorna al suo livello abituale. A causa dell'energia che viene persa sotto forma di calore, questo fotone è meno energetico del fotone iniziale. La luce emessa da una lampada fluorescente è visibile perché il fosforo produce una luce biancastra visibile.

Questo è anche il modo in cui funzionano le luci nere. Le luci nere sono disponibili in due varietà distinte, ma funzionano essenzialmente allo stesso modo.

In sostanza, un tubo di luce nera è una lampada fluorescente con un rivestimento di fosforo alternativo. Simile a come il fosforo in una lampada fluorescente assorbe la radiazione UV e genera luce visibile, questo rivestimento assorbe la pericolosa luce UV-B e UV-C a onde corte ed emette luce UV-A. Alla fine passano solo le radiazioni UV-A a onde lunghe benigne e una piccola quantità di luce visibile blu e viola poiché il tubo di vetro "nero" stesso filtra la maggior parte della luce visibile.

Simile a una normale lampadina domestica, una lampadina nera a incandescenza utilizza filtri luminosi per bloccare la luce dal filamento riscaldato. Tutto tranne la radiazione infrarossa e UV-A (e una piccola quantità di luce visibile) viene assorbita da esso.

Simile a come la luce UV all'interno di una lampada fluorescente reagisce con il rivestimento di fosforo, così fa la luce UV che viene rilasciata in entrambi questi sistemi di illuminazione. Finché la luce UV brilla sui fosfori esterni, questi si illumineranno.

I tipi di oggetti che contengono fosfori sono discussi nella prossima sezione, insieme ad alcune interessanti applicazioni per le luci nere.

I fosfori possono essere trovati ovunque se trascorri l'intera notte camminando con una luce nera portatile. Numerosi fosfori si trovano naturalmente, ad esempio nei denti e nelle unghie. Diverse vernici, tessuti e polimeri, così come gli schermi televisivi, contengono fosfori in quantità significative. La maggior parte degli articoli dai colori fluorescenti, inclusi gli evidenziatori, include i fosfori, che sono presenti anche in tutti i prodotti che brillano al buio. La speciale vernice a luce nera che si illumina in più tonalità viene utilizzata nei club e nei parchi a tema. Penna a luce nera invisibile, pavimento a luce nera fluorescente, bolle di luce nera fluorescente e persino gel per capelli a luce nera fluorescente sono tutti disponibili per l'acquisto.

Le luci nere hanno vari usi utili oltre a far apparire grandi poster e individui fluorescenti. Ad esempio:

Sono utilizzati dai periti per identificare le frodi antiche. A differenza della maggior parte delle vernici precedenti, molte vernici moderne contengono fosfori che brillano sotto una luce nera.

Iniettano una piccola quantità di colorante fluorescente nella fornitura di carburante e la illuminano con una luce nera, consentendo ai riparatori di usarli per individuare perdite invisibili nei macchinari. Mescolando la tintura fluorescente con il refrigerante, potrebbero essere in grado di trovare una perdita invisibile in un condizionatore d'aria, ad esempio. Le luci nere possono essere utilizzate per individuare la valuta falsa.

Possono essere utilizzati dalle forze dell'ordine per individuare la valuta contraffatta. Le banconote più grandi emesse dagli Stati Uniti e da molte altre nazioni hanno una striscia fluorescente invisibile che può essere vista solo sotto una luce nera.

Sono utilizzati dai parchi di divertimento e dai club per riconoscere i timbri a mano fluorescenti invisibili per il rientro. Sono usati dagli esperti forensi per esaminare le scene del crimine. Ad esempio, usano spesso coloranti fluorescenti per spolverare sotto una luce nera per identificare le impronte digitali. Questo rende più semplice distinguere le impronte digitali dallo sporco vicino. Lo sperma e altri fluidi biologici che brillano naturalmente possono essere visti sotto luci nere.

La maggior parte di queste applicazioni, insieme a dozzine di altre, hanno una cosa in comune: le luci nere rendono visibile l'invisibile o isolano una particolare sostanza chimica dall'ambiente circostante. Ci sono molte circostanze in cui puoi usare questo fenomeno, se ci pensi un po'. Le possibilità sono praticamente illimitate!
 

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