Viele Mineralien und chemische Verbindungen zeigen TribolumineszenzDies ist Licht, das erzeugt wird, wenn chemische Bindungen aufgebrochen werden. Zwei Mineralien, die Tribolumineszenz zeigen, sind Diamant und Quarz. Das Verfahren zur Erzeugung des Lichts ist so einfach, dass Sie es sofort ausprobieren sollten! Sie können auch Diamanten verwenden, aber beachten Sie, dass das Licht erzeugt wird, wenn das Kristallgitter beschädigt wird. Quarz hingegen ist das am häufigsten vorkommende Mineral in der Erdkruste. Sie sollten also wahrscheinlich damit beginnen.
Quarz-Tribolumineszenz-Materialien
Sie benötigen jede Form von Quarz, nämlich kristallines Siliziumdioxid (SiO)2). Sie müssen für dieses Projekt keine perfekten Quarzkristallpunkte opfern! Der meiste Kies enthält Quarz. Spielsand ist meistens Quarz. Gehen Sie nach draußen und finden Sie zwei halbtransparente Steine. Die Chancen stehen gut, dass es sich um Quarz handelt.
Wie man das Licht sieht
- Stellen Sie zunächst sicher, dass der Quarz trocken ist. Das Phänomen tritt auf, wenn das Kristallgitter durch Reibung oder Kompression auseinandergerissen wird. Nasser Quarz ist rutschig, daher beeinträchtigt seine Anwesenheit Ihre Bemühungen.
- Sammeln Sie Ihre Materialien an einem abgedunkelten Ort. Es muss nicht pechschwarz sein, aber die Lichtverhältnisse müssen niedrig sein. Geben Sie Ihren Augen ein paar Minuten Zeit, um sich anzupassen, damit Sie die Lichtblitze besser sehen können.
- Methode 1: Zwei Quarzstücke fest aneinander reiben. Sehen Sie die Lichtblitze?
- Methode 2: Schlagen Sie ein Stück Quarz mit einem anderen. Jetzt können Sie mit dieser Methode auch echte Funken bekommen und außerdem Felsensplitter abplatzen lassen. Verwenden Sie Augenschutz, wenn Sie diesen Weg gehen.
- Methode 3: Walkthrough trockener Sand. Dies funktioniert gut am Strand oder in einem Sandkasten, aber der Sand muss trocken sein, sonst polstert das Wasser die Kristalle.
- Methode 4: Zerkleinern Sie ein Stück Quarz mit einer Zange oder einem Schraubstock. Diese Methode ist besonders nützlich, wenn Sie ein Video Ihres Projekts aufnehmen möchten.
- Methode 5: Tun Sie, was die Uncompahgre Ute getan hat, und füllen Sie eine durchscheinende Rassel mit Quarzstücken. Schütteln Sie die Rassel, um das Leuchten zu sehen. Die einheimischen Stämme verwendeten Rasseln aus Rohleder, aber eine Plastikflasche funktioniert auch gut.
Wie Quarz Tribolumineszenz funktioniert
Tribolumineszenz wird manchmal als "kaltes Licht" bezeichnet, da keine Wärme erzeugt wird. Materialwissenschaftler glauben, dass das Licht aus einer Rekombination elektrischer Ladungen resultiert, die sich trennen, wenn Kristalle gebrochen werden. Wenn die Ladungen wieder zusammenkommen, wird die Luft ionisiert und erzeugt einen Lichtblitz. Normalerweise weisen Materialien, die Tribolumineszenz zeigen, eine asymmetrische Struktur auf und sind schlechte Leiter. Dies ist jedoch keine feste Regel, da andere Substanzen die Wirkung zeigen. Es ist auch nicht auf anorganische Materialien beschränkt, da Tribolumineszenz zwischen Wirbelgelenken, während der Durchblutung und sogar während des Geschlechtsverkehrs beobachtet wurde.
Wenn es stimmt, dass das Licht aus der Ionisierung von Luft resultiert, können Sie erwarten, dass alle Formen der Tribolumineszenz in der Luft dieselbe Lichtfarbe erzeugen. Viele Materialien enthalten jedoch fluoreszierende Substanzen, die Photonen freisetzen, wenn sie durch die Energie der Tribolumineszenz angeregt werden. So finden Sie Beispiele für Tribolumineszenz in nahezu jeder Farbe.
Weitere Möglichkeiten, Tribolumineszenz zu sehen
Das Aneinanderreiben von Diamanten oder Quarz ist nicht die einzige einfache Möglichkeit, die Tribolumineszenz zu beobachten. Sie können das Phänomen anzeigen, indem Sie zwei auseinander ziehen Stücke Entenband, durch Wintergrüne Bonbons zerdrückenoder durch Ziehen des Klebebandes von seiner Rolle (die auch Röntgenstrahlen erzeugt). Die Tribolumineszenz des Bandes und der Süßigkeiten ist ein blaues Licht, während das Licht des Quarzbruchs gelb-orange ist.
Referenz
Orel, V.E. (1989), "Tribolumineszenz als biologisches Phänomen und Methoden zu seiner Untersuchung", Buch: Proceedings of the First International School Biological Luminescence: 131–147.