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荧光棒是怎么发光的?

上传人:酷炫科学

上传时间: 2016-12-30

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  在演唱会和夜间爬梯上营造气氛,荧光棒是一个常见的选择,你有没有想过,这些塑料棒棒为什么掰一下就开始发光呢?

  荧光棒里面其实藏着两组化学物质:一组是各种不同的荧光染料加上一种叫草酸二苯酯的物质,另一组是过氧化氢溶液,也就是双氧水。在开始使用之前,这两组成分是不会相遇的,因为其中的一组被封装在一根玻璃管里面。而掰荧光棒的过程弄断了玻璃管,这时候不同成分接触,反应才会开始。

  这里面的化学反应其实是发生在过氧化氢和草酸二苯酯之间。在过氧化氢的氧化性作用下,会生成一种1,2-二氧杂环丁烷二酮的中间产物(下图中那个有四元环的东西)。这种产物是很不稳定的,它会自发地分解,变成二氧化碳,而且在这个过程中还会释放能量。这个能量可以传递给荧光染料分子,让它进入激发态。而激发态也是不稳定的,最终还会回到低能量的基态。那多出来的能量去哪儿了呢?就变成了我们所看到的光。

  (上图中的dye是染料,dye*是进入激发态的染料,hv是发出的光)

  不同化学结构的荧光染料,可以产生不同颜色的光,常见的是以下几种:

  (图片来自compoundchem)

  当然,最终反应物总是要消耗完的,所以这时候荧光棒就不能继续发光了。不过,也有一个给荧光棒稍微续点命的方法:放冰箱。化学反应速率收到温度影响,放到冷的地方保存的话,反应物消耗的速度就会慢一些。相反,在温度比较高的环境下,发光会变得更亮,但持续的时间也会相应变短。

  PS:荧光棒的发光过程其实并不是荧光,而是化学发光,因为它不是被光激发的,而是从化学反应中汲取能量。同理,鲁米诺反应也是属于化学发光。

  不过荧光棒中所用的发光染料确实一般也有荧光。

  因为过氧化氢等物质的刺激性,不推荐大家把荧光棒拆开玩。


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