Indhold
- Hvad er Triboluminescence?
- Sådan demonstreres triboluminescens
- Triboluminescens i mineraler
- Hvorfor produceres lys?
- Wint O Green Lifesavers?
- Praktiske anvendelser til triboluminescens
Triboluminescence: YouTube-video demonstration af triboluminescence. Vi bruger to stykker mælkeagtig kvarts til at producere et par lysglimt. Du kan let finde andre mineraler, der udviser triboluminescens. Cirka 50% af alle krystallinske stoffer udviser ejendommen. Sikkerhedsbriller anbefales, hvis du selv foretager demonstrationen.
Hvad er Triboluminescence?
Triboluminescence er en lysglimning, der produceres, når et materiale udsættes for friktion, slag eller brud. Fænomenet er også kendt som fractoluminescence og mechanoluminescence. Triboluminescens er almindelig i mineraler. Cirka 50% af krystallinske materialer menes at udstille ejendommen. Det observeres også i mange ikke-krystallinske materialer.
Triboluminescence: YouTube-video demonstration af triboluminescence. Vi bruger to stykker mælkeagtig kvarts til at producere et par lysglimt. Du kan let finde andre mineraler, der udviser triboluminescens. Cirka 50% af alle krystallinske stoffer udviser ejendommen. Sikkerhedsbriller anbefales, hvis du selv foretager demonstrationen.
Sådan demonstreres triboluminescens
En meget nem måde at observere triboluminescence er at få to mælkeagtige kvartssten, der er store nok til let at holde og gnide sammen med lidt kraft. Tag dem ind i et mørklagt rum og stå i mørke i et par minutter, så dine øjne kan tilpasse sig mørket. Du behøver ikke total mørke, men jo mindre lys jo bedre.
Hold det ene stykke kvarts i din venstre hånd og det andet stykke i din højre hånd. Tryk hårdt på en kant af det ene stykke kvarts mod det andet, og mens du holder fast pres, trækkes det hurtigt over overfladen i en bevægelse, der ligner det, du ville bruge til at slå en stor fyrstik. Vær ikke wimpy. Hold fast tryk, mens du hurtigt trækker den ene sten over den anden overflade. Hvis du gør dette ordentligt, og hvis du har stykker kvarts, der er triboluminescerende, vil du se en kort lysglimt, der trænger dybt ned i det gennemsigtige kvarts.
Eksperimenter med forskellige hastigheder, forskellige mængder tryk og trækretninger for at maksimere lysglimtet. Nogle eksemplarer producerer også små mængder lys, hvis du banker dem sammen eller gnider dem mod hinanden. Du kan også eksperimentere med forskellige mineraler for at se, om de er triboluminescerende. Du vil sandsynligvis finde mange mineraler, der udstiller ejendommen.
Den bedste måde at lære om mineraler er at studere med en samling af små prøver, som du kan håndtere, undersøge og observere deres egenskaber. Billig mineralsk samling er tilgængelig i butikken.
Triboluminescens i mineraler
Triboluminescens er til stede i kvarts; fænomenets styrke varierer imidlertid fra prøve til prøve. Triboluminescence er velkendt i sphalerit, fluorit, calcite, muscovite og mange feltspatmineraler. Nogle eksempler på almindelig opal giver en lys orange blitz.
Test selv et par eksemplarer.Glem ikke at bære sikkerhedsbriller, og vær opmærksom på, at denne test vil ridse dine prøver. Du vil sandsynligvis opdage mange eksemplarer af forskellige mineraler, der er triboluminescerende. Vi har fundet, at lysglimten er lysest, når vi bruger prøver, der er gennemsigtige eller meget gennemskinnelige. Disse eksemplarer gør det muligt for lyset at trænge dybt ned, hvilket gør blitz lettere at observere.
I årevis har vi observeret lysglimt, mens vi skærer lapidær ru på en klippesag eller former den på et diamanthjul. Vi troede oprindeligt, at dette lys var glødelampe (en emission af lys fra en varm genstand), men nu tror vi, at i det mindste noget af det lys var triboluminescens.
Triboluminescence er ikke en god egenskab at bruge til mineralidentifikation. Nogle eksempler på et mineral udviser muligvis ejendommen, og andre eksemplarer vil det ikke.
Hvorfor produceres lys?
Fænomenet triboluminescens er dårligt forstået. Nogle forskere mener, at ridser eller rammer materialer sammen giver et input af energi, der begejstrer elektroner i materialerne. Når elektronerne falder fra deres ophidsede tilstand, produceres en lysglimt. Andre mener, at triboluminescence ligner lynet og forårsages af en elektrisk strøm genereret med kraft, der påføres materialerne. Den elektriske strøm bevæger sig gennem materialet, hvilket får molekyler af gas, der er fanget i krystallen, til at glødes.
Lysglimt produceret af triboluminescerende mineraler er normalt hvidt eller orange, men andre farver er mulige. Vi kan måske ikke se alt det lys, der produceres, fordi noget af det kunne have bølgelængder, der er uden for det synlige spektrum af mennesker.
Wint O Green Lifesavers?
Et interessant materiale, der udviser en blå triboluminescens, er Wint O Green Lifesavers. Hvis du knuser dem med et tang i et mørkt rum, skal du se nogle dejlige blå lysglimt. Det krystallinske sukker i sliket antages at være kilden til triboluminescens, og methylsalicylatet (vintergrøn aroma) frembringer en blå fluorescens. Mange andre typer hårdt sukker slik udviser triboluminescens.
Praktiske anvendelser til triboluminescens
Triboluminescerende materialer kan bruges til at detektere strukturelle skader. Hvis triboluminescerende materialer er indlejret i en komposit, genererer de lys, hvis kompositten begynder at opleve strukturel svigt. En sensor registrerer lyset og rapporterer, at der er opstået en fejl. Denne overvågning kan detektere svigt i sine tidlige stadier, fordi mange sammensatte materialer begynder at sprække på det mikroskopiske niveau langt inden fuldstændig fiasko.
Disse metoder er dyre at implementere og kan kun bruges i udstyr, hvor detektering af svigt på tidligt tidspunkt kan resultere i besparelser af høj værdi. Komponente dele af rumfartøjer, fly, flåde, bygninger, dæmninger, broer og andre kritiske strukturer er hvor disse metoder kan anvendes.