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螢火蟲發光原理圖簡單

生活 更新时间:2024-10-01 07:01:50

現在年輕人都喜歡去演唱會,在五光十色的背景下,很多人的情緒都會被感染,這些場合必定離不開熒光棒。

熒光棒,外形多為條狀,外層以聚乙烯(塑料)包裝,内置一玻璃管夾層,夾層内外液體分别為過氧化物和酯類化合物,經彎折、擊打、揉搓等使玻璃破裂,引起兩種化合物反應緻使熒光染料發光。那麼,這種有趣的東西是怎樣發明的呢?

螢火蟲發光原理圖簡單(熒光棒是如何發明的)1

演唱會現場粉絲熒光棒亂飛(網絡圖)

威爾斯•錢铎斯是一位化學家,居住在美國的紐澤西州,在當地貝爾實驗室工作,業餘時間酷愛野外露營。夏日一個周末,好友愛德溫一家三口人邀請他一起去野外露營,錢铎斯欣然前往。愛德溫3歲女兒蘇珊•愛德溫,深得錢铎斯的喜愛。四人開車來到了露營地。

不知不覺夜幕降臨了。四個人圍着篝火,烤着食物,愉快地聊着天。突然,蘇珊興奮地大叫起來: “快看,快看,樹林裡有好多閃閃的小星星。”她一邊喊着,一邊往樹林裡跑去。愛德溫夫婦趕忙跟着追了過去。原來,那是許許多多螢火蟲在林中翩翩飛舞。蘇珊跳着,笑着,追逐着螢火蟲,他們一起度過了一個難忘的周末。

螢火蟲發光原理圖簡單(熒光棒是如何發明的)2

演唱會上的熒光棒(網絡圖)

兩天後,錢铎斯去愛德溫家裡,前天露營回來把背包落在了愛德溫的車上。可愛德溫看上去有些發愁,原來,小蘇珊病了,孩子那天晚上看到螢火蟲很美,喜歡上了它們。可回來後,家裡沒有螢火蟲,她很失落、很沮喪,一直念叨着要螢火蟲。蘇珊依偎在錢铎斯懷裡,滿眼期盼地說道:“叔叔,螢火蟲一閃一閃好漂亮,你讓它們一直陪着我玩兒,好嗎?求求你了。”錢铎斯不忍拒絕,應道:“好的,叔叔一定給你找來螢火蟲陪着你,你不要再難過了,好嗎?”蘇珊一聽,立刻高興起來。

出于對蘇珊的承諾和對螢火蟲發光原因的好奇,錢铎斯回到實驗室便潛心研究起螢火蟲。他查閱了資料,首先弄清了螢火蟲發光的原因:螢火蟲有發光細胞,發光細胞内有兩種化學物質即熒光素和熒光素酶。熒光素接受ATP(三磷酸腺苷)提供的能量後就被激活。在熒光素酶的催化作用下,激活的熒光素與氧發生化學反應,形成氧化熒光素并且發出熒光。既然螢火蟲能這樣發光,那按照螢火蟲發光原理也可以發明一種發光的東西啊?憑着他對化學物質的敏感,他覺得這個想法不難實現。經過許多次試驗後,他終于成功地發現草酸酰氯和過氧化氫與熒光染料混合時,會産生微弱的化學發光反應。

這一天,正好是蘇珊的生日,錢铎斯帶着一個小小的盒子提前來到蘇珊家,并和愛德溫一起布置蘇珊房間。晚上,蘇珊和媽媽從外婆家裡回來,錢铎斯便告訴蘇珊,屋裡有禮物送給她。蘇珊立即跑進屋裡,一開門,熒光點點,她驚喜萬分。原來,錢铎斯找人在工藝店裡做了一些小“螢火蟲”——透明塑料管,塑料管内放進了過氧化氫與熒光染料,一個個用細線懸在蘇珊的房間裡,就像螢火蟲一樣閃閃發光……

螢火蟲發光原理圖簡單(熒光棒是如何發明的)3

熒光棒的原理(網絡圖)

幾天後,錢铎斯去看一場演唱會,觀衆熱情十分高漲,幾乎陷入了瘋狂。一個男孩為了引起台上的注意,拿出打火機高舉起來發出光亮。沒想到,台上的歌星真的注意到了這點光亮,并給了他熱情的回應。不一會,男孩子周圍的光亮就連成了一片。原來,是附近所有有打火機的人全都點亮了打火機,現場氣氛越來越火爆。就在這時,場内大批安保人員出動,為防止火災說服了衆人,大家這才熄滅了打火機。錢铎斯親眼目睹了這一過程,他突然想到了自己發明的“螢火蟲”,如果把給螢火蟲舉在手裡,在場的人手裡都有閃閃發亮的東西,那現場會多麼熱烈啊……

錢铎斯回來後,把這個想法告訴了美國氰胺公司的化學家邁克爾-勞赫,邁克爾認為錢铎斯的想法是個不錯的項目,便決定與他合作。最終他們循着“螢火蟲”的發明原理,研制出一種苯基草酸酯,當這種酯類化合物和過氧化氫及熒光染料混合時,便産生了很亮的熒光,并想辦法控制了兩種物資混合。為了方便拿在手裡,他們把苯基草酸酯裝在一個細玻璃管裡,外面再套一個塑料管,裡面裝過氧化氫及熒光染料。使用時将塑料管輕輕彎曲,折斷塑料管中的玻璃管,輕輕搖動,使兩種液體充分混合,以達到最佳發光效果。據此,邁克爾将其命名為Cyalume (光棒),後來,又改名熒光棒。熒光棒就這樣誕生了,并逐步應用于人們日常生活中的各個領域,如婚慶、娛樂、工程建設以及醫療等等。

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