Wie Schwarzlicht funktioniert

Schwarzlichter wurden sicherlich in Halloween-Displays, Wissenschaftsmuseen und Vergnügungsparks verwendet. Schwarzlichter sehen zwar ähnlich aus wie normale Leuchtstoff- oder Glühlampen, aber sie funktionieren ganz anders. Weiße Zähne, Kleidung und andere Gegenstände leuchten im Dunkeln, wenn Sie einen einschalten.

Zum Beispiel leuchtet ein fluoreszierendes Poster brillant, wenn es in einem pechschwarzen Raum mit Schwarzlicht beleuchtet wird. Vielleicht haben Sie auch Papiere gesehen, die, wenn sie von einem Schwarzlicht beleuchtet werden, eine leuchtende Botschaft darstellen, bei normalem Licht jedoch leer erscheinen. Die von vielen Themenparks verwendeten Handstempel sind nicht erkennbar, es sei denn, Sie sehen sie unter Schwarzlicht.

Alles Wissenswerte über diese Situation erfahren wir in diesem Beitrag. Darüber hinaus werden wir einige faszinierende Schwarzlichtanwendungen untersuchen und herausfinden, warum einige Gegenstände leuchten, wenn sie Schwarzlicht ausgesetzt werden, andere jedoch nicht.

"Schwarzlicht": Was ist das?

In einer pechschwarzen Umgebung strahlt eine schwarze Glühbirne beim Einschalten einen violetten Farbton aus. Die Glühbirne erzeugt auch ultraviolettes Licht, das Sie nicht sehen können.

Sichtbares Licht hat ein Spektrum, das sich in unseren Augen von Rot über Orange, Gelb, Grün und Blau bis hin zu Violett erstreckt. Ultraviolettes Licht, das über Violett liegt, ist für uns unsichtbar. Die Auswirkungen von UV-Strahlung auf die menschliche Haut werden im Artikel How Sun Burns and Sun Tans Work diskutiert. UVA-Licht, das weniger schädlich ist als UVB-Licht, wird von einer Schwarzlichtlampe erzeugt.

Leuchtstoffe bringen Dinge unter Schwarzlicht zum Leuchten, sei es auf einem fluoreszierenden Poster, einem unsichtbaren Handstempel oder einem frisch gereinigten weißen T-Shirt.

Jedes Material, das auf Strahlung reagiert, indem es sichtbares Licht emittiert, wird als Phosphor bezeichnet. Ein Leuchtstoff wandelt die UV-Strahlungsenergie eines Schwarzlichts in sichtbares Licht um.

Im folgenden Abschnitt untersuchen wir die Rolle von Leuchtstoffen sowohl bei konventioneller Leuchtstoffbeleuchtung als auch bei Schwarzbeleuchtung.

Eine Leuchtstofflampe mit einigen wesentlichen Änderungen bildet das traditionelle Schwarzlichtdesign. Indem Strom durch eine Röhre geleitet wird, die Inertgas und eine kleine Menge Quecksilber enthält, erzeugen Leuchtstofflampen Licht. (Weitere Einzelheiten finden Sie unter Funktionsweise von Leuchtstofflampen.)

Quecksilberatome setzen bei Anregung Energie in Form von Lichtphotonen frei. Einige der von ihnen erzeugten Photonen sind sichtbares Licht, aber die meisten liegen im ultravioletten (UV) Wellenlängenbereich. Leuchtstofflampen müssen diese Energie in sichtbares Licht umwandeln, da die Wellenlängen des UV-Lichts für das menschliche Auge unsichtbar sind. Sie tun dies, indem sie die Außenseite der Röhre mit Phosphor bedecken.

Leuchtstoffe emittieren Licht, wenn sie Licht ausgesetzt werden, was als fluoreszierend bezeichnet wird. Eines der Elektronen des Phosphoratoms steigt auf ein höheres Energieniveau, wenn ein Photon darauf trifft, wodurch das Atom vibriert und Wärme erzeugt. Das Elektron gibt Energie in Form eines weiteren Photons ab, wenn es auf sein normales Niveau zurückkehrt. Da Energie als Wärme verloren geht, ist dieses Photon weniger energiereich als das ursprüngliche Photon. Das Licht, das von einer Leuchtstofflampe abgegeben wird, ist sichtbar, da der Leuchtstoff ein cremefarbenes Licht erzeugt, das sichtbar ist.

So funktionieren auch Schwarzlichter. Schwarzlicht gibt es in zwei verschiedenen Varianten, aber sie funktionieren im Wesentlichen auf die gleiche Weise.

Im Wesentlichen ist ein Röhren-Schwarzlicht eine Leuchtstofflampe mit einer alternativen Phosphorbeschichtung. Ähnlich wie der Leuchtstoff in einer Leuchtstofflampe UV-Strahlung absorbiert und sichtbares Licht erzeugt, absorbiert diese Beschichtung gefährliches kurzwelliges UV-B- und UV-C-Licht und gibt UV-A-Licht ab. Letztlich passieren nur gutartige langwellige UV-A-Strahlung und etwas blaues und violettes sichtbares Licht, da das „schwarze“ Glasrohr selbst den Großteil des sichtbaren Lichts herausfiltert.

Ähnlich wie bei einer normalen Glühbirne zu Hause verwendet eine Glühlampe mit Schwarzlicht Lichtfilter, um das Licht von dem erhitzten Filament zu blockieren. Alles außer Infrarot- und UV-A-Strahlung (und ein wenig sichtbares Licht) wird von ihr absorbiert.

Ähnlich wie das UV-Licht in einer Leuchtstofflampe mit der Phosphorbeschichtung reagiert, reagiert auch das UV-Licht, das in diesen beiden Lichtsystemen freigesetzt wird. Solange das UV-Licht auf die externen Leuchtstoffe scheint, leuchten sie.

Die Arten von Gegenständen, die Leuchtstoffe enthalten, werden im nächsten Abschnitt besprochen, zusammen mit einigen faszinierenden Anwendungen für Schwarzlicht.

Leuchtstoffe können überall gefunden werden, wenn Sie die ganze Nacht mit einem tragbaren Schwarzlicht herumlaufen. Zahlreiche Leuchtstoffe kommen natürlich vor, zum Beispiel in Ihren Zähnen und Fingernägeln. Mehrere Farben, Stoffe und Polymere sowie Fernsehbildschirme enthalten Phosphor in erheblichen Mengen. Die meisten fluoreszierenden Artikel, einschließlich Textmarker, enthalten Leuchtstoffe, die auch in allen Produkten enthalten sind, die im Dunkeln leuchten. In Clubs und Themenparks wird spezielle Schwarzlichtfarbe verwendet, die in mehreren Farbtönen leuchtet. Unsichtbarer Schwarzlichtstift, fluoreszierender Schwarzlichtboden, fluoreszierende Schwarzlichtblasen und sogar fluoreszierendes Schwarzlicht-Haargel sind käuflich zu erwerben.

Schwarzlicht hat viele nützliche Verwendungszwecke, abgesehen davon, dass fluoreszierende Poster und Personen großartig aussehen. Zum Beispiel:

Sie werden von Gutachtern verwendet, um Antiquitätenbetrug zu identifizieren. Im Gegensatz zu den meisten früheren Farben enthalten viele moderne Farben Leuchtstoffe, die unter Schwarzlicht leuchten.

Sie injizieren eine kleine Menge eines fluoreszierenden Farbstoffs in die Kraftstoffversorgung und beleuchten sie mit Schwarzlicht, sodass Mechaniker sie verwenden können, um unsichtbare Lecks in Maschinen zu lokalisieren. Indem sie dem Kältemittel fluoreszierende Farbstoffe beimischen, können sie beispielsweise ein unsichtbares Leck in einer Klimaanlage finden. Schwarzlichter können verwendet werden, um gefälschte Währungen zu erkennen.

Sie können von Strafverfolgungsbeamten verwendet werden, um gefälschte Währungen zu erkennen. Die größeren Banknoten, die von den Vereinigten Staaten und vielen anderen Nationen ausgegeben werden, haben einen unsichtbaren fluoreszierenden Streifen, der nur unter Schwarzlicht sichtbar ist.

Sie werden von Freizeitparks und Clubs verwendet, um unsichtbare fluoreszierende Handstempel für den Wiedereintritt zu erkennen. Sie werden von forensischen Experten verwendet, um Tatorte zu untersuchen. Zum Beispiel verwenden sie häufig fluoreszierende Farbstoffe, um unter Schwarzlicht Staub zu stäuben, um Fingerabdrücke zu identifizieren. Dies macht es einfacher, die Fingerabdrücke von dem nahegelegenen Schmutz zu unterscheiden. Sperma und andere biologische Flüssigkeiten, die von Natur aus leuchten, können unter Schwarzlicht gesehen werden.

Die meisten dieser Anwendungen und Dutzende andere haben eines gemeinsam: Schwarzlicht macht entweder das Unsichtbare sichtbar oder isoliert eine bestimmte Chemikalie von ihrer Umgebung. Es gibt viele Umstände, in denen Sie dieses Phänomen verwenden können, wenn Sie darüber nachdenken. Die Möglichkeiten sind praktisch grenzenlos!
 

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