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黑光燈的發(fā)光原理

黑光燈看上去就好像普通的熒光燈或者白熾燈泡,但它們有些地方是*不同的。這種燈在夜總會(huì )，科學(xué)博物館，游樂(lè )園，青少年的睡房和其它地方都可以見(jiàn)到，但對大多數人來(lái)說(shuō)是陌生的。接下來(lái)，我們會(huì )找出黑光燈的工作原理。而且還會(huì )看一下為什么黑光燈會(huì )一些物體發(fā)光和黑光燈一些有趣的應用。

傳統黑光燈設計和熒光燈的比較只是有幾個(gè)重要的更改。熒光燈是由電流通過(guò)充滿(mǎn)惰性氣體的管和少量的水銀而產(chǎn)生光。當通電的時(shí)，水銀原子以可見(jiàn)光子形式發(fā)出能量。它們發(fā)出一些可見(jiàn)光子，但大部分是以紫外線(xiàn)波長(cháng)范圍發(fā)出的光子。紫外線(xiàn)光波長(cháng)太過(guò)短所以我們看不到。熒光燈必須把這種能量轉化為可見(jiàn)光。為了達到目的，就在管的外部采用了磷涂層。
 

　　磷是一種可以發(fā)光的物質(zhì)，當一個(gè)光子撞擊一個(gè)磷原子時(shí)，其中一個(gè)磷電子就會(huì )跳到一個(gè)更高的能量位置，從而引起原子振動(dòng)和創(chuàng )造熱。當電子回落到它的原始正常位置，它就會(huì )以其它光子形式釋放出能量。這個(gè)光子的能量少于原始光子的能量，因為一部分能量在加熱時(shí)損失了。熒光燈是以可見(jiàn)光譜發(fā)出光的，黑光燈都是以同樣原理工作。實(shí)際上黑光燈有兩種不同類(lèi)型，但它們基本上的工作原理是一樣的。管狀黑光燈是用了不同類(lèi)型的磷涂層，這個(gè)涂層吸收有害短波UV-B和UV-C光并且發(fā)出UV-A光（和熒光燈中的磷吸收紫外光并發(fā)出可見(jiàn)光的同樣基本方式）黑玻璃管本身阻塞大部分見(jiàn)光，所以zui后只有良性的長(cháng)波UV-A光和一些藍光和藍紫色光通過(guò)。白熾黑光燈泡和普通的燈泡很相似，但它使用了濾光器來(lái)吸收來(lái)自加熱燈絲的光。除了紅外和UV-A光（還有極少量可見(jiàn)光）外其它的都吸收了。這兩種燈的設計，發(fā)出的紫外光與不同的外部磷產(chǎn)生反應就正如熒光燈內的紫外光與磷涂層產(chǎn)生反應的一樣只要有紫外光照射到它們，外部的磷就會(huì )發(fā)光。為什么會(huì )發(fā)光?如果你拿著(zhù)一個(gè)手持的黑光燈在夜晚上行走，你就會(huì )發(fā)現到外都會(huì )有磷，你的牙齒，手指甲和其它東西。在很多人造材料上也有磷，包括電視屏幕和一些油漆，布料和塑膠。大多數熒光彩色物體，比如說(shuō)熒光筆，你會(huì )在所有的黑暗發(fā)光產(chǎn)品發(fā)現它們。夜總會(huì )和游樂(lè )園使用特別的黑光燈涂料來(lái)使它發(fā)出不同的顏色。你也可以買(mǎi)無(wú)形黑光墨水，熒光黑光地毯和甚至熒光黑光頭發(fā)發(fā)膠。這是就是為什么洗衣店的洗潔劑含有磷就可以使白色在陽(yáng)光下看上去更亮白。陽(yáng)光含有紫外光可以使白色更亮白。而暗色衣服就不行因為暗色衣服色素吸收了紫外光了。黑光燈的應用鑒定者利用它們來(lái)檢測古董的真偽?，F在有許多顏料含有磷，它在黑光燈下就會(huì )發(fā)光，而大部分古老的顏料則沒(méi)有含有磷。維修人員利用它們來(lái)找出機器中看不見(jiàn)的裂縫---通過(guò)注入少量熒光染料到燃料供應和用黑光燈照它。法律實(shí)施官員可以使用它們來(lái)鑒別錢(qián)的真偽。美國和許多其它國家都在它們的大面額上用了一條看不見(jiàn)的熒光條，它們只有在黑光燈下才顯示出來(lái)。法醫科學(xué)家使用它們來(lái)分析案發(fā)現場(chǎng)。為了套取指紋，舉例說(shuō)，它們通常在黑光燈下撒上熒光染料。這樣就可以更加容易套取指紋