Inhalt
- Energie, Atome und Licht
- Glühende Tierchemie
- Knicklicht-Technologie
- Licht von der Hitze: Ein festliches Beispiel
Südamerikanische Cucujo-Käfer leuchten so hell, dass die Menschen sie als Lampen verwenden können. Knicklichtspielzeug fasziniert Kinder und Erwachsene, indem es Licht erzeugt, ohne eine scheinbare Energiequelle zu verwenden. Dies sind zwei Beispiele für chemische Reaktionen, die in lebenden und nicht lebenden Organismen unterschiedliche Arten der Beleuchtung hervorrufen.
Energie, Atome und Licht
Das Licht, das Sie sehen, beginnt auf atomarer Ebene. Wenn Energie Elektronen anregt, die ein Atom umkreisen, setzen diese Elektronen Photonen frei, nachdem sie in ihre nicht angeregten Grundzustände zurückgekehrt sind. Sie sehen diese Photonen als sichtbares Licht. Dieses Prinzip gilt sowohl für eine leuchtende Straßenlaterne als auch für eine im Wind flackernde Kerze. In einer Taschenlampe liefert eine Batterie die Energie, die benötigt wird, um den Lichterzeugungsprozess auszulösen. In einem Cucujo-Käfer erzeugen chemische Reaktionen die Beleuchtung.
Glühende Tierchemie
Organismen wie Glühwürmchen sind biolumineszent - sie erzeugen Licht, indem sie ein Enzym mit einem Substrat kombinieren. Dinoflagellaten, mikroskopisch kleine Meerestiere, produzieren ebenfalls ihr eigenes Licht. Wenn Millionen von ihnen zusammen schwimmen, können sie das Wasser als große, leuchtende Strudel erleuchten. Die Chemikalien, mit denen Organismen Licht produzieren, variieren je nach Art. Es sind mindestens zwei Chemikalien erforderlich, um Biolumineszenz zu erzeugen - ein Luciferin, das das Licht erzeugt, und eine Luciferase, die die chemische Reaktion antreibt. Photoproteine nutzen einen etwas anderen Mechanismus als Luciferase-Luciferin-Systeme, sind aber dennoch auch enzymatisch. Ein Ion - häufig Kalzium - kann den Lichtproduktionsprozess starten, wenn es in einigen Organismen in das System gelangt.
Knicklicht-Technologie
Es ist möglich, künstliche Biolumineszenz zu erzeugen, indem Chemikalien kombiniert werden, die Licht erzeugen, wenn Sie sie in einem Behälter mischen - dies geschieht mit einem Leuchtstab. Diese Stifte enthalten häufig Phenyloxylatester, Wasserstoffperoxid und einen fluoreszierenden Farbstoff. Wenn sich diese Chemikalien verbinden, kommt es zu einer Reihe von Reaktionen, bei denen Energie in den Farbstoff gelangt. Diese Energie regt die Farbstoffelektronen an, die Photonen freisetzen, wenn sie in den Grundzustand zurückkehren.
Licht von der Hitze: Ein festliches Beispiel
Der Unabhängigkeitstag ist ein ausgezeichneter Zeitpunkt, um chemische Reaktionen zu beobachten, die unter Verwendung von Wärme Licht erzeugen. Viele bunte Feuerwerke, die über dem Kopf erscheinen, leuchten, weil die Hitze nach einer Explosion dazu führt, dass Metallsalze Energie absorbieren. In diesem Fall senden sie sichtbares Licht aus. Die Farbe, die Sie sehen, hängt vom Metall oder der Metallmischung im Feuerwerk ab. Beispielsweise produzieren Strontium- und Lithiumsalze Rot, während Kupferverbindungen Blau erzeugen.