علم الأضواء السوداء: كيف تعمل الأضواء السوداء

أنت بالتأكيد على دراية بتكنولوجيا الضوء الأسود من أحداث الهالوين وملصقات غرف النوم الرائعة إلى المتاحف العلمية و CSI: Crime Scene Investigation المسلسل التلفزيوني. الأضواء السوداء لها مظهر مشابه لمصابيح الفلورسنت العادية عندما تكون مطفأة ، ولكن عندما تكون مضاءة ، فإنها تؤدي وظيفة مختلفة إلى حد ما!

إذا كنت قريبًا من ضوء أسود ، فربما لاحظت أن كل شيء مصمم للعمل مع الأضواء السوداء ، حتى أي شيء أبيض ، يضيء أكثر قليلاً. لكن ربما تساءلت عن كيفية عمل الأضواء السوداء. في الواقع ، فإن الفيزياء الكامنة وراء الأضواء السوداء فوق البنفسجية مثيرة للاهتمام إلى حد ما.

سيتم تناول العلم وراء الأضواء السوداء ، والعديد من الاستخدامات للأضواء السوداء ، وكيف يمكنك تصميم تجارب الضوء الأسود الخاصة بك لمعرفة المزيد بشكل مستقل في هذه المدونة.

ماذا تعني "الأشعة فوق البنفسجية" في ضوء الأشعة فوق البنفسجية الأسود؟

أول شيء ستلاحظه بلا شك عند استخدام ضوء أسود في مساحة شديدة السواد هو أنه ليس أسودًا حقًا. في الواقع ، يشع المصباح الأسود إشعاعًا أزرق-أرجواني. لكن لماذا؟ من أجل فهمه ، يجب علينا أولاً مناقشة طيف الضوء المرئي.

يقتصر نطاق الضوء المرئي للعين البشرية على نطاق من الأطوال الموجية بين 380 و 750 نانومتر ، مع سقوط الضوء الأزرق والبنفسجي في النطاق 380-495. ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، الذي يتجاوز الضوء البنفسجي وغير مرئي للعين البشرية.

ربما تكون عبارة "الأشعة فوق البنفسجية" أكثر ما يمكن التعرف عليه بالنسبة لك فيما يتعلق بالشمس وكيفية تأثيرها على بشرتك. ومع ذلك ، تأتي الأشعة فوق البنفسجية في أشكال متنوعة ، مثل UVA أو UVB أو UVC. الأشعة فوق البنفسجية الناتجة عن مصباح أسود نموذجي للأشعة فوق البنفسجية هي UVA ، وهي أقل ضررًا بكثير من الأشعة فوق البنفسجية التي تنتجها الشمس والتي قد تؤدي إلى حروق الشمس.

ستلاحظ شدة ذلك التوهج الأرجواني الذي يمكن تمييزه عندما تسلط الضوء الأسود على قميص أبيض ، أو ختم يد غير مرئي يمكن أن تحصل عليه في حانة ، أو حتى أسنانك. هذا هو وهج الفوسفور ، وهي المواد التي تولد الضوء المرئي عند تعرضها للإشعاع. قبل أن يخيفك مصطلح "إشعاع" ، ضع في اعتبارك أن جميع أنواع الضوء هي إشعاع. يتحول الضوء الأسود غير المرئي إلى ضوء مرئي بواسطة الفوسفور.

فكيف تحقق هذا؟

يصطدم جسيم ضوئي بالفوسفور ، مما يتسبب في انتقال الإلكترون إلى مستوى طاقة أعلى وينتج الحرارة. نظرًا لأن جزءًا من الطاقة فقد كحرارة ، فإن الفوتون الثاني الذي يتم إطلاقه عندما يعود الإلكترون إلى مستواه المعتاد يكون لديه طاقة أقل من الأول.

نوعان مختلفان من المصباح الأسود

تأتي المصابيح السوداء في نوعين مختلفين ، على الرغم من أن كلاهما يعمل بشكل أساسي بنفس الطريقة:

المصباح الكهربائي العادي والضوء الأسود المتوهج متطابقان ، لكن الضوء الأسود المتوهج يحتوي على مرشحات متخصصة تمتص جميع الأشعة فوق البنفسجية من المصباح.

ضوء الفلورسنت مع طلاء الفوسفور الفريد يمكن مقارنته بالضوء الأسود الأنبوبي في وظيفته. يتم امتصاص أشعة UVB و UVC الأكثر خطورة بواسطة هذا الغطاء ، والذي يسمح فقط بانبعاث ضوء UVA. باستثناء التوهج الأزرق البنفسجي الذي يتوافق مع أشعة UVA ، فإن الطلاء الأسود يخفي بشكل فعال غالبية الضوء المرئي.

يتفاعل ضوء UVA المنبعث من المصابيح مع الفوسفور الخارجي ، وطالما تتعرض تلك الفوسفور لضوء UVA ، فإنها تتوهج. هذه هي الطريقة التي تعمل بها هذه الأضواء السوداء في كلا التكوينين.

الاستخدامات المختلفة للأضواء السوداء

يمكن العثور على الفوسفور في كل مكان إذا كنت تقضي الليل كله تتجول بمصباح أسود محمول. تم العثور على العديد من الفوسفور بشكل طبيعي ، على سبيل المثال في أسنانك وأظافرك. تحتوي العديد من الدهانات والأقمشة والبوليمرات ، وكذلك شاشات التلفزيون ، على الفوسفور بكميات كبيرة.

تشتمل غالبية العناصر ذات الألوان الفلورية ، بما في ذلك أقلام التظليل ، على الفوسفور ، الموجود أيضًا في جميع السلع التي تتألق في الظلام. يستخدم الطلاء الأسود الفاتح الخاص الذي يضيء بألوان متعددة في النوادي والمتنزهات. يتوفر كل من قلم الضوء الأسود غير المرئي وأرضية الضوء الأسود الفلوريسنت وفقاعات الضوء الأسود الفلوريسنت وحتى هلام الشعر الأسود الفاتح للشراء.

True CSI: يستخدم المحققون الأضواء السوداء فوق البنفسجية في مسرح الجريمة لفحص مسرح الجريمة! على سبيل المثال ، قد يستخدم خبراء الطب الشرعي غبارًا فلوريًا يلتصق ببصمات الأصابع لتحديد موقع بصمات الأصابع. سيقومون بعد ذلك بتسليط الضوء الأسود حول المنطقة لتسليط الضوء على أي بصمات أصابع قد تكون هناك.

يمكن استخدام أقلام الضوء الأسود من قبل شرطة القانون وصرافي البنوك وحتى موظفي المتاجر الذين يتعاملون مع النقود للتحقق من شرعية العملات. خمس أوراق نقدية وما فوق في الولايات المتحدة بها شرائط العلامة المائية الفلورية على يسار مركز الورقة النقدية. لذلك ، يجب عليك إعادة النظر في استخدام فاتورة مزورة إذا فكرت في القيام بذلك.

للاستمتاع ببعض المرح الجيد ، غالبًا ما تستخدم الأضواء السوداء! توفر الأضواء السوداء مشهدًا فريدًا من الألوان يمكن إبرازه بشكل أكبر إذا كان رواد الحفلات يرتدون ملابس مناسبة ، من حفلات الهالوين إلى حفلات الهالوين المضاءة بالنيون. يمكن تحويل زي المهرجان أو الهالوين إلى شيء فريد من نوعه باستخدام طلاء الجسم ومستحضرات التجميل الفلورية الخاصة. أيضًا ، لا تنس نظارات عرض الألعاب النارية!

هل سبق لك أن ذهبت إلى مدينة ملاهي أو لعبة بيسبول لتضطر إلى المغادرة على الفور؟ في طريق عودتك ، من المرجح أنك حصلت على طابع يدوي. هذا هو استخدام تقنية الضوء الأسود ، إذن! تُستخدم طوابع اليد الفلورية والأضواء المظلمة المرتبطة بها في الحانات والنوادي وقاعات الأداء والأحداث الرياضية والمتنزهات للسماح بإعادة الدخول.

قد يستخدم المثمن الأثري الضوء الأسود لاكتشاف التزييف لأن الفوسفور ، الذي يلمع تحت الضوء الأسود ، موجود في العديد من اللوحات المعاصرة. الطلاء الأقدم المكتشف على التحف الأصلية لا يشمل الفوسفور ؛ إذا أضاء ، فهذا يدل ... على أنه ليس أصليًا!

يمكن استخدام الأضواء السوداء من قبل متخصصي إصلاح وحدة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) للعثور على التسريبات التي قد لا يتم اكتشافها بخلاف ذلك. يفعلون ذلك عن طريق إذابة كمية قليلة من صبغة الفلورسنت في سائل التبريد في نظام التبريد. يتم بعد ذلك إضاءة الجهاز وشبكة فتحات التهوية الخاصة به بضوء أسود للبحث عن تسرب النظام.

سواء أعجبك ذلك أم لا ، فإن العقارب تتألق عند تعرضها لضوء أسود. وذلك لأن بشرة الهيكل الخارجي للعقرب تحتوي على مادة مضيئة. لذلك ، احمل معك ضوءًا أسود إذا كنت ترغب في قضاء الليل بالخارج في الصحراء حتى تتمكن من البحث عن أي مخلوقات ضارة.

الأضواء السوداء ، بالطبع ، هي أداة رائعة للبحث عن الضوء واللون. من أجل تثقيف الطلاب حول الطيف الكهرومغناطيسي ، والضوء المرئي مقابل الضوء غير المرئي ، وكيفية عمل الأضواء السوداء بشكل عام ، قد يستخدم المعلمون الأضواء السوداء لإجراء تجربة أخرى جذابة بصريًا.

بنويالأشعة فوق البنفسجية 120 سم أنبوب الصمام الخفيفة مواصفات المنتج: