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光与光学

发光的规则

用紫外手电筒去搜寻会发光的东西,然后找出它们无一例外都遵守的那条规则:射出来的光,能量总是比射进去的光更低。

简单 · 45分钟

发光的规则

简介

有些再普通不过的东西藏着一种颜色。汤力水、荧光笔的墨水、洗衣粉、某些白袜子,还有钞票上的安全线,在紫外光照上去之前都平平无奇。

把它们找出来,能开心大约十分钟。真正值得留下的是底下那条规则,而它竟然是一条没有例外的规则。

原理说明

紫外光由携带着比你眼睛能看到的任何颜色都更多能量的光子组成。当其中一个被合适的分子吸收时,它会把一个电子抬升到更高的能级。这个电子先以热的形式放掉一小部分能量,然后落回原处,并发出一个属于自己的光子。因为途中损失了一些能量,发出的这个光子携带的能量总是少于被吸收的那个,而能量更少意味着波长更长,也就意味着颜色更红。这就是为什么进去的是紫外、出来的是蓝色,也是为什么你永远找不到一种东西吸收红色却吐出蓝色。这个向下的台阶甚至有个名字:斯托克斯位移。

分步说明

  1. 1

    关掉灯,让眼睛适应几分钟。然后用紫外手电筒慢慢扫过整个房间,把所有亮起来的东西都记下来。

  2. 2

    把汤力水倒进一个透明玻璃杯,从侧面照进去。再拿一个一模一样的杯子装白水作对照,好确认发光的不是杯子。

  3. 3

    用黄色荧光笔在白纸上用力涂一片,放到手电筒下。记下射出来的颜色,而不是墨水在日光下看起来的颜色。

  4. 4

    在深色纸上撒一点洗衣粉再照亮。洗衣粉里是特意加了增白剂的,好让衣服反射出额外的蓝光,看起来比白还白。

  5. 5

    把手电筒自身的颜色,和你找到的每样东西射出来的颜色并排记下来,然后比较这两列,看看有没有什么打破了这个规律。

  6. 6

    测试夜光星星。用手电筒给它们充能十秒,然后把手电筒关掉。和你清单上其他所有东西都不一样,这些还会继续亮。

  7. 7

    给星星保持可见的时间计时。然后充能整整一分钟,再计一次时,把两个数字都写下来。

发光记录

每找到一样东西填一行。两列颜色才是整张表的重点,填满之后要把它们对照着看。

物品正常光下的颜色射进去的颜色射出来的颜色关灯后还在发光吗?
行 1, 物品行 1, 正常光下的颜色行 1, 射进去的颜色行 1, 射出来的颜色行 1, 关灯后还在发光吗?
行 2, 物品行 2, 正常光下的颜色行 2, 射进去的颜色行 2, 射出来的颜色行 2, 关灯后还在发光吗?
行 3, 物品行 3, 正常光下的颜色行 3, 射进去的颜色行 3, 射出来的颜色行 3, 关灯后还在发光吗?
行 4, 物品行 4, 正常光下的颜色行 4, 射进去的颜色行 4, 射出来的颜色行 4, 关灯后还在发光吗?
行 5, 物品行 5, 正常光下的颜色行 5, 射进去的颜色行 5, 射出来的颜色行 5, 关灯后还在发光吗?
行 6, 物品行 6, 正常光下的颜色行 6, 射进去的颜色行 6, 射出来的颜色行 6, 关灯后还在发光吗?
行 7, 物品行 7, 正常光下的颜色行 7, 射进去的颜色行 7, 射出来的颜色行 7, 关灯后还在发光吗?
行 8, 物品行 8, 正常光下的颜色行 8, 射进去的颜色行 8, 射出来的颜色行 8, 关灯后还在发光吗?
行 9, 物品行 9, 正常光下的颜色行 9, 射进去的颜色行 9, 射出来的颜色行 9, 关灯后还在发光吗?
行 10, 物品行 10, 正常光下的颜色行 10, 射进去的颜色行 10, 射出来的颜色行 10, 关灯后还在发光吗?

表格填满后,逐行检查:射出来的光有没有哪一次带着比射进去的光更多的能量,也就是更偏蓝?把你的答案写在表格下面。