Como funcionam as luzes negras
As luzes negras certamente foram usadas em exibições de Halloween, museus científicos e parques de diversões. As luzes negras podem ter uma aparência semelhante às lâmpadas fluorescentes ou incandescentes padrão, mas funcionam de maneira muito diferente. Dentes brancos, roupas e outros objetos brilham no escuro quando você liga um.
Por exemplo, um pôster fluorescente brilhará intensamente se uma luz negra incidir sobre ele em um espaço escuro como breu. Você também deve ter visto papéis que, quando iluminados por uma luz negra, soletram uma mensagem luminosa, mas parecem estar em branco na luz normal. Os carimbos de mão usados por muitos parques temáticos são indetectáveis, a menos que você os veja sob a luz negra.
Aprenderemos tudo o que há para saber sobre essa situação neste post. Além disso, examinaremos alguns usos intrigantes da luz negra e descobriremos por que alguns itens brilham quando expostos à luz negra, mas outros não.
"Luz negra": o que é isso?
Em um ambiente totalmente escuro, uma lâmpada negra emitirá uma tonalidade roxa quando ligada. A lâmpada também produz luz ultravioleta, que você não pode ver.
A luz visível tem um espectro que se estende do vermelho ao laranja, amarelo, verde e azul ao violeta em nossos olhos. a luz ultravioleta, que está acima do violeta, é invisível para nós. Os efeitos da radiação UV na pele humana são discutidos no artigo Como funcionam as queimaduras solares e o bronzeado. A luz UVA, que é menos prejudicial do que a luz UVB, é produzida por uma lâmpada negra.
Os fósforos são o que fazem as coisas brilharem sob a luz negra, seja em um pôster fluorescente, um carimbo de mão invisível ou uma camiseta branca recém-lavada.
Qualquer material que responda à radiação emitindo luz visível é chamado de fósforo. Um fósforo transforma a energia de radiação UV de uma luz negra em luz visível.
Examinaremos os papéis dos fósforos tanto na iluminação fluorescente convencional quanto na iluminação negra na seção a seguir.
Uma lâmpada fluorescente com algumas mudanças significativas compõe o design tradicional de luz negra. Ao passar eletricidade por um tubo contendo gás inerte e uma pequena quantidade de mercúrio, as lâmpadas fluorescentes produzem luz. (Para mais detalhes, consulte Como funcionam as lâmpadas fluorescentes.)
Os átomos de mercúrio liberam energia na forma de fótons de luz quando são estimulados. Alguns dos fótons que eles produzem são luz visível, mas a maioria deles está na faixa de comprimento de onda ultravioleta (UV). As luzes fluorescentes devem transformar essa energia em luz visível, pois os comprimentos de onda da luz ultravioleta são invisíveis ao olho humano. Eles fazem isso cobrindo a parte externa do tubo com fósforo.
Quando expostos à luz, os fósforos emitem luz, que é chamada de fluorescente. Um dos elétrons do átomo de fósforo sobe para um nível de energia mais alto quando um fóton o atinge, fazendo com que o átomo vibre e produza calor. O elétron libera energia na forma de outro fóton quando retorna ao seu nível normal. Devido à perda de energia na forma de calor, esse fóton é menos energético que o fóton inicial. A luz liberada por uma lâmpada fluorescente é visível porque o fósforo produz uma luz esbranquiçada que pode ser vista.
É assim também que funcionam as luzes negras. As luzes negras vêm em duas variedades distintas, mas funcionam essencialmente da mesma maneira.
Em essência, um tubo de luz negra é uma lâmpada fluorescente com um revestimento de fósforo alternativo. Semelhante à forma como o fósforo em uma lâmpada fluorescente absorve a radiação UV e gera luz visível, este revestimento absorve a perigosa luz UV-B e UV-C de ondas curtas e emite luz UV-A. Apenas a radiação UV-A benigna de onda longa e uma pequena quantidade de luz visível azul e violeta passam, uma vez que o próprio tubo de vidro "preto" filtra a maior parte da luz visível.
Semelhante a uma lâmpada doméstica comum, uma lâmpada incandescente preta utiliza filtros de luz para bloquear a luz do filamento aquecido. Tudo, exceto a radiação infravermelha e UV-A (e uma pequena quantidade de luz visível) é absorvido por ela.
Semelhante à forma como a luz UV dentro de uma lâmpada fluorescente reage com o revestimento de fósforo, o mesmo acontece com a luz UV liberada em ambos os sistemas de luz. Enquanto a luz ultravioleta estiver brilhando nos fósforos externos, eles brilharão.
Os tipos de itens que contêm fósforo são discutidos na próxima seção, juntamente com algumas aplicações intrigantes para luzes negras.
Fósforos podem ser encontrados por toda parte se você passar a noite inteira andando com uma luz negra portátil. Numerosos fósforos são encontrados naturalmente, por exemplo, em seus dentes e unhas. Várias tintas, tecidos e polímeros, bem como telas de televisão, contêm fósforo em quantidades significativas. A maioria dos itens de cores fluorescentes, incluindo marcadores, inclui fósforos, que também estão presentes em todos os produtos que brilham no escuro. A tinta especial de luz negra que ilumina em vários tons é usada em clubes e parques temáticos. Caneta de luz negra invisível, piso de luz negra fluorescente, bolhas de luz negra fluorescente e até gel de cabelo de luz negra fluorescente estão disponíveis para compra.
As luzes negras têm vários usos úteis, além de fazer com que os pôsteres fluorescentes e as pessoas pareçam ótimos. Por exemplo:
Eles são usados por avaliadores para identificar fraudes antigas. Em contraste com a maioria das tintas anteriores, muitas tintas modernas contêm fósforos que brilham sob a luz negra.
Eles injetam uma pequena quantidade de corante fluorescente no suprimento de combustível e o iluminam com uma luz negra, permitindo que os reparadores os usem para localizar vazamentos invisíveis em máquinas. Ao misturar corante fluorescente com o refrigerante, eles podem encontrar um vazamento invisível em um ar condicionado, por exemplo. Luzes negras podem ser usadas para identificar moedas falsas.
Eles podem ser usados por agentes da lei para detectar moeda falsa. As notas maiores emitidas pelos Estados Unidos e muitas outras nações têm uma faixa fluorescente invisível que só pode ser vista sob luz negra.
Eles são usados por parques de diversões e clubes para reconhecer carimbos de mão fluorescentes invisíveis para reentrada. Eles são usados por especialistas forenses para examinar cenas de crime. Por exemplo, eles freqüentemente usam tinta fluorescente para tirar o pó sob uma luz negra para identificar impressões digitais. Isso torna mais simples distinguir as impressões digitais da sujeira próxima. O sêmen e outros fluidos biológicos que brilham naturalmente podem ser vistos sob luzes negras.
A maioria dessas aplicações, juntamente com dezenas de outras, tem uma coisa em comum: as luzes negras tornam o invisível visível ou isolam um determinado produto químico de seus arredores. Existem muitas circunstâncias em que você pode usar esse fenômeno, se pensar um pouco. As possibilidades são praticamente ilimitadas!
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