Das Leuchten im Dunkeln, auch Lumineszenz genannt, ist meist eine einfache Sache der Chemie. Bestimmte Chemikalien speichern Energie, wenn sie Licht ausgesetzt werden, und geben diese Energie dann langsam wieder ab, wodurch sie eine kleine Menge Licht emittieren und somit leuchten. Andere Chemikalien reagieren miteinander, wodurch ihre Elektronen angeregt werden und sie leuchten, wenn diese Elektronen Energie freisetzen. Radioaktive Elemente können auch verwendet werden, um Dinge zum Leuchten zu bringen. Diese drei Arten, wie Dinge im Dunkeln leuchten, sind als Phosphoreszenz, Chemilumineszenz und Radiolumineszenz bekannt.
Beispiele
Von einem Objekt wird gesagt, dass es im Dunkeln leuchtet, wenn es Licht aussendet, ohne an eine Stromquelle wie Strom oder eine Batterie angeschlossen zu sein und ohne mehr als eine geringe Wärmemenge abzugeben. Ein brennendes Streichholz, eine Taschenlampe oder ein Handy-Bildschirm könnten beispielsweise im Dunkeln Licht emittieren, aber nicht im Dunkeln leuchten. Die Zeiger einer mechanischen Uhr, Spielzeug, Farben und Neuheiten sind Beispiele für Dinge, die manchmal im Dunkeln leuchten.
Phosphoreszenz
Die gebräuchlichste Methode, ein Objekt im Dunkeln zum Leuchten zu bringen, ist die Verwendung von Chemikalien, die als Phosphor bezeichnet werden, um Licht zu erzeugen. Gegenstände, die mit diesen Chemikalien beschichtet sind, müssen dem Licht ausgesetzt werden, bevor sie im Dunkeln leuchten können. Das Licht energetisiert die Leuchtstoffe und regt ihre Elektronen an. Da die Elektronen diese zusätzliche Energie langsam verlieren, erzeugt die Freisetzung der Energie Licht, das normalerweise etwas schwach ist.
Wissenschaftler haben im Labor zahlreiche Leuchtstoffe hergestellt, aber Zinksulfid und Strontiumaluminat werden am häufigsten in im Dunkeln leuchtenden Produkten verwendet. Strontiumaluminat ist eine neuere Technologie und sein Glühen dauert länger. Die Chemikalien werden oft mit dem Kunststoff vermischt, der zu einem im Dunkeln leuchtenden Objekt geformt oder anderen Materialien zugesetzt wird, um Dinge wie im Dunkeln leuchtende Farbe oder Make-up zu erzeugen.
Chemilumineszenz
Eine andere Möglichkeit, Objekte im Dunkeln zum Leuchten zu bringen, ist eine chemische Reaktion. Zwei Chemikalien werden miteinander vermischt und die resultierende Reaktion bewirkt, dass Elektronen angeregt werden und sich auf ein höheres Energieniveau bewegen. Wenn die Elektronen auf ein normales Niveau zurückkehren, setzen sie Energie frei und erzeugen ein Leuchten. Dies ist die Art von Reaktion, die verwendet wird, um das Licht in Leuchtstäben zu erzeugen.
Radiolumineszenz
Einige Gegenstände leuchten, ohne dass sie Licht ausgesetzt oder „aufgeladen“ werden müssen. Diese Gegenstände verwenden immer noch Phosphor, um das Leuchten zu erzeugen, aber sie fügen der Verbindung ein radioaktives Element wie Radium hinzu. Das radioaktive Element gibt geringe Strahlungsmengen ab – nicht genug, um gefährlich zu sein –, die die Leuchtstoffe ständig aufladen, so wie Licht es tun würde. Strahlungsgeladene Leuchtstoffe werden normalerweise für Uhr- oder Uhrzeiger verwendet, die nach dem Ausschalten eines Lichts stundenlang leuchten müssen – zum Beispiel für den Fall, dass der Besitzer mitten in der Nacht die Zeit überprüfen muss.
Biolumineszenz
Viele lebende Organismen können aufgrund chemischer Reaktionen im Dunkeln leuchten. Einige enthalten alle Chemikalien, die sie zum Glühen benötigen, und andere leuchten durch eine Reaktion auf ein Element in ihrer Umgebung, wie beispielsweise Sauerstoff. Glühwürmchen, Glühwürmchen, Lebewesen, die tief im Meer leben, und bestimmte Pilzarten gehören zu den Tieren und Pflanzen, die leuchten können. In einigen Fällen, beispielsweise bei Tiefseelebewesen, ist die Biolumineszenz die einzige Lichtquelle. Andere Tiere und Pflanzen leuchten zum Schutz, zur Tarnung, um Partner anzuziehen oder aus anderen Gründen.