Desde su invención hace 25 años, los palitos de luz se han convertido en un elemento básico de Halloween. Son perfectos como luces de seguridad porque son portátiles, baratos y emiten un resplandor fantasmal. Los bastones de luz también son extremadamente populares en la escena rave (al igual que los collares de luz, gafas ligeras y cuerda ligera), y hacen una lámpara ideal para los buceadores y campistas.
Si bien puede parecer magia sobrenatural, la tecnología detrás de las barras de luz es realmente muy simple. En este articulo, miraremos dentro de una barra de luz para descubrir cómo emite una luz tan fuerte sin bombilla y sin batería.
La luz es una forma de energía, que se puede emitir a través de una variedad de procesos. Estos procesos incluyen:
Todos estos procesos funcionan según el mismo principio básico:una fuente exterior de energía excita los átomos, haciendo que liberen partículas de luz llamadas fotones . Cuando quemas algo por ejemplo, La energía térmica hace que los átomos que componen el material se aceleren. Cuando los átomos se aceleran, chocan entre sí con mayor fuerza. Si los átomos están lo suficientemente excitados, las colisiones transferirán energía a algunos de los electrones del átomo. Cuando esto pasa, un electrón será impulsado temporalmente a un nivel de energía más alto (más lejos del núcleo del átomo). Cuando finalmente vuelve a caer a su nivel original (más cerca del núcleo), libera parte de su energía en forma de fotones de luz. (Consulte Cómo funcionan los átomos y Cómo funciona la luz para obtener más información).
Una barra de luz hace lo mismo básico, pero usa un reacción química para excitar los átomos de un material. Veremos esta reacción en la siguiente sección.
Las barras de luz vienen en una variedad de colores. El color de la luz está determinado por la composición química del tinte fluorescente en la barra. Vimos que las barras de luz usan energía de una reacción química para emitir luz. Esta reacción química se desencadena mezclando múltiples compuestos químicos .
Compuestos son sustancias compuestas por átomos de diferentes elementos, unidos entre sí en estructura rígida. Cuando combina dos o más compuestos, los diversos átomos pueden reorganizarse para formar nuevos compuestos. Dependiendo de la naturaleza de los compuestos, esta reacción provocará una liberación de energía o una absorción de energía.
La reacción entre los diferentes compuestos en una barra de luz provoca una liberación sustancial de energía. Como en una bombilla incandescente, los átomos de los materiales están excitados, haciendo que los electrones se eleven a un nivel de energía más alto y luego regresen a sus niveles normales. Cuando los electrones regresan a sus niveles normales, liberan energía en forma de luz. Este proceso se llama quimioluminiscencia .
La reacción química en una barra de luz generalmente implica varios pasos diferentes. Una barra de luz comercial típica contiene una solución de peróxido de hidrógeno y una solución que contiene un éster de oxalato de fenilo y un tinte fluorescente . Aquí está la secuencia de eventos cuando se combinan las dos soluciones:
La barra de luz en sí es solo una carcasa para las dos soluciones involucradas en la reacción, esencialmente, es un experimento de química portátil. A continuación, veremos cómo al doblar la barra de luz se pone en marcha este experimento.
Una barra de luz consiste en un vial de vidrio, que contiene una solución química, alojado dentro de un vial de plástico más grande, que contiene otra solución. Cuando dobla el vial de plástico, el frasco de vidrio se rompe, las dos soluciones fluyen juntas, y la reacción química resultante hace que un tinte fluorescente emita luz. Acabamos de ver que una barra de luz es una carcasa para dos soluciones químicas, que desprenden luz cuando se combinan. Antes de activar la barra de luz, las dos soluciones se mantienen en cámaras separadas. La solución de tinte y éster de oxalato de fenilo llena la mayor parte de la barra de plástico. La solución de peróxido de hidrógeno, llamó al activador , está contenido en un pequeño, vial de vidrio frágil en el medio de la varilla.
Cuando dobla la varilla de plástico, el frasco de vidrio se abre de golpe, y las dos soluciones fluyen juntas. Los productos químicos reaccionan inmediatamente entre sí, y los átomos comienzan a emitir luz. El tinte particular utilizado en la solución química le da a la luz un color distintivo.
Dependiendo de los compuestos que se utilicen, la reacción química puede durar unos minutos o muchas horas. Si calienta las soluciones, la energía extra acelerará la reacción, y el palo brillará más, pero por un período de tiempo más corto. Si enfrías la barra de luz, la reacción se ralentizará, y la luz se atenuará. Si desea conservar su barra de luz para el día siguiente, póngalo en el congelador, no detendrá el proceso, pero alargará considerablemente la reacción.
Calentar una barra de luz acelerará la reacción química, haciendo que el tinte emita un brillo más brillante. La barra de luz de la izquierda se ha activado y se ha mantenido a temperatura ambiente. La barra de luz de la derecha se ha activado y se ha colocado en agua hirviendo durante un minuto. Las barras de luz son solo una aplicación de un fenómeno natural importante: luminiscencia . Generalmente hablando, La luminiscencia es cualquier emisión de luz que no sea causada por el calentamiento. Entre otras cosas, la luminiscencia se utiliza en televisores, luces de neón y pegatinas que brillan en la oscuridad. También es el principio que enciende una luciérnaga y hace que algunas rocas brillen después del anochecer.
Para obtener más información sobre las barras de luz, luminiscencia y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.
