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生活中的物理学
1.5.14 冷 光
冷 光

在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,故被称为“冷光”。

紫外线是肉眼看不见的光,若用一束紫外线照射酸性的硫酸奎宁溶液,就能看到原来不发光的溶液发出了蓝光,这种光就叫作荧光。当某种常温物质经某种波长的入射光(通常是紫外线或X射线)照射,吸收光能后进入激发态,并发出比入射光的波长长的出射光(通常波长在可见光波段)时,就产生荧光。一旦停止入射光,发光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被称为荧光。在日常生活中,人们通常广义地把各种微弱的光亮都称为荧光,而不去仔细追究和区分其发光原理。通常的日光灯就是利用荧光原理做成的:在日光灯管壁上涂有一层能激发白光的荧光粉,管内是低压水银蒸气,当管子两端被加上六七百伏高压(镇流器产生)时,水银蒸气被电离,产生的紫外线照射在荧光粉上就能发出柔和的白光。用手摸一下白炽灯灯泡与日光灯的管壁,会感觉到白炽灯泡烫手,而日光灯管却一点也不烫。所以日光灯也叫荧光灯。

自然界中还有一种固体,平时不发光,但当受到紫外线的照射时,就能发出一种暗绿色的光。入射光停止照射时,这种物质仍能持续发光,有的甚至能持续发光几个小时,这种光称为磷光。磷光是一种缓慢发光的光致冷发光现象。所谓“在黑暗中发光”的材料,通常都是磷光性材料,如夜明珠。人们利用磷的这种特性做成了夜光表、夜光指示器及坑道、山洞的夜光指示灯,给人们的生活和工作带来很大方便。

荧光和磷光都必须在外界光线照射下才能产生,它们不像普通光线那样产生热效应,所以被称为冷光。冷光的另一特性是它们的颜色与入射光波长无关,只与发光的物质种类有关。如日光照射叶绿素的醇溶液时,会激发出红色荧光,照射铀玻璃则呈绿色荧光。另外有些生物体,也能发出荧光或磷光来。