5.19. Свечение винтергринового масла в темноте

[60]

Поставьте такой эксперимент: вдвоем с другом проведите четверть часа в темноте — дома, забравшись в шкаф, или безлунной ночью на улице. И после этого попросите друга пожевать пастилку «лайфсейвер» (она производится в виде спасательного круга и пропитана винтергриновым маслом), держа при этом рот раскрытым, чтобы вы могли разглядеть, что происходит у него во рту. Почему поначалу при каждом укусе во рту у него возникает слабое голубое свечение и почему позже, сколько бы они ни жевал, свечение не появляется? (Если не хочется жевать конфетку, можно сжимать ее плоскогубцами, пока не треснет.)

Почему жидкий напиток тоник имеет слабый голубоватый оттенок?

ОТВЕТ • Всякий раз, когда вы раскусываете кристаллик мятного сахара, образовавшиеся более мелкие кусочки приобретают заряды противоположного знака. Предположим, кристаллик раскололся на два кусочка — А и Б, причем А зарядился отрицательным зарядом, а Б — положительным (рис. 5.3). Некоторые электроны с куска А будут перетекать через зазор и оседать на кусочке Б. Поскольку воздух попадет в этот зазор, электронам придется двигаться через воздух. Там они будут сталкиваться с молекулами азота, передавать им энергию и возбуждать их. Когда молекулы будут возвращаться в основное — невозбужденное — состояние, они будут испускать свет в ультрафиолетовом диапазоне, и его вы увидеть не сможете. Однако молекулы винтергринового масла, расположенные на поверхностях кусочков пастилки, поглощают ультрафиолетовые лучи и при этом испускают голубой свет, который уже можно увидеть. Это как раз то свечение, которое вы наблюдаете во рту вашего друга. Процесс поглощения света в одном диапазоне длин волн (в данном случае — ультрафиолетовом) и испускание света в более длинноволновом диапазоне (в данном случае — голубого света) называется флуоресценцией.

Рис. 5.3 / Задача 5.19. Два кусочка пастилки «лайфсервер» с винтергриновым маслом в момент их отрыва друг от друга. Электроны перетекают с отрицательно заряженной поверхности кусочка А на положительно заряженную поверхность кусочка Б и по дороге в воздухе сталкиваются с молекулами азота.

Хинин, содержащийся в тонике, в этом смысле похож на винтергриновое масло: он поглощает ультрафиолет и испускает голубой свет, в результате чего тоник приобретает голубоватый оттенок. Это свечение становится заметнее, если в темной комнате тоник поднести к флуоресцентной лампе. Тогда хинин превратит часть ультрафиолетового излучения лампы в голубой свет. Этот эффект станет менее заметным, если освещать тоник через пластик или стекло, например через стенки бутылки для тоника, поскольку и пластик, и особенно стекло поглощают ультрафиолет. Эффект покажется сильнее, если облучать тоник черной (ультрафиолетовой) лампой — в этом случае видимое излучение самой лампы не будет мешать наблюдениям.