黑光是如何工作的

这是一幅画在黑色灯光下化着闪亮妆容的女人的肖像。poweroffforever /盖蒂图片社

你们可能见过黑灯在游乐园，科学博物馆和万圣节显示器。黑光看起来可能和正常没什么两样荧光灯或白炽灯泡，但他们做的是完全不同的事情。打开一个，白衣服，牙齿和其他各种东西在黑暗中发光．

例如，如果你有一张荧光海报，在黑暗的房间里用黑光灯照射它，海报就会发光。你可能也见过在普通光线下看起来是空白的纸张，但在黑光下却能拼出发光的信息。许多游乐园使用的手印只有在黑光下才能看到。

在本文中，我们将找出这里到底发生了什么。我们还会看到为什么黑光会让一些物体发光，而不是让其他物体发光，我们还会看到一些有趣的黑光应用。

什么是“黑光”?

如果你在黑暗的房间里打开黑色的灯泡，你能从灯泡看到的是紫色的光芒。你看不见的是紫外线灯泡也在产生。

我们的眼睛可以看到可见光光谱范围从红色到橙色、黄色、绿色、蓝色和紫色。紫色上方是紫外线，我们看不见。晒伤和晒黑是如何起作用的讨论紫外线及其对我们皮肤的影响。一个黑色灯泡产生了UVA(与有害得多的UVB光相反)。

紫外光的频率在光谱上高于紫色，是肉眼无法看到的。

你看到的在黑光下发光的东西，无论是荧光海报、看不见的手章还是新洗的白色t恤上，都是荧光粉．

一个磷是否有某种物质会发出可见光辐射．磷光体将紫外线辐射中的能量从黑光转化为可见光。

在下一节中，我们将看到荧光粉如何在常规荧光灯和黑光灯中使用。

黑色光设计

传统的黑光灯设计只是一个日光灯做了一些重要的修改。荧光灯产生光通过电通过一根充满惰性气体和少量汞．(见荧光灯的工作原理为更多的信息。)

当精力充沛、汞原子以……的形式发射能量光光子．它们会发射一些可见光光子，但大部分是在紫外线波长范围内的光子。因为紫外线光波由于人类的眼睛是看不见的，所以荧光灯必须把这种能量转换成可见光。他们用磷光层在管子的外面。

荧光粉是发光的物质发出荧光——当它们暴露在光线下时。当光子击中磷原子时，磷原子的一个电子跳到更高的能级，导致原子振动并产生热量。当电子回到正常水平时，它以另一个光子的形式释放能量。这个光子的能量比原始光子少，因为一些能量以热量的形式丢失了。在荧光灯中，发出的光属于可见光谱——荧光粉发出我们可以看到的白光。

黑光灯的工作原理与此相同。实际上有两种不同类型的黑光，但它们的工作原理基本相同。

一个管黑色光基本上是一种荧光灯，有不同种类的荧光粉涂层。这种涂层吸收有害的短波uv - b和UV-C光和排放对紫外线a(与荧光灯中的荧光粉吸收紫外线并发出可见光的基本原理相同)。“黑色”玻璃管本身阻挡了大部分可见光，所以最终只有良性的长波UV-A光，以及一些蓝色和紫色的可见光可以通过。
一个白炽黑色灯泡类似于普通家用灯泡，但它使用滤光片来吸收加热灯丝发出的光。它吸收除了红外线和UV-A光(和一点点可见光)以外的一切。

在这两种光的设计中，发射的紫外线与不同的外部荧光粉就像荧光灯内部的紫外线与荧光粉涂层发生反应一样。外部荧光粉只要在紫外线照射下就会发光。

在下一节中，我们将看到什么类型的物体包含荧光粉，我们将看看黑光的一些有趣的用途。

黑灯使用

如果你带着便携式黑光灯走一整夜，你会发现到处都是荧光粉。在你的牙齿和指甲中有很多天然荧光粉。在人造材料中也有很多荧光粉，包括电视屏幕还有一些油漆，织物和塑料。大多数荧光色像荧光笔这样的东西含有荧光粉，你会在所有的东西中找到它们在黑暗中可以发光的产品。俱乐部和游乐园使用特殊的黑光涂料，发出不同的颜色。你也可以购买荧光黑光气泡，隐形黑光墨水，荧光黑光地毯，甚至荧光黑光发胶。

普通的荧光笔可以作为“黑光笔”使用。在黑光下，荧光墨水会发光!

除了让人物和荧光海报看起来很酷之外，黑光灯还有一些实际应用。例如:

鉴定人员用它们来鉴定古董的赝品。今天的许多涂料含有荧光粉，在黑光下会发光，而大多数旧的涂料不含荧光粉。
修理工用它来发现机器上看不见的漏洞——他们在燃料供应中注入一点荧光染料，并用黑光灯照亮它。例如，它们可能探测到一个不可见的物体空调在制冷剂中加入荧光染料会泄漏。黑光灯可以用来检测伪钞。
执法人员可以用它们来识别身份假币．在美国和其他许多国家，较大的钞票上都有一条看不见的荧光条，只有在黑光下才能看到。
游乐园和俱乐部用它们来识别看不见的荧光手印，以便重新入学。
法医科学家用它们来分析犯罪现场．例如，为了识别指纹，他们经常在黑光下撒上荧光染料。这样就更容易从周围的泥土中找出指纹。黑光也可以识别精液和其他自然发出荧光的体液。

大多数的这些用途，以及其他几十种用途，都遵循一个共同的主题——黑光灯使不可见的物体变得可见，或将一种特定的物质与周围的一切物质隔离开来。当你思考这个问题的时候，你会发现在很多情况下你都可以运用这个现象。应用程序可能是无穷无尽的!

有关黑光灯和其他种类的光能的更多信息，请查看下一页的链接。

最初发表:2002年7月18日

黑光常见问题解答

黑光对身体有害吗?

有限的接触不会造成任何问题，但是长时间的没有眼睛保护的眼睛接触会导致视网膜损伤。

紫外线灯和黑光灯一样吗?

黑光是一种发射紫外线辐射的紫外线。这种辐射的波长比紫光短，紫光是电磁波谱中可见光中最短的波长。

黑光能检测细菌吗?

不，黑光不能显示细菌或其他细菌。

为什么叫黑光呢?

黑光主要显示紫外线或“黑”光，因此它的名字，但“泄露”紫光。

在黑光下显示什么?

硫胺素、核黄素、烟酸、液体和维生素在黑光下会发光。尿液、精液和血液中都含有荧光分子，所以在黑光下也能看到。有趣的是，一些清洁剂、洗衣粉、蝎子、滋补水、防冻剂和牙齿增白剂也会在黑光下发光。