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Cómo funcionan las barras de luz

Cómo funcionan las barras de luz

La reaccion quimica

Los bastones luminosos vienen en una variedad de colores. El color de la luz está determinado por la composición química del tinte fluorescente en la barra.

Hemos visto que las barras de luz utilizan la energía de una reacción química para emitir luz. Esta reacción química se desencadena por la mezcla de varios componentes quimicos.

Compuestos son sustancias formadas por átomos de diferentes elementos, unidos en una estructura rígida. Cuando se combinan dos o más compuestos, los diferentes 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.

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La reacción entre los diferentes compuestos en una barra de luz provoca una importante liberación de energía. Al igual que en una lámpara incandescente, los átomos de los materiales se excitan, lo que hace 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 quimioluminiscente sin.

La reacción química en una barra de luz generalmente implica varios pasos. 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 Pintura fluorescente. Aquí está la secuencia de eventos cuando se combinan las dos soluciones:

  1. El peróxido de hidrógeno oxida el éster de oxalato de fenilo, lo que da como resultado una sustancia química llamada fenol y un éster de peroxiácido inestable.
  2. El éster de peroxiácido inestable se descompone, produciendo fenol adicional y un compuesto de peróxido cíclico.
  3. El compuesto de peróxido cíclico se descompone en dióxido de carbono.
  4. Esta descomposición libera energía para el tinte.
  5. Los electrones de los átomos del tinte ascienden a un nivel superior y luego regresan, liberando energía en forma de luz.

La barra de luz en sí es solo un envoltorio para las dos soluciones involucradas en la reacción; es básicamente un experimento químico portátil. A continuación, veremos cómo la flexión de la barra de luz pone en movimiento esta experiencia.

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Activador

Una barra de luz consiste en un matraz de vidrio, que contiene una solución química, alojado dentro de un matraz de plástico más grande, que contiene otra solución.  Cuando se dobla la botella de plástico, la botella de vidrio se rompe, las dos soluciones fluyen juntas y la reacción química resultante hace que un tinte fluorescente emita luz.
Una barra de luz consiste en un matraz de vidrio, que contiene una solución química, alojado dentro de un matraz de plástico más grande, que contiene otra solución. Cuando se dobla la botella de plástico, la botella 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 caja para dos soluciones químicas, que emiten luz cuando se combinan. Antes de activar la barra de luz, las dos soluciones se almacenan en habitaciones separadas. El éster de oxalato de fenilo y la solución de tinte llenan la mayor parte de la barra de plástico. La solución de peróxido de hidrógeno, llamada activador, está contenido en una pequeña botella de vidrio frágil en el centro de la barra.

Cuando dobla la varilla de plástico, la botella de vidrio se abre y las dos soluciones fluyen juntas. Los químicos reaccionan inmediatamente entre sí y los átomos comienzan a emitir luz. El tinte específico utilizado en la solución química da lugar a un color característico.

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Dependiendo de los compuestos utilizados, la reacción química puede tardar unos minutos o varias horas. Si calienta las soluciones, la energía extra acelerará la reacción y la barra brillará más, pero por un período más corto. Si enfría la barra de luz, la reacción será más lenta y la luz será más débil. Si desea guardar la barra de luz para el día siguiente, colóquela en el congelador; esto no interrumpirá el proceso, pero ralentizará considerablemente la reacción.

Calentar una barra de luz acelera la reacción química, lo que hace que el tinte emita un brillo más fuerte.  La barra de luz izquierda se activó y se mantuvo a temperatura ambiente.  La barra de luz de la derecha se activó y se colocó en agua hirviendo durante un minuto.
Calentar una barra de luz acelera la reacción química, lo que hace que el tinte emita un brillo más fuerte. La barra de luz izquierda se activó y se mantuvo a temperatura ambiente. La barra de luz de la derecha se activó y se colocó en agua hirviendo durante un minuto.

Las barras de luz son solo una aplicación de un fenómeno natural importante: luminiscencia. En general, la luminiscencia es cualquier emisión de luz no provocada por el calentamiento. Entre otras cosas, la luminiscencia se utiliza en televisores, luces de neón y adhesivos fosforescentes. También es el principio que ilumina una luciérnaga y hace brillar algunas rocas después del atardecer.

Para obtener más información sobre barras de luz, luminiscencia y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.

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Cómo funcionan las barras de luz

Desde su invención hace 25 años, las barras de luz se han convertido en un elemento básico de Halloween. Son excelentes como iluminación de seguridad porque son portátiles, económicos y emiten un brillo fantasmal. Los bastones luminosos también son extremadamente populares en la escena rave (así como collares livianos, gafas y cuerda liviana) y son una luz ideal para buceadores y campistas.

Si bien esto puede parecer magia sobrenatural, la tecnología detrás de las barras de luz es bastante simple. En este artículo, veremos el interior de una barra de luz para descubrir cómo emite una luz tan potente sin lámpara y sin batería.

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La luz es una forma de energía que puede ser emitida por varios procesos. Estos procesos incluyen:

  • Brillar – La emisión de luz debido al calor (como en una lámpara normal o lámpara de gas)
  • Fluorescencia y fosforescencia – La emisión de luz en respuesta a la energía radiante (como en una lámpara fluorescente o un televisor)
  • Generación láser – Emisión de luz concentrada por emisión estimulada (consulte Cómo funcionan los láseres para obtener más detalles).

Todos estos procesos funcionan según el mismo principio básico: una fuente de energía externa excita los átomos, haciendo que liberen partículas de luz llamadas fotones. Cuando se quema algo, por ejemplo, la energía térmica hace que los átomos que componen el material se aceleren. Cuando los átomos se aceleran, chocan con mayor fuerza. Si los átomos están lo suficientemente excitados, las colisiones transferirán energía a ciertos electrones en el átomo. Cuando esto sucede, un electrón será empujado temporalmente a un nivel de energía más alto (más lejos del núcleo del átomo). Cuando finalmente regresa 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 archivo reacción química excitar los átomos de un material. Examinaremos esta reacción en la siguiente sección.

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