Les coléoptères sud-américains du cucujo brillent si fort que les gens peuvent les utiliser comme lampes. Les jouets de bâton lumineux fascinent les enfants et les adultes en générant de la lumière sans utiliser aucune source d'alimentation apparente. Ce sont deux exemples de réactions chimiques produisant différents types d'éclairage dans des organismes vivants et non vivants.
La lumière que vous voyez commence au niveau atomique. Lorsque l'énergie excite des électrons en orbite autour d'un atome, ces électrons libèrent des photons après leur retour à leur état fondamental non excité. Vous voyez ces photons comme de la lumière visible. Ce principe s'applique à la fois à un réverbère allumé et à une bougie vacillant au vent. Dans une lampe de poche, une batterie fournit l'énergie nécessaire pour déclencher le processus de génération de lumière. Dans un coléoptère cucujo, des réactions chimiques créent l'illumination.
Les organismes tels que les lucioles sont bioluminescents - ils génèrent de la lumière en combinant une enzyme avec un substrat. Les dinoflagellés, créatures marines microscopiques, produisent également leur propre lumière. Lorsque des millions d'entre eux flottent ensemble, ils peuvent illuminer l'eau sous forme de grands tourbillons lumineux. Les produits chimiques que les organismes utilisent pour produire de la lumière varient selon les espèces. Il faut au moins deux produits chimiques pour produire la bioluminescence: une luciférine, qui produit la lumière, et une luciférase, qui entraîne la réaction chimique. Les photoprotéines utilisent un mécanisme légèrement différent de celui des systèmes luciférase-luciférine, mais qui sont néanmoins aussi enzymatiques. Un ion, souvent du calcium, peut déclencher le processus de production de lumière lorsqu'il pénètre dans le système de certains organismes.
Il est possible de produire une bioluminescence artificielle en combinant des produits chimiques qui génèrent de la lumière lorsque vous les mélangez dans un récipient - c'est ce qui se passe avec un bâton lumineux. Ces bâtons contiennent souvent de l'ester de phényloxylate, du peroxyde d'hydrogène et un colorant fluorescent. Lorsque ces produits chimiques se combinent, une série de réactions se produisent qui font entrer de l'énergie dans le colorant. Cette énergie excite les électrons du colorant qui libèrent des photons lorsqu'ils retournent à l'état fondamental.
Le Jour de l'Indépendance est un excellent moment pour observer les réactions chimiques qui produisent de la lumière en utilisant la chaleur. De nombreux feux d'artifice colorés qui apparaissent au-dessus brillent car la chaleur après une explosion provoque l'absorption d'énergie par les sels métalliques. Lorsque cela se produit, ils émettent de la lumière visible. La couleur que vous voyez dépend du métal ou du mélange de métaux dans le feu d'artifice. Les sels de strontium et de lithium, par exemple, produisent du rouge tandis que les composés de cuivre créent du bleu.