Южноамериканские жуки кукуджо светятся так ярко, что люди могут использовать их как лампы. Игрушки-светящиеся палочки очаровывают детей и взрослых, генерируя свет без использования видимого источника энергии. Это два примера химических реакций, вызывающих различные типы освещения в живых и неживых организмах.
Свет, который вы видите, начинается на атомном уровне. Когда энергия возбуждает электроны, вращающиеся вокруг атома, эти электроны высвобождают фотоны после того, как возвращаются в свое невозбужденное основное состояние. Вы видите эти фотоны как видимый свет. Этот принцип применим как к горящему фонарю, так и к свече, мерцающей на ветру. В фонарике батарея обеспечивает питание, необходимое для запуска процесса генерации света. У жука кукухо химические реакции создают освещение.
Такие организмы, как светлячки, биолюминесцентны - они генерируют свет, комбинируя фермент с субстратом. Динофлагелляты, микроскопические морские существа, также излучают собственный свет. Когда миллионы из них плавают вместе, они могут осветить воду большими светящимися водоворотами. Химические вещества, которые организмы используют для получения света, различаются в зависимости от вида. Для получения биолюминесценции требуются как минимум два химических вещества - люциферин, который производит свет, и люцифераза, которая запускает химическую реакцию. Фотобелки используют несколько иной механизм, чем системы люцифераза-люциферин, но они, тем не менее, также являются ферментативными. Ион - часто кальций - может запустить процесс производства света, когда он попадает в систему некоторых организмов.
Можно создать искусственную биолюминесценцию, комбинируя химические вещества, которые генерируют свет, когда вы смешиваете их в контейнере - это то, что происходит со светящейся палочкой. Эти палочки часто содержат эфир фенилоксилата, перекись водорода и флуоресцентный краситель. Когда эти химические вещества объединяются, происходит серия реакций, в результате которых в краситель поступает энергия. Эта энергия возбуждает электроны красителя, которые высвобождают фотон, когда возвращаются в основное состояние.
День независимости - отличное время, чтобы понаблюдать за химическими реакциями, которые производят свет с использованием тепла. Многие красочные фейерверки, которые появляются над головой, сияют, потому что тепло после взрыва заставляет соли металлов поглощать энергию. Когда это происходит, они излучают видимый свет. Цвет, который вы видите, зависит от металла или смеси металлов в фейерверке. Например, соли стронция и лития дают красный цвет, а соединения меди - синий.