Úvod » Chemie » Tajemství světlušek

Tajemství světlušek

Přidat do mého PORTu

30. 1. 2008

Tajemství světlušek

Nejlépe jsme obeznámeni s druhy světla, jako je sluneční záření, světlo svíčky nebo žárovky. Ty však zároveň produkují značné množství tepla. Na mnoha příkladech z přírody je ale známá chemiluminiscence – jev, kdy specializovaný tělesný orgán živočicha dokáže vyrábět méně či více intenzivní světlo, aniž by se přitom zahříval. Michael nám objasní chemickou podstatu tohoto jevu a pak už se vrhneme do přípravy podomácku vyrobeného zdroje studeného světla. Budeme potřebovat především hydroxid sodný a látku s příznačným názvem – luminol. Ostatní bude už v Michaelových rukou.

Tereza: Ozařuje nás světlo žárovek, které fungují na principu žhavého vlákna.

Michael: Incandescence is the release of electromagnetic radiation form a body, due to a raise in its temperature. Incandescence occurs in light bulbs, because a tungsten filament inside the bulb resists the flow of electrons, passing through it. And thus generates some visible light.
Žhnutí je elektromagnetické záření tělesa, způsobené zvýšením jeho teploty. Žhnutí nastává u žárovek, protože wolframové vlákno uvnitř žárovky klade odpor proudu elektronů,které jím procházejí. Vzniká tak i viditelné světlo.

Tereza: Avšak valná většina tohoto záření je vyzařována v neviditelné, infračervené části spektra. Z tohoto důvodu žárovka mnohem více topí než svítí.

Michael: Často spojujeme světlo s teplem. Ne všechno světlo je však horké. Některé formy světla jsou studené Takové studené světlo známe jako luminiscence.

Tereza: Čau, kluci. Jedním známým typem studeného světla je fosforescence. Můžete se s ním setkat někde na diskotéce.

Tereza: Anebo na ozdobných nálepkách v dětském pokoji. Dobrou noc, Jamesi.

Michael: Phosphorescent materials contain molecules that absorb photons of light that trigger the emission of other photons with a longer wavelength.
Fosforeskující látky obsahují molekuly, které pohlcují foton světla, spouštějící vyzařování jiných fotonů s delší vlnovou délkou.

Tereza: Zjednodušeně řečeno: Fosforescence je proces, při kterém energie, přijatá látkou, je relativně pomalu uvolňována ve formě světla.

Michael: Not all ‘glow-in-the-dark’ materials are phosphorescent. For example this light-stick works, using a different form of cold-light called chemiluminescence.
Ne všechny látky zářící ve tmě však fosforeskují. Například tato tyčinka funguje na odlišné formě studeného světla, zvaného chemiluminiscence.

Tereza: Chemiluminiscence je chemická reakce, při které se uvolňuje pouze světlo, žádné teplo.

Michael: A teď a jenom pro vás vám ukážu krásný příklad chemiluminiscence …
… with a chemical compound, that is used by criminal investigation scientists when searching for traces of blood at the scene of a murder.
… s chemickou látkou, kterou používají vědci při kriminalistickém vyšetřování, když pátrají po stopách krve na místě vraždy.

Michael: A tato chemická látka se jmenuje luminol.

Michael: And this is what luminol looks like. The important part of the molecule are these NH groups here. These react with hydroxide OH- ions from the lye to form a dianion, which subsequently reacts with the oxygen from the air to release a molecule of nitrogen and to form an unstable peroxide, which has an excited electronic state!
A takto luminol vypadá. Důležitou částí molekuly luminolu jsou tyto dvě skupiny NH (dusík-vodík) zde. Tyto skupiny reagují s OH- ionty hydroxidu a vytvoří záporně dvojmocný iont. Ten pak reaguje s kyslíkem ze vzduchu a uvolní přitom molekulu dusíku. Vzniká nestabilní peroxid, který je v excitovaném (energeticky bohatším) stavu.

Michael: As the excited electrons for back down to their ground state, the excess energy is liberated as a photon of blue light. Tak pojď a já vám to ukážu.
Jak se excitované elektrony vracejí dolů do základního stavu, nadbytečná energie se uvolní v podobě fotonů modrého světla.

Michael: A to je, co říkám chemiluminescence.

Michael: I can change the colour of the light, being emitted from these bottles, if I add a phosphorescent material such as fluorescein!
Mohu změnit barvu světla, které vyzařuje z těchto lahví, pokud přidám fosforeskující látku jako je fluorescein.

Michael: Molecules of fluorescein absorb the photon of blue light emitted from the luminol and re-emit another photon at a longer wavelength. And hence a different colour.
Molekuly fluoresceinu pohltí foton modrého světla, vyzářeného lumonilem a vyzáří jiný foton s delší vlnovou délkou. A tedy s jinou barvou.

Michael: Tak se podívejte.

Tereza: Chemiluminiscence je nesmírně důležitá v přírodě. Proto se jí říká bioluminiscence. Možná víte, že plankton nebo některé druhy hlubokomořských živočichů využívají i luminiscence například k tomu, aby ozářily temné prostředí kolem sebe.

Michael: Existují dokonce i houby, které používají bioluminiscence. A samozřejmě nesmíme zapomenout na známé světlušky.

Michael: Světlušky jsou závislé na rozkladu chemické látky luciferinu.

And with the help of an enzyme called luciferase together they form the bioluminescent light.
A pomocí enzymu, zvaného luciferáza, společně vytvoří bioluminiscenční světlo.

Tereza: Luminiscenci můžete velice snadno pozorovat sami doma.

Michael: Ano a věřte nebo nevěřte, jediná věc, kterou budete potřebovat, je taková samolepicí obálka a temnou místnost.

Tereza: V naprosté tmě zalepenou obálku pomalu rozlepujte a pečlivě sledujte, co se bude dít právě v tom spoji, kde je lepidlo. Ti z vás, kteří nám správně vysvětlí jev, ke kterému dochází a který určitě uvidíte, dostanou DVD s Michaelovými pokusy.

Michael: Tak to zkuste.

Vocabulary - slovníček

incandescence – žhnutí, žár, žhavení
release – uvolňování, vydání, propuštění, spoušť (fotografická)
electromagnetic radiation – elektromagnetické záření
body – těleso
due to – způsobený (čím)
raise in – zvýšení
occur – nastat, vyskytovat se, objevovat se
bulb – žárovka, baňka, cibule, hlíza, oddenek
tungsten – wolfram
filament – vlákno
resists – odpor, odolávat, vzdorovat
flow of electrons – tok, proud elektronů
generate – generovat, vznikat, vytvořit, vyrobit
visible – viditelný, zjevný, zřejmý
phosphorescent – fosforeskující, světélkující, svítivý
contain – obsahovat
absorb – pohlcovat
photons of light – fotony světla
trigger – spouštět, startovat, spínat, spoušť (fotoaparátu)
emission – záření, vyzařování, vysílání, emise, ejakulace
wavelength – vlnová délka
glow-in-the-dark – zářící ve tmě
light-stick – světelná tyčinka
cold-light – studené světlo
chemiluminiscence – chemiluminiscence (vyzařování světla na základě chemické reakce)
chemical compound – chemická látka, sloučenina
criminal investigation scientists – vědci pro kriminální vyšetřování
traces of blood – stopy krve
scene of a murder – místo vraždy
lye – louh
subsequently – následně
react – reagovat, působit, ovlivňovat
nitrogen – dusík
unstable – nestabilní
peroxide – peroxid
excited electronic state – excitovaný stav elektronů (na vyšší energetické hladině)
ground state – základní stav (energetická hladina)
excess – nadbytečný, nadměrný, nadmíra, přebytek, výstřelky
liberate – uvolnit, osvobodit, propustit
emite – vyzařovat, emitovat, vydávat, vysílat
fluorescein – fluorescein
re-emit – znovuvyzářit
hence – a tedy, proto, z toho důvodu
enzyme – enzym
luciferase – luciferáza
bioluminescent – bioluminiscenční

Vladimír Kunz

Vstoupit do diskuse

komentářů: 0

Video

Zajímavé odkazy

Nejsledovanější