冰糖之光,最耀眼一瞬,自粉身碎骨之时


试着把灯和窗帘都关上,在漆黑的房间里放一块冰糖,然后用锤子把它敲碎。你会看到被敲碎的糖在瞬间亮起蓝紫色的光。如果你嫌麻烦,对着镜子龇牙咧嘴咬碎冰糖也应该可以看到。甚至有人用手枪在一片漆黑中击中冰糖,并利用这仅有的一点微光拍下了照片。这种发光的现象被称为 摩擦荧光(Triboluminescence)

许多材料都会有摩擦荧光现象,但是成因各不相同。冰糖的摩擦荧光现象源于它的晶体具有一定的不对称性。这样的晶体被破坏时,不会有天然的一致理想破碎面。当晶体面破碎时,崎岖不平的界面上破碎的化学键会比理想面更多,更容易带上正负电极性。带极性的晶体层暴露在表面,需要回归到电中性,于是敲碎晶体所用的能量之中的一部分就这样蓄积成了电势能。当然,这个状态不会持续很久。异性电荷会迅速被吸引到一起,并把能量释放出来。和闪电一样,释放出的电势激发了空气中的氮气并放出你所看到的蓝紫色光。

不过,即使是这种在家里也可以做的实验,其中仍然可能包含最前沿的物理学家都尚未解决的谜题。这个看起来很普通的现象其实并没有被研究透彻。上面的理论可以解释像冰糖这种带有不对称性的晶体为什么会产生摩擦荧光,但是还有一些没有不对称性的晶体也会产生摩擦荧光,已知的摩擦荧光至少有6~7种不同的成因,而人们对这种现象的研究早在百年前就开始了,至今仍未结束。

最耀眼一瞬,自粉身碎骨之时

cite: Triboluminescent materials for smart sensors

PS:这是一个脑洞向的科普小漫画,如果喜欢的话也欢迎关注公众号TILcomic,谢谢

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