糖果闪电

来自科学伙伴的炫酷项目

找到能发出闪光的糖果——并了解这种明亮反应的原因。

乔治·雷塞克

关键概念
化学

静电
荧光

介绍
您是否知道,当您咬硬糖时,微型闪电会发生在您的口中?如果您能观察到这些闪光,岂不是很有趣?

救生圈绿薄荷糖可能正是我们观察这项科学所需的工具!压碎它们,观察并检测是什么使闪光可见。您能看到多少火花?


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背景
闪电是静电的大规模释放。它始于冰冷的雨滴与空气摩擦。这种摩擦产生静电,有时电力会跳过气隙。这被称为放电或火花。在云层内部或云层与地球之间,放电非常巨大;它将空气加热到发出白光的程度。那种发光的白光就是您看到的闪电。

微型静电积聚经常发生。也许您还记得刷完头发后头发竖起来,或者衣服从烘干机里出来时粘在一起。在这两个例子中,摩擦都产生了静电。压碎特定的晶体结构,如硬糖或盐,也会产生静电。

只要有静电,就可能发生释放。当您走过铺有地毯的地板后触摸金属门把手时,您可能已经感觉到或看到了放电。尽管释放经常发生,但我们几乎看不到闪光。微型释放会激发周围的空气,然后通常会释放出紫外线 (UV),这是一种人类看不到的光。只有当周围存在荧光物质时,荧光物质可以吸收紫外线并将其重新发射为可见光,我们才能看到微小的闪光。这正是闪电中发生的情况——以及这项活动也是如此。

材料

  • 救生圈薄荷糖—绿薄荷味

  • 无糖救生圈薄荷糖—绿薄荷味

  • 救生圈薄荷糖—留兰香薄荷味和/或薄荷味

  • 其他硬糖(可选)

  • 钳子

  • 暗室  

准备

  • 将所有材料带到您将用于此活动的房间,然后准备关灯。

  • 注意:此活动中产生的放电非常微小且无害。虽然是相同的现象,但暴风雨中的闪电是由巨大的放电产生的,并且是危险的。  

步骤

  • 将一块救生圈薄荷糖放在钳子之间并关灯。等待一两分钟让您的眼睛适应黑暗,然后观察您压碎糖果时的状况。您看到什么了吗?

  • 对其余所有类型的薄荷糖重复此操作。当您压碎某些类型的救生圈薄荷糖时,您是否看到任何现象发生,而当您压碎其他类型的薄荷糖时却没有发生?

  • 为了确认您的发现,请重复此活动几次。对于相同类型的救生圈薄荷糖,是否每次都发生相同的现象,而对于其他类型的薄荷糖则不发生?

  • 您可能只在您压碎的其中一种类型的救生圈薄荷糖中检测到它。您能找到哪种成分组合导致了这种现象吗?您需要一些侦探技巧才能找到答案!您可以在哪里找到每种类型糖果的成分?显示这种现象的薄荷糖的成分在哪些方面有所不同

  • 现在,我们将调查究竟是什么产生了闪光。拿出另一块救生圈薄荷糖,即表现出这种现象的类型,并开始探索。我们知道当我们用钳子压碎糖果时会发生闪光。当您将两块破碎的碎片相互摩擦或当您仅在钳子上施加足够的压力以使糖果承受压力而不将其弄碎时,也会发生这种情况吗?

  • 额外内容:如果您想知道咀嚼糖果时是否会发生这种情况,请尝试一下。在暗室中对着镜子咀嚼这种类型的救生圈薄荷糖。在咀嚼之间张大嘴巴。您能看到闪光吗?

  • 额外内容:调查其他含有硬质结晶糖和特殊成分的糖果。您也可以用这些糖果制造闪光吗?

  • 额外内容:尝试制造微型闪电。用羊毛用力摩擦一张纸约一分钟。将一块金属(例如铝箔)放在纸的中心。移开纸,并将手指靠近金属。您能产生微小的火花吗?  

观察和结果
当压碎含糖的救生圈绿薄荷糖时,您是否看到了闪光,但在压碎其他类型的救生圈薄荷糖时却没有看到?这是预期的。您需要硬质结晶糖以及绿薄荷类型中的人工香料才能产生闪光。

压碎硬质结晶糖会产生静电,这可能导致微型放电,一种微型闪电。您很少看到闪光,因为放电通常伴随着紫外线 (UV),这是一种人类看不到的光。请注意,许多动物,如昆虫和鸟类,会观察到这种紫外线闪光,因为它们的眼睛对紫外线敏感——但人类的眼睛不是。

救生圈绿薄荷糖(以及可能其他一些糖果)含有荧光物质。荧光物质吸收紫外线并将其再次释放为人类可以看到的光。当压碎救生圈绿薄荷糖时,压碎硬质结晶糖产生的紫外线被荧光物质吸收,并再次释放为人类可以观察到的可见光。瞧——这就是您的闪光!

虽然许多硬质结晶结构在压碎时会发出紫外线,但糖替代品中的晶体不会。因此,压碎无糖救生圈绿薄荷糖时,没有看到紫外线闪光,因此也没有看到可见的闪光。

清理
用肥皂水清洗钳子上任何粘性的部分,然后彻底干燥。清理工作区域内的任何糖果碎片。

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本活动由科学伙伴合作推出

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