250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 34)

Sự phát quang do ma sát

1620

Francis Bacon (1561–1626)

Hãy tưởng tượng bạn đi đang cùng các pháp sư Ute Da đỏ ngày xưa ở miền Trung Tây nước Mĩ, săn tìm các tinh thể thạch anh. Sau khi thu gom thạch anh và cho chúng vào các trống lắc lễ hội làm bằng da trâu trong mờ, bạn chờ đợi các nghi thức về đêm để bắt đầu triệu hồi linh hồn của người chết. Khi trời tối, bạn lắc trống và chúng bắt đầu lóe lên những chớp sáng khi các tinh thể va chạm với nhau. Khi tham gia lễ hội này, bạn đang trải nghiệm một trong những ứng dụng xưa nhất được biết của sự phát quang do ma sát, một quá trình vật lí qua đó ánh sáng được phát ra khi các vật liệu bị nén, bị cọ xát, và bị xé toạc ra – vì các điện tích bị tách ra rồi kết hợp trở lại. Sự phóng điện thu được làm ion hóa không khí lân cận, gây ra các chớp sáng.

Vào năm 1620, học giả người Anh Francis Bacon xuất bản tư liệu được biết đầu tiên về các hiện tượng trên, trong đó ông đề cập rằng đường (sugar) sẽ lóe sáng khi “bị vỡ hoặc bị xới” trong bóng tối. Ngày nay, bạn dễ dàng thí nghiệm với sự phát quang do ma sát ngay trong nhà của mình bằng cách nghiền vỡ các tinh thể đường hoặc nhai kẹo Wint-O-Green Life Savers trong phòng tối. Dầu lộc đề (methyl salicylate) trong kẹo hấp thụ ánh sáng tử ngoại do đường bị nén phát ra và phát xạ trở lại với ánh sáng màu xanh.

Phổ ánh sáng tạo ra bởi sự phát quang do ma sát của đường giống với phổ ánh sáng của tia sét. Trong cả hai trường hợp, năng lượng điện kích thích các phân tử nitrogen trong không khí. Phần lớn ánh sáng do nitrogen trong không khí phát ra thuộc vùng tử ngoại nên mắt người không thể nhìn thấy, và chỉ một phần nhỏ được phát ra trong vùng nhìn thấy. Khi các tinh thể đường bị nén, xảy ra tự tích tụ các điện tích dương và âm, cuối cùng làm cho các electron nhảy qua vết nứt tinh thể và kích thích các electron trong các phân tử nitrogen.

Nếu bạn lột băng dính Scotland trong bóng tối, thì bạn cũng có thể nhìn thấy ánh sáng phát ra từ sự phát quang do ma sát. Thật thú vị, quá trình lột miếng băng dính như thế trong chân không có thể tạo ra tia X vừa đủ mạnh để tạo ra được một ảnh chụp tia X của ngón tay.

Hiện tượng phát quang do ma sát được khám phá lần đầu tiên vào năm 1605 bởi Francis Bacon từ việc dùng con dao xới đường. Ở đây là ảnh chụp sự phát quang do ma sát của các tinh thể acid N-acetylanthranilic bị ép giữa hai bản trong suốt.

XEM THÊM. Huỳnh quang Stock (1852), Hiệu ứng Áp điện (1880), Tia X (1895), Sự phát quang do siêu âm (1934).

250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí | Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Bài trước | Bài kế tiếp