我們藉由螢光的物理特性

1、螢光一、摘要：我們藉由螢光的物理特性，發(fā)現(xiàn)到會(huì)影響螢光特性的有直立位置、不 同折數(shù)、溫度。又藉由螢光的化學(xué)反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)到，會(huì)影螢光亮度因素：甲、 乙溶液體積比、雙氧水和二氧化錳產(chǎn)生的氧氣、酸鹼溶液。也發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生螢 光不一定要甲乙溶液混合，我們發(fā)現(xiàn)利用二氧化錳加雙氧水，產(chǎn)生氧氣， 通入乙溶液，也會(huì)增強(qiáng)螢光強(qiáng)度。螢光分可遷移性螢光與不可遷移性螢光，可遷移性螢光會(huì)藉由觸碰附 著到人體身上，而不可遷移性螢光，也會(huì)藉由流汗、搓揉附著到人體皮膚 上。二、研究動(dòng)機(jī)：日常生活中有許多地方有螢光，礦物、紙鈔、螢光棒、螢光顯微鏡 等。這些螢光讓我非常好奇，於是決定把它拿來(lái)和老師、同學(xué)一起討論、 研究，了解他的用處、種

2、類讓我們更了解螢光。三、研究目的：1. 如何自製螢光2. 研究螢光棒的化學(xué)特性3. 觀察螢光棒的物理特性四、實(shí)驗(yàn)器材：碳酸鈉 （無(wú)水 ）、光敏靈、碳酸氫鈉、碳酸銨、硫酸銅、 35%過(guò)氧化氫、錐形 瓶、玻璃棒、鐵環(huán)、漏斗、透明管、鐵夾、棉花、過(guò)濾紙、香菸、棉織品、 清潔劑（洗衣粉、洗衣精 ）、器皿、紙巾、日光燈、粗的紅色螢光棒、細(xì)的透 明螢光棒、燒杯、廣用試紙、溫度計(jì)、太白粉、鹽、明礬、洗衣粉、碳酸 氫鈉、硼酸、二氧化錳、乙醇、水、碘溶液、甘油、稀鹽酸、米酒、冰水、 測(cè)光計(jì)、螢光棒。五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及方法實(shí)驗(yàn)一：自製螢光劑甲溶液： 在500mL錐形瓶中，溶入2克碳酸鈉（無(wú)水）於250mL蒸餾水中。加

3、 0.1克光敏靈（胺基苯二醯胼） ，攪拌使其溶解。加 12克碳酸氫鈉，0.25克碳酸銨，0.2克硫酸銅，攪拌直到所有固體均溶解，以蒸餾水稀釋至500mL。乙溶液： 取另一個(gè)500mL錐形瓶，將2.2mL 35%過(guò)氧化氫稀釋至500mLo1. 將漏斗置於鐵環(huán)上，並將鐵環(huán)固定於鐵架之最高點(diǎn)。將透明tygon管接在漏斗末端，需緊密紮緊。並在鐵架上等距離接上6-8個(gè)鐵夾，將tygon管旋轉(zhuǎn)成螺旋形，用鐵夾固定，將末端放入 1L錐形瓶中。2. 將室內(nèi)燈光關(guān)掉，要暗到能讓觀衆(zhòng)看見(jiàn)螢光，但要讓操作實(shí)驗(yàn)的人能 看得見(jiàn)實(shí)驗(yàn)器材。3. 將甲、乙溶液分別各倒出500mL，以兩個(gè)清潔燒杯盛裝。4. 將錐形瓶中之甲、乙

4、溶液同時(shí)緩緩加入漏斗中，混合液將發(fā)出明亮藍(lán)光。持續(xù)將兩溶液倒入漏斗中，直到倒完為止，發(fā)光現(xiàn)象將維持約2分鐘。5. 打開(kāi)燈，戴上手套，以棉花浸在溶液甲中，將燈再度關(guān)熄，將棉花迅速置入溶液乙中，再取出扌寧乾，棉花會(huì)發(fā)光。6. 打開(kāi)先用蒸餾水沖洗螺旋管，然後將整個(gè)裝置拆下沖洗。實(shí)驗(yàn)二：螢光物檢測(cè)：使用驗(yàn)鈔燈測(cè)試日常生活用品中的螢光物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)咖啡過(guò)濾紙、香 菸、棉織品、清潔劑（洗衣粉、洗衣精）、器皿、紙巾，有某部份含有螢 光劑、螢光粉，而有些是可遷移性螢光物質(zhì)有些則是不可遷移性螢光物 質(zhì)，像紙巾、香菸這種如果含有可遷移性螢光物質(zhì)，使用的話就會(huì)危害 的人體健康，造成致癌。實(shí)驗(yàn)三：螢光劑的溶性觀察將含有螢

5、光劑的衣物浸在熱水、搓洗後，發(fā)現(xiàn)螢光劑會(huì)溶於水中， 這樣一來(lái)如果是含有可遷移性螢光物質(zhì)的衣服穿在人身上，經(jīng)過(guò)流汗、 搓揉等，就會(huì)被人體所吸收，長(zhǎng)期會(huì)造成致癌性，而這類物質(zhì)的刺激 性或過(guò)敏性是非常低的。實(shí)驗(yàn)四：觀察六色螢光棒觀察六色螢光棒折彎前後（見(jiàn)表一）螢光棒折彎之後聲音與顏色（見(jiàn)表二）彎折前後之顏色變化（見(jiàn)表三）表顏色紅、粉紅、黃、綠、橘、透明內(nèi)部有兩層，內(nèi)層深色，外層透明。形狀長(zhǎng)條圓型、環(huán)狀、心型備註表二聲音鄉(xiāng)一丫，一廠顏色折彎後比原本顏色淡備註表三未折前：淡紅透明橘淡綠淡黃紅彎折後日 光燈下：粉紅淡藍(lán)橘黃亮綠深黃深紅彎折後暗 室內(nèi)：粉紫藍(lán)紫橘黃亮綠亮黃亮紅備註實(shí)驗(yàn)五：觀察螢光棒內(nèi)兩種溶液

6、的化學(xué)性質(zhì) 方法：1將大隻的螢光棒切開(kāi)2. 抽出甲溶液3. 測(cè)出pH值4. 再將裝有乙溶液的玻璃管敲開(kāi)5. 用廣用試紙測(cè)出pH值，測(cè)出反應(yīng)前後的溫度 結(jié)果：表四：粗的紅色螢光棒生質(zhì)溶液pH值顏色氣味甲6透明像修正液乙因?yàn)榧t色的顏色 太深，所以無(wú)法準(zhǔn) 確的測(cè)出PH值透明油漆味甲+乙混合液螢光橘紅備註表五：細(xì)的透明螢光棒性質(zhì)溶液pH值顏色氣味甲6透明像修正液乙6透明甲+乙混合液6藍(lán)色備註表六：在室溫30度反應(yīng)前反應(yīng)後甲溶液=27度甲溶液+乙溶液=30度乙溶液=28度備註討論:應(yīng)前的溫度比反應(yīng)後的溫度低，反應(yīng)前本來(lái)是 27、28度，但混合反 應(yīng)後，溫度上升了二、三度。推測(cè):溫度越高螢光強(qiáng)度就越強(qiáng)，溫

7、度升高的能量產(chǎn)生螢光。實(shí)驗(yàn)六:觀察螢光棒內(nèi)兩種溶液加其他物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 方法：1將大支的螢光棒切開(kāi)2. 分別抽出甲、乙溶液並加入其他物質(zhì)，觀察反應(yīng)情形。3. 將觀察結(jié)果紀(jì)錄於表中 結(jié)果：表七:甲溶液反應(yīng)觀察pH值甲溶液+太白粉甲溶液凝固，便的很黏綢，甲溶液固體 化，乳白色5.0甲溶液+鹽甲溶液被鹽吸收4.5甲溶液+明礬粉甲溶液被吸收6.0甲溶液+洗衣粉:水水的，洗衣粉較不容易被甲溶液吸收6.0甲溶液+碳酸氫鈉水水的，成乳白色4.0甲溶液+硼酸甲溶液被吸收4.0甲溶液+二氧化錳會(huì)馬上冒許多小氣泡，將點(diǎn)燃的線香放 入後，用紙蓋住洞口，發(fā)現(xiàn)線香不但沒(méi) 有熄滅，反而燃燒的更劇烈，因此我們 推測(cè)甲溶液+

8、二氧化錳會(huì)產(chǎn)生氧氣。5.0甲溶液+乙醇黏綢度較咼，油油的4.5甲溶液+水油狀物質(zhì)沉入杯底4.5甲溶液+碘溶液外層有黃+綠+透明混合的液體，裡層有 橘色加咖啡色混合而成的液體。4.8甲溶液+硫酸銅:溶液是藍(lán)綠色，不融合4.0甲溶液+甘油透明的，有兩層，甘油在底下，油脂漂 浮物在上。4.0甲溶液+稀鹽酸外層是透明無(wú)色的，裡曾有由狀漂浮物 在上。1.0備註表八:乙溶液反應(yīng)觀察pH值乙溶液+乙醇完全混合，顏色沒(méi)改變4.0乙溶液+硫酸酮不融合，乙物質(zhì)在上漂，硫酸酮溶液4.0沉在下面乙溶液+甘油不完全混合，甘油在上面漂，溶液沉 在下面4.6乙溶液+碘溶液不融合，油狀（黃+透明混合色）4.0乙溶液+鹽酸不互

9、溶，鹽酸在外圍兩側(cè)，乙物質(zhì)在 中間1以下乙溶液+鹽:鹽較不會(huì)吸收乙溶液4.5乙溶液+明礬明礬會(huì)吸收乙溶液2.0乙溶液+米酒出現(xiàn)了三層1水2.油狀米酒物質(zhì)3.乙 溶液，所以我們推測(cè)，只有部分米酒 會(huì)與乙溶液結(jié)合1.0乙溶液+洗衣粉不會(huì)和乙溶液溶解10.0乙溶液+硼酸乙容易被吸收4.5乙溶液+小蘇打兩種物質(zhì)不會(huì)相溶7.0備註討論：1由實(shí)驗(yàn)中看出甲物質(zhì)加二氧化錳會(huì)產(chǎn)生氣泡，將線香放入後，燃燒更劇 烈，確定產(chǎn)生的物體為氧氣，所以推測(cè)甲物質(zhì)可能具有過(guò)氧化氫的成分。而甲物質(zhì)的pH值是6.0,為油狀物質(zhì)，但雙氧水是水溶性物質(zhì)，所 以還要再做實(shí)驗(yàn)來(lái)確定成分。2. 乙溶液加入乙醇完全結(jié)合，卻不會(huì)和其他酸或鹼性物

10、質(zhì)水溶液混合，因 為甲和乙物質(zhì)都是油狀物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)七：觀察螢光棒的物理特性方法：1. 將一支螢光棒從中間彎折之後直立靜置 30分鐘2. 30分後放置零下3度冰水中一小時(shí)3. 1小時(shí)後取出並直立放置用測(cè)光計(jì)測(cè)出亮度之變化和持續(xù)性 結(jié)果：表九：時(shí)間螢光棒、開(kāi)始半小 時(shí)1.5小時(shí)2小時(shí)3小時(shí)4小時(shí)5小時(shí)6小時(shí)7小時(shí)8小時(shí)9小時(shí)正常23783.358.124.116.67.12.71.2000置於冰水中2308258.34442.730.321.610.74.30.60備註討論:降溫確實(shí)可以使螢光亮度延續(xù)。尤其當(dāng)螢光棒發(fā)亮後諭使其亮度終止，可將他置於低溫中，需要時(shí)再拿出使用延續(xù)亮度。六、結(jié)果討論：1 反

11、應(yīng)前溫度比反應(yīng)後溫度低，反應(yīng)前原本是 27-28度，但反應(yīng)後溫度上升2-3 度。2甲物質(zhì)加入二氧化錳後會(huì)產(chǎn)生氣泡，將線香放入後，燃燒更劇烈，確定產(chǎn)生氣體是氧氣。3乙溶液+乙醇（中性物質(zhì)）完全混合，卻不會(huì)和其他酸或鹼性物質(zhì)水溶液混合，因?yàn)榧缀鸵椅镔|(zhì)都是油狀物質(zhì)。4. 螢光橫放所產(chǎn)生的螢光強(qiáng)度，較無(wú)規(guī)則性；但整體來(lái)說(shuō)，螢光大多會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，有些會(huì)慢慢增強(qiáng)，有些則會(huì)漸漸衰退5由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，螢光棒直立所產(chǎn)生的光，較具有規(guī)則性。6. 小隻螢光棒在常溫下使用約5個(gè)多小時(shí)，大隻螢光棒在常溫下使用則持續(xù) 6 個(gè)多小時(shí)。7在 10cm處折斷，一開(kāi)始亮度並不大，漸漸增加。持續(xù)在 之間。8. 折三段的螢光棒比只

12、折一段的螢光棒亮度更大，因?yàn)榧?、乙溶液充分反?yīng)，證明將螢光棒折三段後，會(huì)加速裡面溶液反應(yīng)。9. 溫度越高產(chǎn)生的亮度越大，但持續(xù)時(shí)間越短。10. 溫度越低產(chǎn)生的亮度越小，但持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)。11我們利用二氧化錳加雙氧水，產(chǎn)生氧氣，通入甲、乙混合液後，發(fā)現(xiàn)會(huì)增 強(qiáng)亮度七、討論：1. 折三段的螢光棒比只折一段的螢光棒亮度更大，因?yàn)榧?、乙溶液充分反?yīng)，證明將螢光棒折三段後，會(huì)加速裡面溶液反應(yīng)。2二氧化錳加雙氧水，會(huì)產(chǎn)生大量氧氣，但是反應(yīng)作用完後，因?yàn)閴毫﹃P(guān)係，造成燒杯溶液逆流，所以可以改進(jìn)將雙氧水的溶度降低，增加雙氧水反應(yīng)體積， 使反應(yīng)持續(xù)比較久，而不會(huì)大量作用完3螢光是當(dāng)物質(zhì)受光激發(fā)至激發(fā)態(tài)，回到低能量狀態(tài)時(shí)，將多餘的能量以光的 形式放出來(lái)4. 磷光是物質(zhì)在移走光源的情形下還可以自行發(fā)光一段時(shí)間。5. 夜光書(shū)內(nèi)的物體會(huì)發(fā)光就是裡面混入了磷光物質(zhì)，所以即使在暗處也會(huì)發(fā) 光。另外像腳踏車上所貼的反光紙，裡面則是螢光物質(zhì)，因?yàn)橹挥斜卉嚐?照著時(shí)，才會(huì)發(fā)光。八、結(jié)論：1.由螢光的物理特性可以看出，會(huì)影響螢光亮度的有：直立位置、不同折點(diǎn)、 不同折數(shù)、震動(dòng)、