为什么有些化学物质能产生冷光

提起冷光，人们自然会联想起萤火虫，它发出的光和太阳光、火光、电灯光不同，它没有灼热的光源，所以人们称这类光为冷光。

那么冷光的发光奥秘在哪里呢？经过化学家们的不懈努力，已经搞清了来龙去脉。就拿萤火虫来说，在它的尾部有一个发光囊，发光囊内主要有两种化学物质，一种是萤火酶，具有特殊的催化作用，另一种叫腺苷磷酸，是发出萤光的基础物质。两种化学物质合在一起的时候，就会产生美丽的萤光。除此之外，化学家们还合成了其它一些化学发光物质。例如，在美国中西部的不少五金店及加油站里，可以买到一种叫作光棒的玩具。光棒的外壳为一根透明密封的塑料管，塑料管内盛有一种荧光染料和称作二苯基草酸酯的物质，管内还有一支薄壁的细长玻璃瓶，瓶内注有稀释的双氧水。当使用时，只要轻轻弯曲塑料管，管内的细瓶子就被挤破。这时稍加振荡使小瓶内外的化学试剂混和，不消片刻，塑料管就遍体发出迷人的黄绿色荧光，此时它的温度仍维持在室温，但其亮度在暗处足可用来照明读书呢!这种光棒发出的冷光，在室温下可维持12个小时以上。这个趣味实验如放在冰箱里进行，由于低温下反应速度较慢，其发光时间竟可维持6个月之久1当然其产生的光线强度相对也弱些。

还有不少的冷光实验可以在实验室或教室里进行，其中鲁米诺化学发光实验，就是其中较为著名的一个。做这种实验时，预先要配制两组溶液：一组是将0.1克鲁米诺试剂溶解于50毫升1%的氢氧化钠溶液中，再稀释到400毫升；另一组是，将50毫升3%铁氰化钾溶液稀释到400亳升，再注入3毫升30%的双氧水。表演时，把两组溶液通过一个大漏斗注入一个2000毫升的瓶内，瓶内预先放几颗铁氰化钾晶体。这时，在瓶内的溶液中会发出蓝绿色的冷光，发光可维持约10秒钟左右。当光逐渐消失时，再加入少量稀释的碱溶液，又可使它暂时得到恢复。

通过化学反应而获得冷光的其它方法还可以列举一些。归纳起来说，用化学反应产生冷光，一般包含着两个条件：首先要有一种能产生冷光的基础物质，这种物质能通过化学反应的途径而获得能量，并转化为冷光。像上面萤火虫及光棒等实例中提到的腺苷磷酸、荧光染料、鲁米诺试剂等都是这类发光的基础物质。人们把这一类试剂又统称为荧光物质。其次要寻找一把”钥匙”，其目的是为了打开上述荧光物质的“大门”，并把能量传递给荧光物质。不同的荧光物质要配备不同的“钥匙”。像上面几个实例中提到的萤光酶、二苯基草酸酯、铁氰化钾等，就是组成各种化学“钥匙”的试剂。但这些“钥匙”中，不少是“毛坯件”，如上述的二苯基草酸酯，光靠它还开不了“大门”，所以又要用双氧水进行激发，即把毛坯加工成能用的“钥匙”，并使钥匙具有开启大门的能量。当能量通过“钥匙”传给荧光物质后，荧光物质很快就会把得到的能量转化为光子的能量而释放出来。我们看到的冷光，就是上述最后一步能量转换反应所产生的现象。

除了通过化学反应能产生荧光外，还有一些物质，如用银活化过的锌一铬硫化物等，也可以在外界光线的照射下，或在电子束的撞击下，反复吸收能量而不断地释放出荧光。这种物质吸收能量及放射荧光，也是在常温下进行，所以人们把这类荧光也归属于“冷光”。由于这种物质不必直接参与化学反应，只要涂在一个物件上，就能吸收外界光能和电子能并转为荧光，所以人们又称它为发光涂料。当今这一类涂料已广泛应用于荧光屏上。例如在彩色电视机的荧屏上，涂有多种不同的发光涂料，在接受电子束的撞击后，它们分别产生红、绿、蓝三种不同颜色的突光。电视屏幕上五彩缤纷的画像就是由这三种原色叠合协调而成的。

可以相信，随着科学的不断发展，各种冷光的应用将会有更为广阔的天地。