Monatsthema Februar 2021: FLUORESZENZ
Für das Februar-Monatsthema habe ich mir etwas ausgedacht, bei dem man die noch immer recht dunkle Jahreszeit etwas kreativ nutzen kann, insbesondere, wenn man situationsbedingt vielleicht gerade etwas mehr zu Hause ist als sonst üblich.
Ihr braucht dazu nur eine UV-Lampe ("Schwarzlicht") und die Kamera.
Auch und gerade wenn ihr Kinder habt, ist das eine gute Möglichkeit, gemeinsam ein wenig zu experimentieren, kreativ zu werden und ganz nebenbei vielleicht noch ein bisschen etwas über Physik zu lernen.
Natürlich könnt ihr euch dazu fluoreszierende Farbe, Schminke etc. kaufen. Aber viel spannender (und billiger) ist es, mal mit Hilfe der Lampe zu checken, was die Haushaltung so alles an fluoreszierenden Dingen hergibt. Ihr werdet staunen!
Nebst dem Offensichtlichen - helle Wäsche und Papier - werdet ihr eine ganze Reihe an Dingen finden, die im UV-Licht fluoreszieren.
Schaut euch dazu auch mal in der Küche um oder im Bad
Wer sofort anfangen und nicht viel lesen möchte, der schnappt sich eine UV-Lampe, seine Kamera und legt los. Viel Spass!
Für alle anderen folgen noch ein paar Hintergrundinformationen, die das physikalische Phänomen der Fluoreszenz etwas näher beleuchten (
).
Was ist Fluoreszenz?
Wird ein Material mit Licht einer Wellenlänge (Farbe) bestrahlt und gibt dabei Licht einer anderen, normalerweise höheren (=energieärmeren) Wellenlänge (Farbe) ab, spricht man dabei von Fluoreszenz. Wir kennen alle das Phänomen aus der Disco, wo mittels für das menschliche Auge unsichtbarem UV-Licht weisse T-Shirts, Zähne und Armreifen in bunten Farben zum Leuchten gebracht werden.
Nebst künstlich hergestellten Fluoreszenzfarbstoffen (Signalfarbe, Textmarker, optische Aufheller in Waschmitteln und in weissem Papier) fluoreszieren auch natürlich vorkommende Dinge wie z.B. zahlreiche Mineralien (Fluorit ist Namensgeber des Phänomens).
Daneben gibt es auch Beispiele aus der Tier- und Pflanzenwelt: Skorpione*, einige Pilze, Spinnen, Quallen und Vogelfedern leuchten beispielsweise im UV-Licht, genauso wie der Saft einiger Pflanzen. Man spricht in diesem Zusammenhang zwar von Biofluoreszenz, das Prinzip ist aber dasselbe.
Sobald das anregende Licht aus ist, leuchtet auch der Stoff nicht mehr.
Bei Nachleuchtenden Materialien, wie z.B. den Leuchtziffern einer Uhr, spricht man von
Phosphoreszenz.
Was ist UV-Licht?
Für unser Monatsthema benötigen wir ultraviolettes Licht. Was ist das genau?
Ich habe euch das gesamte elektromagnetische Spektrum in einer Grafik dargestellt:
→
Bild in der Galerie
Den Bereich des sichtbaren Lichts habe ich in folgender Grafik vergrössert dargestellt:
→
Bild in der Galerie
Wie ihr seht, kann unser Auge nur einen kleinen Bruchteil der gesamten elektomagnetischen Bandbreite erfasen. Dieser reicht von Violett (ca. 400 nm Wellenlänge) bis zu rot (ca. 700 nm).
Die Wellenlänge bezeichnet nichts anderes als den Abstand zweier Lichtwellen - ungefähr so, wie wenn ihr einen Stein ins Wasser werft und sich dabei Wellen bilden, breitet sich auch das Licht einer Lichtquelle aus. Je kürzer der Abstand zwischen zwei Wellenbergen, desto energiereicher ist die Strahlung.
Unser sichtbares Licht liegt im Nanometerbereich. 1 Nanometer (nm) = 1 millionstel Millimeter.
Darüber liegt das Infrarot (Wärmestrahlung), gefolgt von Mikrowellen und Radiowellen, die sehr energiearm sind und Wellenlängen von Zentimetern bis hin zu Kilometern haben.
Auf der anderen Seite des sichtbaren Bereichs, unterhalb des Violetts, liegen
Ultraviolett, X-Strahlen (=Röntgenstrahlen) und schliesslich Gammastrahlen. Unterhalb von etwa 250 nm wird es dann ausserdem ungemütlich, da diese Strahlen eine zunehmend ionisierende Wirkung haben. Das bedeutet, dass diese Strahlen in der Lage sind, Elektronen aus Atomen oder Molekülen herauszulösen. Geschieht dies in Körperzellen, kann das mutagene (krebserregende) Folgen haben. Ausserdem macht man sich diese Eigenschaft zunutze, um Keime abzutöten.
Das UV-Licht wird nochmals grob in drei Bereiche aufgeteilt: UV-A ("Schwarzlicht"), UV-B und UV-C.
→
Bild in der Galerie
UV-Licht ist sehr energiereich und schädlich für Augen und Haut, weswegen wir uns dagegen schützen müssen, wenn wir bei starkem Sonnenschein draussen sind. UV-C wird glücklicherweise grösstenteils von der Ozonschicht in der Atmosphäre herausgefiltert, sofern diese intakt ist.
Woher bekomme ich eine UV-Lampe?
Eine UV-Lampe habt ihr möglicherweise bereits zuhause (Stichwort: Geldscheinprüfer, Insektenfalle, Nagellack-Trockner, ...). Ansonsten bekommt man eine UV-Lampe für kleines Geld im Baumarkt oder online. Entweder als Taschenlampe oder als Leuchtmittel (Glühbirne oder Röhre) für eine bestehende Lampe im Haushalt. Es braucht nichts Grosses, Teures zu sein. Mit einer kleinen, billigen UV-Taschenlampe kommt ihr problemlos aus.
Die meisten Schwarzlicht-Leuchten arbeiten im nahen UV-Bereich um die 360 - 400 nm mit mehr oder weniger hohem Anteil an sichtbarem Violett.
Schliesslich gibt es auch noch die Möglichkeit, sich eine Schwarzlicht-Lampe mit seinem Smartphone, etwas Klebeband und Farbstiften
selber zu basteln.
Wie das geht, erfahrt ihr
unter diesem Link (KiKa von ARD und ZDF).
Ein paar Sicherheitshinweise
UV-A Strahlung wird in der von normalen Schwarzlichtern ausgestrahlten Intensität als ungefährlich eingestuft.
Trotzdem sollte man möglichst nicht direkt in die Lichtquelle blicken. Und gönnt euch und euren Augen zwischendurch gerne eine Pause und übertreibt es nicht.
Auch direkt in die Kamera solltet ihr sicherheitshalber mit der Lampe nicht leuchten.
Solltet ihr auf eurem Dachboden oder auf dem (Online - ) Trödelmarkt auf eine Lampe mit kurzwelligem UV stossen (im Laborbereich sind 254 nm verbreitet), diese bitte
nur verwenden, wenn ihr wisst, was ihr tut und wie ihr euch schützen müsst.
* Ingo... ich zähle auf dich!