科學玩具－化學－化學發光

原文發表於Yahoo奇摩部落格2008年07月04日。

玻璃工藝之美一磷光蘋果

小孩子喜歡會發光的玩具，可能是因為她們的學習本來就來自於環境的刺激，而聲音與光就是最直接的學習途徑。但是到了一個光線較弱的黑暗環境之中，如果這時有個可以發光的物體，例如自然界的螢火蟲冷光，人工製造的磷光球、夜光塗料與鬧鐘擺飾等等應用，有時候而以提供慰藉，但更多時候是讓人好奇著迷的成分居多。

文具店所販售的螢光印章組和擦得掉的重點螢光帶

而其中一種在黑暗中令人喜愛的光源，就是充滿著神秘液體的螢光棒。這些管中的化學藥品的發光時間只有幾個小時至一兩天不等，端視環境溫度而異，而且是一種不可逆的化學反應。之所以談到溫度，是因為泡在熱水的高溫中會使反應加速，螢光棒雖然看起來亮度增加，但反應時間減少，所以不會持續很久；但如果泡在冷水中，會降低發光程度，也會稍稍延長反應時間。其實很簡單，因為反應物的量是固定的，就好像同樣是一桶油，飆快車急著當趕死隊和那姑勒蛇的耗油量是不一樣的。

當具有彈性的塑膠管被曲折時，同時也會聽到小玻璃管被壓碎的聲響。搖一搖之後，內部的兩種化學成分相互混合，化學光芒便會被釋放出來，這就叫做化學發光，能量的來源就是依靠化學反應所產生的。也就是說，化學發光的機制是將化學反應所釋放出的能量直接轉換成為光能。

整個反應過程十分複雜，基本上是包覆在玻璃管內的過氧化氫（hydrogen peroxide）將草酸二苯酯（phenyl oxalate ester）氧化形成過氧酸酯（peroxyacid ester）和酚（phenol），而過氧酸酯則會分解形成更多的酚，並在過程中產生一個高能量的中間物，這個中間物在分解時，再把能量傳遞給螢光染料，這個過程稱為「受激」。激發態的螢光染料(fluorescent dye)不安定，會藉由放出光的方式回到穩定的基態，這就是其發光原理。