我们藉由萤光的物理特性

1、螢光一、摘要：我們藉由螢光的物理特性，發現到會影響螢光特性的有直立位置、不同折數、溫度。又藉由螢光的化學反應中發現到，會影螢光亮度因素：甲、乙溶液體積比、雙氧水和二氧化錳產生的氧氣、酸鹼溶液。也發現產生螢光不一定要甲乙溶液混合，我們發現利用二氧化錳加雙氧水，產生氧氣，通入乙溶液，也會增強螢光強度。螢光分可遷移性螢光與不可遷移性螢光，可遷移性螢光會藉由觸碰附著到人體身上，而不可遷移性螢光，也會藉由流汗、搓揉附著到人體皮膚上。二、研究動機：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，於是決定把它拿來和老師、同學一起討論、研究，了解他的用處、種類讓我們更了解螢

2、光。三、研究目的：1.如何自製螢光2.研究螢光棒的化學特性3.觀察螢光棒的物理特性四、實驗器材：碳酸鈉(無水)、光敏靈、碳酸氫鈉、碳酸銨、硫酸銅、35%過氧化氫、錐形瓶、玻璃棒、鐵環、漏斗、透明管、鐵夾、棉花、過濾紙、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、細的透明螢光棒、燒杯、廣用試紙、溫度計、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、測光計、螢光棒。五、實驗過程及方法實驗一：自製螢光劑甲溶液： 在500mL錐形瓶中，溶入2克碳酸鈉(無水)於250mL蒸餾水中。加0.1克光敏靈（胺基苯二醯胼），攪拌使其

3、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500mL錐形瓶，將2.2mL 35%過氧化氫稀釋至500mL。1.將漏斗置於鐵環上，並將鐵環固定於鐵架之最高點。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個鐵夾，將tygon管旋轉成螺旋形，用鐵夾固定，將末端放入1L錐形瓶中。2.將室內燈光關掉，要暗到能讓觀眾看見螢光，但要讓操作實驗的人能看得見實驗器材。3.將甲、乙溶液分別各倒出500mL，以兩個清潔燒杯盛裝。4.將錐形瓶中之甲、乙溶液同時緩緩加入漏斗中，混合液將發出明亮藍光。持續將兩溶液

4、倒入漏斗中，直到倒完為止，發光現象將維持約2分鐘。5.打開燈，戴上手套，以棉花浸在溶液甲中，將燈再度關熄，將棉花迅速置入溶液乙中，再取出擰乾，棉花會發光。6.打開先用蒸餾水沖洗螺旋管，然後將整個裝置拆下沖洗。實驗二：螢光物檢測：使用驗鈔燈測試日常生活用品中的螢光物質，發現咖啡過濾紙、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有些則是不可遷移性螢光物質，像紙巾、香菸這種如果含有可遷移性螢光物質，使用的話就會危害的人體健康，造成致癌。實驗三：螢光劑的溶性觀察將含有螢光劑的衣物浸在熱水、搓洗後，發現螢光劑會溶於水中，這樣一來如果是含有可遷

5、移性螢光物質的衣服穿在人身上，經過流汗、搓揉等，就會被人體所吸收，長期會造成致癌性，而這類物質的刺激性或過敏性是非常低的。實驗四：觀察六色螢光棒觀察六色螢光棒折彎前後(見表一)螢光棒折彎之後聲音與顏色（見表二）彎折前後之顏色變化（見表三）表一顏色紅、粉紅、黃、綠、橘、透明內部有兩層，內層深色，外層透明。形狀長條圓型、環狀、心型備註表二聲音一一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：粉紅淡藍橘黃亮綠深黃深紅彎折後暗室內：粉紫藍紫橘黃亮綠亮黃亮紅備註實驗五：觀察螢光棒內兩種溶液的化學性質方法：1.將大隻的螢光棒切開2.抽出甲溶液3.測出pH值4.再將裝有乙溶液的玻

6、璃管敲開5.用廣用試紙測出pH值，測出反應前後的溫度結果： 表四：粗的紅色螢光棒 性質溶液pH值顏色氣味甲6透明像修正液乙因為紅色的顏色太深，所以無法準確的測出PH值透明油漆味甲+乙混合液螢光橘紅備註表五：細的透明螢光棒 性質 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藍色備註表六：在室溫30度反應前 反應後甲溶液=27度甲溶液+乙溶液=30度乙溶液=28度備註討論:應前的溫度比反應後的溫度低，反應前本來是27、28度，但混合反應後，溫度上升了二、三度。推測:溫度越高螢光強度就越強，溫度升高的能量產生螢光。實驗六:觀察螢光棒內兩種溶液加其他物質的化學性質方法：1.將大支的螢光棒切

7、開2.分別抽出甲、乙溶液並加入其他物質，觀察反應情形。3.將觀察結果紀錄於表中結果：表七：甲溶液反應觀察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+二氧化錳會馬上冒許多小氣泡，將點燃的線香放入後，用紙蓋住洞口，發現線香不但沒有熄滅，反而燃燒的更劇烈，因此我們推測甲溶液+二氧化錳會產生氧氣。5.0甲溶液+乙醇黏綢度較高，油油的4.5甲溶液+水油狀物質沉入杯底4.5甲溶液+碘溶液外層

8、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色的，裡曾有由狀漂浮物在上。1.0備註表八：乙溶液反應觀察pH值乙溶液+乙醇完全混合，顏色沒改變4.0乙溶液+硫酸酮不融合，乙物質在上漂，硫酸酮溶液沉在下面4.0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+鹽酸不互溶，鹽酸在外圍兩側，乙物質在中間1以下乙溶液+鹽鹽較不會吸收乙溶液4.5乙溶液+明礬明礬會吸收乙溶液2.0乙溶液+米酒出現

9、了三層1.水2.油狀米酒物質3.乙溶液，所以我們推測，只有部分米酒會與乙溶液結合1.0乙溶液+洗衣粉不會和乙溶液溶解10.0乙溶液+硼酸乙容易被吸收4.5乙溶液+小蘇打兩種物質不會相溶7.0備註討論：1.由實驗中看出甲物質加二氧化錳會產生氣泡，將線香放入後，燃燒更劇烈，確定產生的物體為氧氣，所以推測甲物質可能具有過氧化氫的成分。而甲物質的pH值是6.0，為油狀物質，但雙氧水是水溶性物質，所以還要再做實驗來確定成分。2.乙溶液加入乙醇完全結合，卻不會和其他酸或鹼性物質水溶液混合，因為甲和乙物質都是油狀物質。實驗七：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. 3

10、0分後放置零下3度冰水中一小時3. 1小時後取出並直立放置用測光計測出亮度之變化和持續性結果:表九： 時間螢光棒開始半小時1.5小時2小時3小時4小時5小時6小時7小時8小時9小時正常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：降溫確實可以使螢光亮度延續。尤其當螢光棒發亮後諭使其亮度終止，可將他置於低溫中，需要時再拿出使用延續亮度。六、結果討論：1.反應前溫度比反應後溫度低，反應前原本是27-28度，但反應後溫度上升2-3度。2.甲物質加入二氧化錳後會產生氣泡，將線香放入後，燃燒更劇烈，確

11、定產生氣體是氧氣。3.乙溶液+乙醇（中性物質）完全混合，卻不會和其他酸或鹼性物質水溶液混合，因為甲和乙物質都是油狀物質。4.螢光橫放所產生的螢光強度，較無規則性；但整體來說，螢光大多會持續一段時間，有些會慢慢增強，有些則會漸漸衰退5.由實驗數據來看，螢光棒直立所產生的光，較具有規則性。6.小隻螢光棒在常溫下使用約5個多小時，大隻螢光棒在常溫下使用則持續6個多小時。7.在10cm處折斷，一開始亮度並不大，漸漸增加。持續在0.8-1.2之間。8.折三段的螢光棒比只折一段的螢光棒亮度更大，因為甲、乙溶液充分反應，證明將螢光棒折三段後，會加速裡面溶液反應。9.溫度越高產生的亮度越大，但持續時間越短。1

12、0.溫度越低產生的亮度越小，但持續時間越長。11.我們利用二氧化錳加雙氧水，產生氧氣，通入甲、乙混合液後，發現會增強亮度七、討論：1.折三段的螢光棒比只折一段的螢光棒亮度更大，因為甲、乙溶液充分反應，證明將螢光棒折三段後，會加速裡面溶液反應。2.二氧化錳加雙氧水，會產生大量氧氣，但是反應作用完後，因為壓力關係，造成燒杯溶液逆流，所以可以改進將雙氧水的溶度降低，增加雙氧水反應體積，使反應持續比較久，而不會大量作用完3.螢光是當物質受光激發至激發態，回到低能量狀態時，將多餘的能量以光的形式放出來4.磷光是物質在移走光源的情形下還可以自行發光一段時間。5.夜光書內的物體會發光就是裡面混入了磷光物質，所以即使在暗處也會發光。另外像腳踏車上所貼的反光紙，裡面則是螢光物質，因為只有被車燈照著時，才會發光。八、結論：1.由螢光的物理特性可以看出，會影響螢光亮度的有：直立位置、不同折點、不同折數、