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蓄光のメカニズムについて 熱放射と違いがあるのか                

お世話になります。
蓄光のメカニズムについてご教授ください。

昨日、息子と蓄光塗料が練り込まれた粘土で遊んだ際に、ふと疑問に思ったので質問させていただきます。

蓄光のメカニズムについて軽く調べたところ、
紫外線の波長をエネルギーとして蓄え、可視光として放出しているとの事です。

そこで、更に疑問に戻ったのですが、
例えば熱を帯びた物質は、赤外線を放射して安定しますよね。

では、蓄光塗料などに熱が蓄えられた場合は、光として放出されるのでしょうか?
やはり熱は赤外線にしか変換されないのでしょうか?

また、熱を光として放出する物質などはあったりするのでしょうか?


雑学として興味があります。
当方素人のため、分かりやすく説明頂けると有難いです。

宜しくお願い致します。

教えて!goo グレード

A 回答 (2件)

蓄光と蛍光のメカニズムは似ているので両方説明します。



蛍光や蓄光材は所謂半導体で、エネルギーを注入すると
自由電子と正孔を発生させる性質が有ります。

蛍光では、光が蛍光材に当たると、紫外線によって蛍光材の中に
自由電子と正孔が発生し、それが再結合する際に
可視光で発光します。

光の可視光部分ではなく、紫外線のエネルギーを使って
可視光で発光するのが蛍光の特徴です。
ブラックライト(紫外線ライト)でも光ります。蛍光灯は
放電で発生する紫外線を蛍光材料で可視光に変換して光ってます。
紫外線源を切ると蛍光は直ちに発光をやめてしまいます。

蓄光では、光が蓄光材に当たると、紫外線によって蓄光材の中に
自由電子と正孔が発生します。ここまでは蛍光と同じですが
励起された自由電子と正孔は、蓄光材の不純物や格子欠陥に
ひっかかってなかなか再結合しません。数時間かけて
再結合し発光することを燐光と呼び、
燐光で発光する材料を蓄光材料と呼んでます。

>熱を光として放出する物質などはあったりするのでしょうか?

普通熱は赤外線で放射されます。赤熱するほど熱すれば
光りますが、これは期待した答えではないと思います。

比較的低温の熱で光る材料というのはカーボンナノチューブを
使って作成可能らしいですが、よく知りません。


蛇足ですが、かつて「夜光塗料」というものがありましたが
これはエネルギー源が放射性物質で時計の文字盤などに
使われていました。
時計職人に癌が多発したことから現在は禁止されています。
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この回答へのお礼

回答有難うございます。

あの発光は電気的な光だったのですね。
蛍光についても、ちょっと変わった反射と思っていたのですが、目から鱗です。

…もしかして、発光ダイオードなども同じような原理で光るのでしょうか。


やはり熱は赤外線で放出するのですね。
物質の熱って、分子の振動エネルギーだと勝手に思っているのですが、電磁波に変換するにしても、放射が赤外線だけというのはなんだか不思議です。
この辺はもう少し勉強してみます。

>普通熱は赤外線で放射されます。赤熱するほど熱すれば光りますが、これは期待した答えではないと思います。
比較的低温の熱で光る材料…

ご賢察に感謝致します。

カーボンナノチューブの用途って不思議なくらい幅広いですよね。
カーボンナノチューブの素材について調べてみようと思います。


子供の頃「夜光塗料」と言っていたのに今は「蓄光」と言っている事に違和感を覚えていました。

全く別物だったのですね。
こちらもスッキリしました。
有難うございました。

お礼日時:2022/03/29 18:22

>例えば熱を帯びた物質は、赤外線を放射して安定しますよね。



この意味を考える必要がありますね。

すべての物質は熱を持っています。その物質からは、熱放射と言われる、電磁波が出ており、それは、プランクの法則に従います。それが、常温では、ほぼ赤外線に該当する波長の電磁波である・・・

ということですね。ですから、熱をもつと赤外線を出して安定・・というのは、比喩としては正しいが、物理的な会話としては、あいまいです。

物質と温度で、すべての物質は様々な電磁波すなわち、広義の光を放射します。当然、赤外線以外のスペクトルも、観測されます。
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この回答へのお礼

回答有難うございます。

>常温では、ほぼ赤外線に該当する波長の電磁波である・・・

やはり赤外線以外の電磁波も出るのですね。

No.1さんの回答にある「赤熱するほど熱すれば光りますが」というのは物質の熱量(エネルギー)が上がる事により、より短い波長の電磁波が出るという事なのでしょうか。
温度の低い炎は赤く、温度の高い炎が青白く…という事にも繋がった気がします。

上の私の予想があっているの分かりませんが、この辺についても興味が出たので、もっと調べてみようと思います。

有難うございました。

お礼日時:2022/03/30 00:26

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