IX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Применение люминесцентных красок в быту
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Люминесценция - свечение вещества, возникающее в процессе преобразования поглощенной им энергии - в оптическое излучение. Данное свечение не вызвано непосредственно нагревом вещества.
Людей с давних времён интересовал вопрос освещения в тёмное время суток. Они хотели создать источник света, не требующий постоянной подпитки. Люминесценция как раз и является таким источником освещения. Краски, обладающие эффектом свечения без какой-либо дополнительной подпитки, называются люминесцентными.
Свет — это энергия, и она не может рождаться сама по себе. Значит, чтобы начать светиться, надо эту энергию откуда-то достать и запасти. Чтобы вещество излучало свет, надо чтобы электрон в его атоме уменьшил свою энергию, то есть перешел на более низкий энергетический уровень, а избыток энергии отдал в виде частицы света — фотона. Но для этого необходимо, чтобы электрон до излучения фотона обладал энергией.
Некоторые вещества умеют запасать энергию света и потом долго ее расходуют. Это происходит так. Сначала электрон поглощает фотон и переходит на определенный энергетический уровень. Там он может сидеть довольно долго, несколько часов, и в произвольный момент соскочить вниз, излучив фотон. Электронов много, так что почти в любой момент времени какой-то из них излучает фотон, и вещество светится непрерывно и постепенно гаснет с уменьшением числа возбужденных электронов. Таким же образом светились фигурки с добавлением фосфора в двадцатом веке (рис. 1).
Рис. 1
Первые краски, обладающие люминесцентными свойствами, содержали в своем составе фосфор, оказывающем отрицательное воздействие на здоровье человека. Со временем фосфор в люминесцентных покрытиях заменили более безопасными веществами. Современные люминесцентные краски не оказывают отрицательного воздействия на здоровье человека.
Актуальность данной темы заключается в возможности дополнительной подсветки различных помещений в темное время суток без дополнительных энергозатрат. В частности много дети боятся засыпать в полной темноте, поэтому стены и другие поверхности в комнате можно украсить светящимися в темноте наклейками, покрытыми люминесцентными красками.
В настоящее время люминесцентные краски широко используются в быту для подсветки мест общего пользования (санитарные помещения, подсветка выключателей) (рис. 2).
Рис. 2
I. Теоретическая часть.
Цель исследования: изучить возможность использования люминесцентных красок в быту без нанесения вреда здоровью человека.
Предмет исследования: люминесцентные краски.
Объект исследования: возможность использования люминесцентных красок в быту.
Задачи исследования:
Изучить всю представленную информацию и литературу по проекту.
Изготовить заготовки из бумаги разного цвета: белая, серебристая, черная.
Нанести рисунок люминесцентными красками на каждую заготовку.
Рассмотреть каждый рисунок при условии полной темноты.
Провести сравнительный анализ образцов и определить на заготовке какого цвета люминесцентные краски светятся ярче.
Методы исследования: анализ литературы, наблюдение, эксперимент.
Структура исследования:
Подбор следующих материалов:
Бумага белого цвета.
Бумага серебристого цвета.
Бумага черного цвета.
Люминесцентное покрытие.
Нанесение рисунков на заготовках кисточкой люминесцентной краской.
II. Практическая часть
1. В ходе проведения исследования были изготовлены 3 образца рисунков:
Треугольник из бумаги белого цвета.
Квадрат из бумаги серебристого цвета.
Круг из бумаги черного цвета.
2. Нанесение рисунков люминесцентной краской на заготовках
Рис. 3 Квадрат из бумаги серебристого цвета.
Рис. 4 Треугольник из бумаги белого цвета.
Рис. 5 Круг из бумаги черного цвета.
Рис. 6 – Рисунки, нанесенные люминесцентными красками на заготовках в сравнении.
Среди одноклассников было проведено анкетирование. Цель анкетирования: определить осведомленность ребят о таком свойстве как «Люминесценция». Для этого ребятам было предложено ответить на следующие вопросы.
Знаете ли вы, что такое люминесценция?
Да
Нет
Не знаю.
Вредны ли люминесцентные краски для здоровья?
Да.
Нет.
Не знаю.
Где чаще применяются люминесцентные краски?
В быту
В авиации.
Не знаю.
Блиц опрос: определить – рисунок на поверхности какого цвета светится ярче в условиях полной темноты:
Квадрат.
Круг.
Треугольник.
Результаты анкетирования приведены ниже на диаграммах.
46%
27%
27%
58%
33%
9%
38%
47%
15%
Результаты блиц опроса отображены на диаграмме.
100%
Анкетирование показало, что большинство ребят выбрали заготовку белого цвета в виде треугольника.
Заключение
В результате проведенного исследования было выявлено, что лучше всего свойства люминесцентного покрытия проявились на бумаге белого цвета, что и отразили результаты анкетирования. Большинство ребят отметили, что на заготовке из бумаги белого цвета (в виде треугольника) люминесцентная краска светилась в темноте гораздо ярче, чем на поверхностях другого цвета. Образец серебристого цвета светился хуже, чем белого, так как серебристая поверхность сама по себе отражает свет. Хуже всего люминесцентные свойства проявились на поверхности черного цвета.
Следовательно, чтобы как можно лучше использовать свойство свечения, необходимо люминесцентное покрытие наносить на поверхность белого или другого светлого, но не серебристого (блестящего) оттенка.
Список использованной литературы
Российский энциклопедический словарь. Издательство: Большая Российская энциклопедия. Книга 1. 2000
http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2372.html.
10