Чому світяться світлячки?

Чому світяться світлячки? Чому, де і як відбувається це диво виникнення частинок світла, фотонів? Може бути, мікроскопічні чарівні гномики включають в клітинах вогники?

Давайте спочатку розглянемо більш загальне питання, відповідь на який фізики знайшли вже дуже давно: де народжується світло? Уявімо собі атом і електрони в ньому. Вони спокійно обертаються на своїх орбітах навколо ядра. І тут бац! З якихось причин один з них може перейти в збуджений стан, у нього з’являється дуже багато зайвої енергії, і він переходить на більш високу орбіту. У такому збудженому стані електрон знаходиться деякий час, але потім він релаксує і приходить в свій звичайний стан. При такому переході електрон випромінює надлишок своєї енергії у вигляді фотонів, тобто частинок світла.

Найцікавіше, що фотон завжди виникає однаково, а ось способів попередньо порушити електрон дуже багато. І найпростіший з них – це нагріти тіло, щоб атоми з величезною швидкістю билися одна об одну. Саме це відбувається в полум’я свічки, багатті, звичайної лампочки. Дійсно, якщо нагріти будь-яке тіло до високої температури, то воно буде світитися. Навіть ваша кішка або брокколі. Спробуйте нагріти цвях на плиті, і він буде світитися червоним кольором. До цього схильні всі тіла, і ми ніяк не можемо це контролювати.

Але, звичайно ж, світлячки не нагріваються до скажених температур. У них відбувається так звана біолюмінесценція. У цьому процесі збудження електронів відбувається за рахунок хімічних реакцій з виділенням енергії. Зазвичай ця енергія витрачається на нагрів тіла. Але у світлячків її настільки багато, що вона йде на збудження електрона з подальшим випромінюванням фотона. Це реакція окислення люциферина. І регулюючи окислення кисню, світлячок може блимати і всіляко управляти світінням. На відміну від звичайної лампочки, в якій велика частина енергії витрачається на тепло і ККД в 5-10%, світлячок переводить в світлове випромінювання 90% всієї енергії.

Крім світлячків, існують і інші організми, які освоїли біолюмінесценцію: гриби, медузи, глибоководні риби. І існує ще дуже багато видів так званої люмінесценції.
Наприклад, фотолюмінісценція. У ній збудження фотонів відбувається під дією зовнішнього світу. Електрони поглинають енергію падаючих фотонів і переходять в збуджений стан. При цьому існують речовини, в яких електрони взагалі заборонено переходити назад в початковий стан законами квантової фізики. Однак вони це все-таки роблять. Якщо така речовина попередньо висвітлити яскравим світлом, то електрони швидко перестрибнуть в збуджений стан і потім довго будуть переходити назад. З такими речовинами ми знайомі, це будь-які фосфорні штучки. А є речовини, в яких електрони релаксируют практично відразу після порушення. Тільки поглинають вони одне, а випромінюють трішечки інше. Ну, наприклад, поглинають невидимий ультрафіолет і випромінюють зелене свічення. Саме тому флуоресцентні фарби так яскраво світяться в нічному клубі. Саме так працюють всі відбілювачі: вони поглинають ультрафіолет і випромінюють у видимому діапазоні, тому білизна здається набагато світліше.

І коротко про інших цікавих видах люмінесценції.
Радіолюмінесценція. У ній електрони збуджуються і випромінюють світло завдяки радіоактивного випромінювання. Такі прилади служать десятки років, а захисне скло повністю захищає від невеликої радіації.

Тріболюмінесценціей виникає при розколюванні і руйнуванні тел за рахунок енергії і деформації кристалічної решітки. Спостерігати це світіння можна при розколюванні кристалів цукру або піщинок в повітрі при зльоті вертольота.
Сонолюмінесценция. Якщо звичайну воду опромінювати ультразвуком, то в ній виникають області стиснення і розрідження. І розрідження може бути настільки сильно, що вода може розірватися і в ній утворюється мікропузирек з практично вакуумом всередині. Через мить цей бідний бульбашка починає стискатися і схлопивается. І в останній момент перед тим як зникнути, він випускає спалах блакитного кольору. Це виникає через моментального нагріву до 5000 кельвінів. Однак сонолюминесценция як і раніше залишається самим невивченим видом люмінесценції.

Чому світлячки світяться?

Відгадайте загадку: в темряві, як лампочки, вогники виблискують. Що за комахи? Як їх називають? … Здогадалися? Правильно – це світлячки. Сьогодні наша розмова піде саме про них. Ви дізнаєтеся, що собою представляють ці живі вогники. Світлячки, коли їх багато створюють дивне свято вогників. Це дуже гарне видовище. Давайте ж дізнаємося все про світляків. Світлячок – це такий вид жука, який відрізняється від інших комах чарівним умінням світитися в темряві. Зовсім як маленький ліхтарик. Правильно називати це комаха потрібно – світляк. У нього є орган світіння – фотофор. Він розташовується на кінці черевця. У самців цих жуків овальне тіло, велика голова з великими очима і короткими антенами. На спині знаходяться міцні крила. А ось самки світлячків – безкрилі і зовні схожі на личинок. На землі існують близько двох тисяч видів світлячків! І всі вони можуть випромінювати в темряві м’який фосфоресцирующий світло.

Чому все таки світяться світлячки?

Але навіщо світлячки світяться? Може для краси? А може ці комахи ведуть нічний спосіб життя? Ні те і не інше. Помилково думати, що ця комаха світиться для краси. Так світлячки передають інформацію одне одному і повідомляють про своє місцезнаходження. До речі світло, яке випромінюють тропічні види світлячків, дуже яскравий. Колись в Бразилії люди висвітлювали свої будинки світлячками. А індіанці і зараз прив’язують до великих пальцях на ногах великих світлячків, коли проходять вночі через джунглі. Так вони не тільки бачать дорогу, а й відлякують змій.

Ось бачите, як цікаво все влаштовано на нашій планеті. Є навіть живі вогники – світлячки. А скільки ще дивовижних тварин є на землі, про які ти навіть не чув! На сторінках цього сайту ми постараємося вам розповісти про них якомога більше. Прямо зараз ви може дізнатися багато цікавого про: зовсім страшному морському чёрте, многоногого восьминога, самої плоскою рибою в морі – камбалі, найбільших тварин океану, Жука Златко, який любить пожежі, будівельника гребель – бобра, і безлічі інших тварин, риб і комах, в розділі «почемучкіна країна».

Навіщо світлячки світяться?

Про світлячків знає кожна людина, а дехто навіть бачив їх особисто. А чи знаєте ви для чого вони світяться в темряві і як це роблять?

Точної відповіді на це запитання людство ще не знайшло. Проте існує декілька припущень навіщо комахи світяться. Навіть вчені вже зрозуміли сам механізм їхнього світіння.

У тілі світлячків є особливі клітини з речовиною люциферин. Коли ця речовина з’єднується з киснем, виникає світіння. Але для того, щоби реакція відбулася, необхідна ще одна речовина. Вона теж є в тілі світлячків і називається люцифераза. Вона допомагає відбутися хімічній реакції, при якій люциферин згорає й утворює світло.

За однією з версій світіння допомагає показати хижакам, що комахи неприємні на смак і їх краще не чіпати. Також є думка, що комахи світяться, щоб залучити особин протилежної статі. Адже різні види світлячків світяться з різною частотою. Відтак світлячок впевнюється, що він злучається з самкою саме свого виду.