Hvordan virker lysstaver?

Siden de ble oppfunnet for 25 år siden, har lysstaver stadig vunnet terreng i forhold til bruksområder. På ravescenen er stavene veldig populære, for eksempel som halskjede. De er også ideelle for dykkere og campere.

Jeg gjetter på at de fleste har lurt på hvordan disse stavene fungerer. Men til tross for at teknologien virker superavansert, og vi ser for oss både Einstein og Newton når vi tenker på det, er teknologien bak lysstavene faktisk veldig enkel. Nå skal jeg forklare hvordan denne staven kan gi såpass bra lys, uten både lyspære og strøm.

Hva er lys?

Lys er en form for energi som kan dannes gjennom flere typer prosesser:

- Glødelys: lys som skyldes varme (lyspære eller lysrør)

- Fluorescens eller fosforescens: lys som skyldes stråling (fluorescerende lyspære eller tv)

- Laser: konsentrert lys gjennom stimulert utsendelse

Var laser vanskelig å forstå? Les mer om laser.

Alle disse prosessene baserer seg på samme grunnprinsipp: En ekstern energikilde stimulerer atomer, som slipper ut partikler som kalles fotoner.

Når du for eksempel brenner noe tilfører du energi. Den økte energien får atomene til å bevege seg fortere. Dette fører igjen til at de kolliderer oftere med hverandre, og med økt styrke. Hvis atomene stimuleres nok, vil atomkollisjonene overføre energi til atomenes elektroner.

Når dette skjer, vil elektronet bli «sparket opp» til et høyere energinivå. Nå energinivået faller tilbake til normalen, slippes noe av energien løs i form av lysfotoner.

Var dette vanskelig? Les mer om atomer (engelsk).

Skyldes kjemiske reaksjoner

En lysstav får sitt lys etter samme prinsippet. Det spesielle er at rørene bruker en kjemisk reaksjon for å stimulere atomene.

Den kjemiske reaksjonen skyldes at flere komponenter reagerer. Når du kombinerer to eller flere komponenter, kan atomene omstrukturere seg slik at det blir dannet nye komponenter. Avhengig av hvordan komponentene er bygd opp, vil denne reaksjonen enten føre til frigjøring av energi eller forbruk av energi.

I lysstaver fører reaksjonen til frigjøring av energi. Akkurat som i en glødende lyspære, vil stimulansen av atomene føre til at elektronene får forhøyet energinivå, for så å returnere til normalt energinivå. Den energien som frigjøres når elektronene faller fra et høyt energinivå til et normalt energinivå, blir frigjort som lys (fotoner). Denne prosessen kalles chemiluminesence.

Den kjemiske reaksjonen er i virkeligheten flere reaksjoner. En typisk lysstav inneholder en hydrogenperoksidløsning og en løsning bestående av fenyloksalat-ester, samt en fluroescerende farge.

Reaksjonene trinn for trinn (for de med litt kjemiske innsikt):

1. Fenyloksalat-esteren oksideres av hydrogenperoksidet, og vi får dannet peroksisyre-ester

2. Den ustabile peroksisyre-esteren spaltes til en fenol og en syklisk peroksi-komponent

3. Av den sykliske peroksi-komponenten omdannes til karbondioksid

4. Denne omdanningen frigjør energi til fargen

5. Elektronene i fargen «sparkes opp» til et høyere energinivå, som i sin tur igjen frigjør energi (lys) når energinivået faller tilbake til normalt.

Reaksjonen settes i gang ved at du knekker staven

Før du aktiverer lysstaven, blir de to løsningene (de kjemiske komponentene) oppbevart i to separate kamre.

Når du bøyer (knekker) plaststaven, ødelegges en slags glassampulle, og de to løsningene blandes. Reaksjonene beskrevet over settes dermed i gang.

Hvor lenge varer lyset?

Avhengig av hvilke komponenter som er brukt, kan lyset vare fra noen minutter til flere timer. Hvis du varmer opp staven, vil det tilføres ekstra energi, og lyset vil bli sterkere. Lyset vil imidlertid ikke lyse så lenge.

Du kan faktisk beholde lyset til neste dag, om du vil det. Putt det rett og slett i fryseren. Kulden vil ikke stoppe prosessen, men den kjemiske reaksjonen vil bremses så mye at du kan forsette å bruke stavene neste dag.

Denne artikkelen inngår i artikkelserien «Stein hjelper deg» . Jeg hjelper deg med livets små og store mysterier. Lurer du på hvorfor solen er gul eller hvorfor i all verden sjiraffen har så usannsynlig lang hals, er «Stein hjelper deg» redningen. Det finnes ikke dumme spørsmål. Intet spørsmål er for stort, og intet spørsmål er for lite.

Lurer du på noe? Vel, send meg spørsmålet, så skal jeg se hva jeg finner ut. Jeg kan ikke love at alle får svar, men jeg gjør så godt jeg kan. Jeg har dessverre ikke kapasitet til å svare på epost.