בניסוי הזה נראה איך אפשר לגרום לצבעים לזהור ולפלוט אור לסביבה, ונגלה באיזה גורמים תלוי הזוהר הזה. מומלץ להיעזר במבוגר בעת ביצוע הניסוי.

ציוד

  • טושים צבעוניים לסימון ("מרקרים"); הצבעים צהוב וירוק נותנים את התוצאות הטובות ביותר
  • כוסות זכוכית שקופות
  • מים
  • מכשיר לקטילת יתושים עם תאורה על-סגולה (אולטרה-סגולה)

מהלך הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:

הערה: יש להיזהר שמים לא יותזו על קוטל היתושים!

הסבר

האור והצבעים שאנחנו, בני האדם, מסוגלים לראות, הם בעצם סוג של קרינה אלקטרומגנטית. בני אדם מסוגלים לראות רק טווח קטן מאוד מתוך כל הקרינה האלקטרומגנטית הקיימת. הקרינה האלקטרומגנטית נעה במרחב כמו גל, ואנחנו מסוגלים להבחין רק בתדירויות (כלומר מספר שיאים של גל בשנייה) מסוימות.

סביבנו קיימת קרינה אלקטרומגנטית בתדירויות רבות, שכוללות קרינת רדיו, קרינת מיקרוגל, קרינה תת-אדומה (אינפרה-אדום), קרינה על-סגולה (אולטרה-סגולה), קרינת X (רנטגן) וקרינת גאמה.

אנחנו, כאמור, מסוגלים לראות רק תחום צר של תדירויות, בין התת-אדום לעל-סגול – שנקרא "האור הנראה". כשאנחנו רואים בעולם משהו צבעוני, זה קורה בדרך כלל מפני שהוא מואר באור "לבן" שמכיל את כל הצבעים ואת כל אורכי הגל, כמו אור השמש או אור שמגיע ממנורה, בולע כמה צבעים ומחזיר את כל הצבעים שהוא לא בלע. חומר שצבעו אדום, למשל, בולע את כל הצבעים האחרים (ירוק, כחול, צהוב, סגול וכו') ומחזיר רק את הצבע האדום.

אבל יש לחומר עוד אפשרות להיות צבעוני, מלבד בליעה והחזרה פשוטה כפי שתיארנו למעלה, ולאפשרות הזאת קוראים "פלורסנציה". בתהליך הזה חומר בולע אור בצבע מסוים (ליתר דיוק, האלקטרונים של החומר הם אלה שבולעים את האור), האור שבלע מביא את החומר למצב "מעורר" מבחינה אנרגטית, האלטרונים שבו מסתדרים למצב אחר (מצב ביניים), יציב למחצה, וכעבור זמן קצר מאוד האלקטרונים שבחומר חוזרים שוב למצב היציב שבו היו בהתחלה – ותוך כדי כך הם פולטים אור.

כיוון שהחומר עצמו פולט אור, הוא נראה שונה מחומר צבעוני רגיל – נדמה כאילו "זורח" ומאיר מעצמו. אפשר לראות היטב למה הכוונה כאן בניסוי שלנו, שבו הצבע ממש נראה זוהר.

בגלל מעברי האנרגיה האלה למצב גבוה, ביניים ונמוך, יוצא שהאור שנפלט בסופו של דבר בתהליך הפלורסנציה הוא באורך גל קצת יותר ארוך (פחות אנרגטי) מהאור שנבלע. בניסוי שלנו נבלע אור על-סגול שהעין האנושית אינה מסוגלת לראות ונפלט אורך גל אחר שהעין כן מסוגלת לראות.

המנורה של קוטל היתושים פולטת גם קצת אור סגול, שאותו אנחנו בהחלט רואים. אבל יש גם מנורות שפולטות רק אור על-סגול, והן פשוט בלתי נראות (בגלל זה האור שלהן מכונה "אור שחור"). רק אם שמים לידן חומר פלורסנטי אפשר לזהות שאכן באמת מאירות.

נורות אחרות שבהן משתמשים בתאורה ביתית, כפי שרואים בסרט, אינן פולטות אור כזה, ולכן אם נשתמש בהן לתאורה לא תתרחש פלורסנציה והצבעים לא יזהרו.

מעניין לציין

פרס נובל בכימיה לשנת 2008 ניתן על פיתוח שיטת GFP שנעשה בה שימוש רב במחקר ביולוגי. בשיטה הזו מחדירים לתאים חיים גן שמיצר חלבון בשם "חלבון פלורסנטי ירוק" (GFP: Green Fluorescent  Protein) שזורח באור פלורסנטי ירוק כשמאירים עליו באור על-סגול, בדיוק כמו בניסוי הזה. השיטה מאפשרת לעקוב אחרי תהליכים ביוכימיים שמתרחשים בתא.

גם את האור בצד השני של סקלת האור הנראה, כלומר האור התת-אדום – אנחנו לא רואים, אבל אפשר לעשות ניסוי נחמד שמדגים איך אפשר לזהות אותו. ראו את הניסוי איך עובד שלט.

15 תגובות

  • שרה

    קרינה מסוכנת

    האם קרינת הuv ממנורת קוטל היתושים אינה מסרטנת? https://www.tnuda.org.il/%D7%94%D7%A9%D7%9C%D7%9B%D7%95%D7%AA-%D7%91%D7%... הזדמנתי לנושא מכיוון שרציתי לבדוק את בטיחות המוצר הזה: https://lcp.co.il/product/%D7%9E%D7%A9%D7%97%D7%A7-%D7%A1%D7%99%D7%9E%D7...
    האם אני צודקת והוא אכן עובד במנגנון אולטרה סגול?
    ולסיכום, האם הוא מוצר בטוח לשימוש?

  • שרה

    https://www.tnuda.org.il/%D7

    https://www.tnuda.org.il/%D7%94%D7%A9%D7%9C%D7%9B%D7%95%D7%AA-%D7%91%D7%...

  • שרה

    הקישורים:

    (לא הצלחתי לצרף קודם)
    https://bit.ly/2KfDKRb
    https://bit.ly/2KpqAQs

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כנראה בטוח

    היי שרה
    מצאתי מחקר משנת 2016 שבדק האם קרינה ממנורות UV של התקנים ביתיים דומים מסוכנת - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4867860/
    השורה התחתונה היא שבהתחשב בעוצמה הנמוכה ובזמן החשיפה של אדם ממוצע - זה הרבה הרבה מתחת לסף שמהווה סיכון. כלומר אם את לא ממש יושבת סנטימטרים בודדים ליד קטלן יתושים - זה בסדר. ואם הוא ממש קרוב ומאיר עליך באור סגול - אז אני ממליץ שתרחיקי אותו.
    לגבי הצעצוע - זאת שאלה שצריך לשאול את היצרן. אם כי - אם המנורה עובדת רק כשהצעצוע סגור, סביר שקרינה אולטרא-סגולה לא יוצאת החוצה כי נבלעת בפלסטיק. כך שעל פניו זה נראה לי בסדר.

    בברכה,
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • ספיר

    צמחים זוהרים בחושך

    מחפשת דרך בטוחה (לא רדיואקטיבית) לגרום לצמחים לזהור בחושך לזמן של כמה שעות לצורך פעילות חינוכית. האם השקיית הצמחים במים מהולים בנוזל המרקרים כפי שהוסבר כאן יכולה לשמש למטרה זאת? או שיש דרך אחרת שאפשר להשתמש בה? אשמח להמלצות בנושא.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    כן

    כן, זו הדרך. זה יעבוד הכי טוב בפרחים לבנים - ראי הניסוי שלנו:
    https://davidson.weizmann.ac.il/online/scienceathome/biology/%D7%97%D7%A...
    שימי לב שהצבעים לא זוהרים מעצמם, וצריך להאיר עליהם באור אולטרא-סגול.
    את יכולה גם לנסות את זה עם כרוב סיני (גם הוא לבן) וגם שם רואים את האפקט טוב:
    http://pagingfunmums.com/2013/07/09/fun-science-experiment-learning-how-...
    אם את רוצה לזרז את העניינים את יכולה לנסות להזריק עם מזרק את הצבע - אבל זה יעבוד טוב רק לצמחים בשרניים מאוד - כמו לקקטוסים.

    בהצלחה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • לורנס

    חומר מחזיר אור

    אני מחפש חומר עבור עבודת חקר בנושא בטיחות אני לא יודע ממה עשוים הבדים והסטיקרים שיש לרוכבי אופניים

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    אנגלית

    תחפש באנגלית - תמצא הכל...
    https://en.wikipedia.org/wiki/Safety_reflector

    https://en.wikipedia.org/wiki/High-visibility_clothing

    אם תרצה להעמיק - תוכל לפנות לחברת 3M שמייצרת (וגם המציאה) את רוב האביזרים:
    http://www.traffic-safety.3mil.co.il/category/light_return_for_cars/diam...

    בהצלחה בעבודת החקר
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • טליה

    קרינה מצבעים זוהרים בחושך

    לאחרונה מיצרים הרבה מצעים לשינה לילדים עם ציורים ודמויות, שהם זוהרים בחושך, האם זה פולט קרינה מסוכנת, האם עדיף להימנע מלישון עם מצעים שזוהרים בחושך?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תלוי

    זה תלוי מה המנגנון שבו הצבעים זוהרים. אם מדובר בצבעים ש'נטענים' באור, ואז מאירים בחושך ודועכים תוך כמה דקות / שעות, מדובר בתהליך של פוספורסנציה –
    http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/chemistry/%D7%94%D7%90%D...
    והוא בטוח, הקרינה עצמה היא קרינת אור רגילה.
    אם הצבעים זוהרים כל הזמן, ללא צורך ב'הטענה' על ידי הארה באור חיצוני, ולא דועכים תוך כמה דקות / שעות, יכול להיות שמדובר ברדיו-לומסנציה,
    http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/chemistry/%D7%94%D7%90%D...
    הארה תוך שימוש בחומרים רדיואקטיבים, האור עצמו אינו מסוכן אבל השימוש בחומרים רדיואקטיבים פולט גם מעט קרינה מסוכנת, ואז עדיף להימנע. קשה לי להאמין שמשתמשים בשיטה השנייה, אבל את יכולה כאמור לבדוק בקלות.
    בברכה
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • עמית אשדוד

    עצה קטנה לשיפור

    הסרטונים שלכם נפלאים אך לדעתי לא זוכים למספיק חשיפה, ע"י מיתוג קצרצר תוכלו לשפר זאת משמעותית. שמתי לב שבYouTube כל סרטון שלכם מוצג בשם שונה ללא שום קשר אל הסרטונים האחרים שלכם, לדוג': "מזרקה בתוך בקבוק" אין סיבה שאדם נרומלי ייחפש סתם כך בשביל הכיף דבר כזה, אבל, אם כל הסרטונים שלכם של מדע בבית היו ממותגים תחת "מדע בבית- מזרקה בתוך בקבוק" או "מדע בבית- אש באמצעות סוללה" וכו' הרבה יותר אנשים יזכו להיחשף לתוכן הזה. סתם הצעה, שיהיה יום נפלא

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    תודה

    הי
    ההצעה שלך טובה ונשתדל להטמיע שינויים כאלו
    תודה
    ארז

  • איתי

    שאלה

    האם יש עוד מכשירים שמפיקים אור אינפרה סגול?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    אולטרה סגול

    יש מנורות מיוחדות שמפיקות רק אור אולטרה סגול (אפילו ללא אור סגול נראה).
    שימושי בדיו סתרים, ראה לדוגמא העט הזו:
    http://dx.com/p/invisible-ink-pen-88
    (שחושפת דיו פלואורסנטי)
    לגבי מכשירים ביתיים אחרים - מה שמופיע בכתבה זה היחיד שמצאתי...

    בברכה,
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • איתי

    תודה

    תודה רבה