硬糖迸发火花实际上是一种神秘的发光现象,即摩擦发光,当糖和其他晶体在一起受到碾压时就会产生这种现象。
当两个干木棒一起摩擦时,摩擦力可以生成足够多的能量,迸发出一个个小火星。此外,在合适的材料上产生的摩擦力,比如糖,并不仅仅能迸发出火星,还能生成一股静电,例如,在冬天的晚上,又干又紧的篮子噼噼啪啪地迸出的火星。
原理是这样的:当你咀嚼硬糖的时候(或其他由真正的糖做成的糖果),天然不对称的糖晶体异裂,分子中的电荷分离。此时,负电子与正电子分裂。当电荷重新结合在一起时,火光四射,就像闪电从乌云到地面的正电荷和负电荷结合在一起一样。
如同闪电一样,当电流刺激空气中的氮分子时,电光也会出现。氮分子放射出光粒子,大部分在我们不可见的紫外线范围。因此,糖迸出的火花很难被我们看到。(不过,许多对紫外线敏感的昆虫、鸟类和爬行动物,也许会很开心地看到这些可爱的电光。)这就轮到硬糖中的香料上场啦!
冬青油(水杨酸甲酯)是硬糖摩擦发光的关键。冬青油是一种荧光化合物,它吸收高能短波光线,发射低能长波光线。因此,冬青油吸收嘴里与空气接触的氮分子发射出的紫外线,发射出大量可见的蓝色光。瞧,满嘴火光四溅。
有趣的是,硬糖迸出电光背后的秘密,大部分被一个叫做斯威廷(sweeting)的科学家揭开。已故科学家琳达·斯威廷(Linda Sweeting)的实验显示,即使在对称化合物中,晶体结构中的杂质也能够产生摩擦发光现象。
摩擦发光实验
若自己进行摩擦发光的糖果实验,拿着一些硬糖带着一面镜子到特别黑的浴室或房间。用10分钟的时间让你的眼睛适应房间的黑暗。之后大口咀嚼糖果的同时盯着镜子里面,你会看到(蓝色的)电光四溅。更好的效果是,在黑暗中用一对钳子碾压硬糖——因为硬糖在你的口中已经软化了,或用工具猛砸糖果,你应该可以看到更大的火花。小心保护你的牙齿,不要碰到或砸到牙齿。
你可以尝试着猛砸其他的糖果,方糖甚至撕扯粘在一起的磁带,欣赏更多柔和的小火花表演。