เปลวเทียนสีเหลืองสดใส แท้จริงเกิดจากเขม่าคาร์บอนที่กำลังเรืองแสง
เปลวเทียนที่เห็นทุกวัน ซ่อนกลไกเล็กจิ๋วที่ดวงตามนุษย์มองไม่เห็น
หลายคนอาจคิดว่าแสงสีเหลืองของเปลวเทียนเกิดจากก๊าซที่กำลังลุกไหม้โดยตรง แต่ความจริงกลับน่าสนใจกว่านั้นมาก เพราะสิ่งที่ทำให้เปลวเทียนส่องสว่างอย่างอบอุ่น ไม่ใช่ก๊าซเป็นตัวหลัก หากเป็น อนุภาคคาร์บอนขนาดนาโน หรือเขม่าดำจิ๋วจำนวนนับไม่ถ้วนที่ลอยอยู่ภายในเปลวไฟ อนุภาคเหล่านี้ถูกความร้อนเผาจนมีอุณหภูมิสูงมาก ก่อนจะเปล่งแสงสีเหลืองทองออกมาในลักษณะที่เรียกว่า Incandescence หรือการเปล่งแสงจากความร้อน
ไส้เทียนคือจุดเริ่มต้นของอนุภาคเรืองแสง
เมื่อจุดเทียน ความร้อนจะละลายเนื้อเทียนให้กลายเป็นของเหลว จากนั้นไส้เทียนจะดูดไขเทียนเหลวขึ้นมาตามแรงแคปิลลารี เมื่อไขเทียนขึ้นมาถึงบริเวณที่ร้อนจัด มันจะระเหยกลายเป็นไอของสารไฮโดรคาร์บอน โมเลกุลเหล่านี้เริ่มแตกตัวด้วยอุณหภูมิสูง เกิดเป็นอนุภาคคาร์บอนขนาดเล็กจำนวนมาก ก่อนที่พวกมันจะถูกพัดขึ้นไปตามกระแสของเปลวไฟ
แสงที่เห็น ไม่ใช่ไฟกำลังเรืองแสง แต่คือเขม่าที่กำลังร้อนจัด
อนุภาคคาร์บอนแต่ละเม็ดมีขนาดเล็กมาก ระดับนาโนเมตรจนถึงไมโครเมตร แต่เมื่อรวมกันเป็นจำนวนมหาศาลและถูกเผาที่อุณหภูมิราวหนึ่งพันองศาเซลเซียสขึ้นไป พวกมันจะเรืองแสงสีเหลืองส้มอย่างโดดเด่น กระบวนการนี้คล้ายกับลวดไส้ของหลอดไฟแบบเก่าที่เปล่งแสงเมื่อร้อนจัด ต่างกันเพียงวัสดุที่ใช้และระยะเวลาที่เรืองแสง
หากสังเกตเปลวเทียนให้ดี จะพบว่าสีของเปลวไฟไม่ได้เหมือนกันทั้งดวง ส่วนล่างใกล้ไส้เทียนจะออกโทนฟ้าหรือฟ้าอมม่วง เพราะบริเวณนั้นมีออกซิเจนเพียงพอให้ก๊าซเผาไหม้ได้ค่อนข้างสมบูรณ์ ส่วนกลางของเปลวไฟกลับเป็นสีเหลืองสว่าง เนื่องจากเต็มไปด้วยอนุภาคคาร์บอนที่กำลังร้อนแดงและเปล่งแสงออกมา ส่วนปลายสุดของเปลวไฟคือบริเวณที่อนุภาคเหล่านี้เริ่มสัมผัสออกซิเจนมากขึ้นและถูกเผาจนหมด
ทำไมเขม่าถึงไม่ลอยออกมาให้เห็นเสมอไป
หลายคนอาจเคยเห็นก้นหม้อดำเมื่อใช้ไฟจากเทียนหรือคบเพลิง นั่นเกิดจากการที่อนุภาคคาร์บอนบางส่วนยังเผาไหม้ไม่สมบูรณ์และเกาะติดกับภาชนะ แต่ถ้าเปลวไฟมีออกซิเจนเพียงพอ อนุภาคส่วนใหญ่จะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนจนกลายเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และคาร์บอนมอนอกไซด์ ก่อนจะลอยหายไปในอากาศ จึงแทบไม่เหลือคราบเขม่าให้สังเกตเห็น
หลักการเดียวกันนี้อธิบายได้ว่าทำไมเตาแก๊สที่ปรับอากาศได้เหมาะสมจึงให้เปลวไฟสีน้ำเงินเป็นหลัก เพราะเชื้อเพลิงเผาไหม้ได้สมบูรณ์จนแทบไม่เกิดอนุภาคคาร์บอนเรืองแสง แต่หากอากาศไม่เพียงพอ เปลวไฟจะเริ่มเปลี่ยนเป็นสีเหลือง เนื่องจากมีเขม่าคาร์บอนเกิดขึ้นมากกว่าปกติ
เปลวเทียนเล็ก ๆ คือห้องทดลองทางฟิสิกส์และเคมีที่เกิดขึ้นต่อหน้าต่อตาเรา
ทุกวินาทีที่เทียนกำลังลุกไหม้ มีอนุภาคคาร์บอนจิ๋วเกิดขึ้น เรืองแสง และหายไปอย่างต่อเนื่องนับล้านล้านอนุภาค วงจรทั้งหมดกินเวลาเพียงเสี้ยววินาที แต่เป็นกระบวนการที่ทำให้เราได้รับแสงสีเหลืองนุ่มนวลซึ่งคุ้นเคยมาตั้งแต่อดีต แม้เทคโนโลยีแสงสว่างจะพัฒนาไปไกลแล้ว แต่เปลวเทียนก็ยังเป็นตัวอย่างที่สวยงามของการเปลี่ยนพลังงานความร้อนให้กลายเป็นแสงผ่านอนุภาคเล็กจิ๋วที่แทบไม่มีใครมองเห็น
ครั้งต่อไปที่มองเปลวเทียน ลองนึกภาพว่าภายในเปลวไฟนั้นเต็มไปด้วยเม็ดคาร์บอนระดับนาโนที่กำลังร้อนแดงและส่องประกายอยู่ตลอดเวลา ก่อนจะถูกเผาจนหมดและกลายเป็นก๊าซที่ลอยหายไปในอากาศ เป็นกระบวนการสั้น ๆ ที่เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่าอย่างต่อเนื่อง จนกลายเป็นแสงอันอบอุ่นที่เราคุ้นเคยมาตลอดชีวิต
ส่องเลข 3 สำนักพิมพ์ งวด 1 ต.ค. 69 ตัวไหนมีข้อมูลตรงกัน
ตาราง “เด่นเหนือเด่นใต้” งวด 1 ต.ค. 69 เปิดข้อมูลตามโพย เลขไหนอยู่ตรงไหน
อำเภอที่มีชื่ออำเภอสั้นที่สุด 3 อำเภอเท่านั้นในประเทศไทย
เปิด 5 โรงเรียนหญิงล้วนเก่าแก่ของไทย ที่มีประวัติยาวนานกว่าศตวรรษ
เปิดศึกเลขเด็ดงวดนี้! เจ้าพ่อปากแดง ปะทะ เจ้าแม่ตะเคียนทอง งวด 1 ต.ค. 59 คัดมาให้เน้นๆ พร้อมลุ้นรวย
รู้หรือไม่? เปิดรายได้พนักงานส่งพัสดุของแต่ละแอป วันหนึ่งได้เท่าไร
ประวัติศาสตร์หน่อไม้ฝรั่ง: จากผักศักดิ์สิทธิ์แห่งพีระมิด สู่สงครามยาเสพติด และนโยบายที่พังทลายเกษตรกรอเมริกัน
โรงเรียนเพียงแห่งเดียวของประเทศไทย ที่อยู่มาตั้งแต่ยุครัชกาลที่ 4
โรงเรียนที่มีนักเรียนมากที่สุดในไทย
ความลับ 30 ล้านปีของ “แม่น้ำไนล์”: ทำไมสายน้ำสายนี้ถึงไม่เคยเหือดแห้งกลางทะเลทรายซาฮารา
มูลนิธิองค์กรทำดีชี้แจง บุคคลปริศนาไม่ใช่ทีมงานและไม่มีส่วนเกี่ยวข้อง
แปลปกสลาก งวด 1 ต.ค. 69 ส่องตัวเลขจากภาพปกสลากกินแบ่งรัฐบาล
เปิด 5 โรงเรียนหญิงล้วนเก่าแก่ของไทย ที่มีประวัติยาวนานกว่าศตวรรษ
อำเภอที่มีชื่ออำเภอสั้นที่สุด 3 อำเภอเท่านั้นในประเทศไทย
รวมไฟล์ข้อสอบเก่า ก.พ. (ภาค ก) ปี 2557–2569
8 โมเดลรถเหล็ก Tomica ที่คุ้มค่าเก็บสะสม! รุ่นไหนหายากจนราคาพุ่ง
7 บอร์ดเกมเศรษฐียุคแรก ๆ ของไทย! ของเล่นบนกระดานที่เคยอยู่ตามบ้าน วันนี้ชุดครบกลายเป็นของสะสม
5 ของเล่นสมัยก่อนที่คนนิยมเล่นกันที่สุด! ผ่านมาหลายสิบปี เด็กยุคนี้ก็ยังเล่น