Lampade UV, friends e fluorescenza

Rieccoci qua, una nuova puntata sull’interazione luce-materia: l’ultima è stata 10000 anni fa, non vi biasimo se non la ricordate, trovate il link qui.

Smalto fluo, capelli fluo, colori fluo… Oggi parliamo della fluorescenza.

[Foto di Виктория Бородинова da Pixabay]

Avete mai visto – ad esempio in CSI – quando la scientifica scopre una traccia di sangue semplicemente usando una lampada UV?
Avete mai notato le luci basse e le pareti fluo da Cyberdog a Londra? Se non ci siete stati, vi consiglio di farci un salto quando tutto questo si sarà calmato!
Siete mai stati al bowling ed avete notato le vostre scarpe bianche illuminarsi?

Di esempi ne ho ancora un sacco, come la puntata di Friends con i denti bianchissimi di Ross quando la tipa accende la “black light”, che è sempre luce UV.
A voi ne viene in mente qualcun altro?

Mentre ci pensate su, vediamo cosa sia la fluorescenza e perché sia spesso associata alla luce UV.

Come descritto nell’articolo precedente, la materia può interagire con la radiazione luminosa.
Immaginiamo, in questo caso, una molecola che assorba la luce – così come avveniva per la luce colorata – e cerchiamo di capire cosa succeda prima e dopo quest’interazione.

All’inizio la nostra molecola è tranquilla in quello che definiamo uno stato elettronico “fondamentale”, e cioè una condizione energetica in cui i suoi elettroni sono felici ed imperturbati.
Dopo l’assorbimento, passa ad uno stato definito “eccitato”, dove ha dell’energia (elettronica) in eccesso che deve dissipare.
E che se ne fa?

La molecola potrebbe “cambiare forma”, un legame tra gli atomi potrebbe torcersi o ruotare ed aiutarla a tornare allo stato fondamentale.

Oppure potrebbe trasmetterla al mezzo circostante – ammettiamo che sia sciolta in acqua – e dissiparla vibrando, i legami atomici possono, infatti, anche vibrare.

Se la nostra molecola fosse nel vuoto o in un gas poco denso – senza immediati vicini cui trasmettere l’energia vibrazionale – potrebbe vibrare così tanto da rompere dei legami e decomporsi.

Esempi di vibrazioni di legame
[di Tiago Becerra Paolini da Wikipedia]

Quando una molecola è invece molto rigida e tutti questi meccanismi non le sono accessibili, è possibile che emetta della luce – e cioè ci sia fluorescenza.

[Foto di Adrian Malec da Pixabay]

Questo processo di emissione è abbastanza rapido (differente dalla fosforescenza, che invece dura più a lungo) ed infatti, a lampada ad UV spenta non si vede più la traccia di sangue. 

Ma allora questo fenomeno può solo accadere quando è una lampada ad ultravioletti ad illuminare?

In realtà non è così, ma in questi casi è facile vedere la fluorescenza ad occhio nudo poiché, detta tecnicamente, l’emissione avviene in un range di frequenze che noi possiamo percepire, nel visibile.

Se indaghiamo un po’ ed andiamo a ripescare lo spettro elettromagnetico, scopriamo che la radiazione UV è più energetica rispetto a quella del visibile: tra i processi di assorbimento ed emissione la molecola perde un po’ di energia vibrando.

Ecco perché, per poter osservare la fluorescenza ad occhio nudo c’è bisogno di usare una sorgente ad energia più alta: una lampada ad ultravioletti.

Se siete curiosi, vi suggerisco di dare un’occhiata all’account Instragram di C&ENmag, dove ogni venerdì ci sono delle bellissime foto scelte per il Fluorescent Friday.  

Rosaria Cercola
Napoletana, espatriata in UK per un dottorato in Chimica Fisica ed attualmente in “cerca dell’America” in Texas. Amo il cibo, il mare e la buona compagnia. Viaggio tanto, leggo molto, guardo un sacco di Netflix. Non so usare Twitter.

Fonti:

Per approfondire: 

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