Fluorescent o fosforescent?

Docent 

Mercè Domínguez Ballart

Centre educatiu

Institut Ridaura

Any de presentació a Ciència entre tots

2023

Llistat de material necessari

• làmpada de llum negra o ultraviolada, UV
• caixes de cartró fosques per dins
• tela espessa per protegir l'observador de la llum solar (si escau)
• materials fluorescents diversos (ex: quinina de la tònica, algun marcador fluorescent, detergents blanquejants, minerals (fluorita o altres), dents, fluoresceïna sòdica, paper blanc, oli d'oliva, document d'identitat...)
• làser o bolígraf de llum UV
• materials fosforescents (pintura fosforescent en estrelles o planetes adhesius, senyals d'EXIT o d'extintors visibles després d'una apagada de llum, etc)

Com ho fem?

A) Observem com es comporten diferents materials fluorescents quan els arriba llum solar i després sota l'acció de la llum UV (en la foscor d'una caixa).
B) En una altra caixa o espai fosc "pintem" amb llum UV un plafó o cartró recobert de pintura fosforescent. Es poden utilitzar plantilles per generar dibuixos.
C) Comparem les observacions realitzades i ho relacionem amb l'estructura dels àtoms per trobar semblances i diferències.

Què observem?

A) En el primer cas, els materials brillen molt quan són il·luminats amb llum UV (de més energia que la llum visible).
B) Aplicant un "bolígraf" de llum UV sobre la superfície que conté pintura fosforescent, aquesta també queda il·luminada.
C) La semblança és que tots dos són fenòmens de fotoluminiscència. Quan apliquem radiació d'alta energia a les diferents substàncies, els electrons dels seus àtoms pugen de nivell, s'exciten. Quan aquests electrons tornen al seu estat fonamental, emeten llum visible de longitud d'ona més gran, normalment de color verd, que podem observar. Això passa perquè part de l'energia inicial s'ha perdut en forma de calor.

La diferència entre els dos fenòmens l'observem quan retirem la font de llum UV: els materials fluorescents la brillantor desapareix quasi immediatament, mentre que la pintura fosforescent manté la brillantor durant uns segons (a vegades minuts o hores), tot i que va decaient. Això s'explica perquè en el primer cas, els electrons dels àtoms han absorbit l'energia de la llum UV i l'han alliberat en nanosegons; mentre que a la fosforescència, aquest alliberament de llum es produeix més lentament.

Paraules clau

Espectroscòpia, fluorescència, fosforescència

Grau de dificultat

Normal

Durada de l'experiència

5 minuts

La podem reproduir utilitzant materials casolans/quotidians i no perillosos?

Sí

Bibliografia o webs relacionades

http://sciencuriosities.blogspot.com/2013/06/fluorescencia-vs-fosforescencia.html 
http://danielclosa.cat/centpeus/fluorescent-i-fosforescent/ 
https://youtu.be/0ziPmoEcmzc 
https://youtu.be/23chg4eMEBs