FLUORESCENCA – KAJ JE TO?

Fotoluminiscenca je posledica obsevanja snovi s kratkovalovno svetlobo, ultravijoličnimi (UV), rentgenskimi ali gama (γ) žarki, kjer snov zaradi obsevanja absorbira fotone, skoči v višje energijsko stanje in nato odda fotone, pri čemer se zopet vrne v osnovno energijsko stanje. To omogočajo t. i. luminiscenčni oz. optični centri (aktivatorji), ki povzročajo dodatna, izrazito ločena energijska stanja (izolacijski nivoji), ki se vzpodbudijo z absorpcijo energijo in se nato z emisijo svetlobe ponovno vrnejo v osnovna energijska stanja.[2] Ti aktivatorji so lahko kemične snovi, električno polje, fotoni, točkasti defekti, dislokacije v kristalih ali mehansko obdelovanje.

Fluorescenca je fizikalni pojav, pri katerem snov seva fotone z daljšo valovno dolžino, kot je valovna dolžina absorbiranega vzbujevalnega sevanja oz. pri katerem je energija sevanih fotonov manjša od absorbiranih fotonov. Razlog za to je ta, da fotoni ne prehajajo direktno v osnovno stanje, pač pa preko dveh ali več vzbujenih stanj.

Fosforescenca se od fluorescence razlikuje po tem, da absorbirano energije ne seva takoj. Počasnejše emitiranje fotonov je posledica zadrževanja elektronov v t. i. metastabilnih stanjih, ki jih pa vzbujeni elektroni sčasoma preskakujejo ali prebadajo, da se absorbirana energija sprosti. Samo ime pa izvira od belega fosforja, ki v temi medlo svetlika, pri obsevanju z UV žarki pa intenzivno.

Kratka zgodovina fluorescence: Odkritje fosforescence je bilo povsem naključno, za eno izmed bolj znanih najdb fosforescentnega kamna pa je zaslužen ljubiteljski alkimist, po poklicu čevljar, Vincenzo Cascariolo, ki je pri svojih alkimističnih poizkusih med leti 1592 in 1604 zmešal zmleti barit in oglje, dobljena zmes pa je ohlajena oddajala modro svetlobo. To je bil slavni bolonjski kamen. V tistih časih je fosforescenca tudi dobila današnje ime. Ta izvira iz grščine, saj "phosphorus" v bistvu pomeni jutranja zvezda (Venera). Kemijski element fosfor pa je bil odkrit med leti 1669 in 1675, ko ga je iz nekaj ton urina iz hamburške vojašnice izločil hamburški trgovec Hennig Brandt.

Britanski znanstvenik George Gabriel Stokes (to je tisti, ki je opisal tudi silo trenja…) je prvi opisal pojav fluorescence (pri opazovanju Fluoritov – po katerih je fluorescenca tudi dobila ime) in svoje ugotovitve strnil v t.i. Stokesov zakon, ki se glasi: »Frekvenca fluorescirane svetlobe je vedno manjša od frekvence svetlobe, ki je fluorescenco povzročila«.

Stokesov zakon z možnima izjemama je pojasnil šele Einstein leta 1905, ko mu je prisodil prvo mesto med tremi primeri uporabe fotona v kvantni teoriji.

Fluorescentni minerali so tisti določeni minerali, ki pri obsevanju z UV svetlobo emitirajo vidno svetlobo. Če fizikalno opišemo proces fluorescence lahko rečemo, da mineral absorbira nevidno UV svetlobo jo predela in izseva kot daljše valovno sevanje v vidnem spektru človeškega očesa. Človeško oko lahko vidi svetlobo (valovanje) valovne dolžine med 400 in 700 nm. Vsa ostala valovanja so za človeško oko nevidna, lahko pa so škodljiva. Ultravijolično svetlobo poimenujemo tisto z valovno dolžino od 200 do 400 nm.

Aktivatorji: Večina fluorescentnih mineralov potrebuje aktivatorje, ki sprožijo fluorescenco. Aktivator je neke vrste nečistoča v strukturi minerala. Eden najpogostejših aktivatorjev je mangan – drugi poznani aktivatorji so še Europeum, Uran, Krom, Molibden... Aktivatorji določajo vrsto fluorescence. Posamezen mineral lahko fluorescira čisto drugače (barva svetlobe, jakost) ob prisotnosti različnih aktivatorjev.

Fluorescentni minerali se različno odzivajo na ultravijolično svetlobo. Pomembno je s kakšno valovno dolžino svetlobe jih obsevamo. V ta namen poznamo svetila in filtre za kratko (254 nm – SW – short wave), srednje in dolgovalovno (365 nm LW – long wave) UV svetlobo.

Tenebrescenca, poznana tudi kot reverzibilni fotokromizem, je sposobnost minerala, da spremeni barvo, če je izpostavljen sončni svetlobi. To spremembo lahko izvajamo v neskončnost in se izniči le v primeru močnega segrevanja..

Tenebrescentni minerali so na primer: hackmanit, spodumen in tugtupite.

Pojav tenebrescence se izkorišča na primer pri izdelavi samozatemnitvenih očal, ki na sončni svetlobi potemnijo.

POMEMBNO!

UV SVETLOBA (PREDVSEM KRATKOVALOVNA) JE OČEM NEVARNA IN LAHKO POŠKODUJE TUDI KOŽO. IZOGIBAJTE SE NEPOSREDNEMU POGLEDU NA IZVOR UV SVETLOBE. (Zaradi tega so stekla v razstavni vitrini zaščitena z UV neprepustno folijo, svetila so postavljena tako, da neposreden pogled na sijalko ni mogoč). Svetloba fluorescentnih mineralov očem ni škodljiva (to je spekter vidne svetlobe, ki jo človeško oko prepozna – običajna svetloba)

---

Domov