Fluorescencja wokół nas
Fluorescencja to zjawisko emisji światła przez substancję wzbudzoną promieniowaniem elektromagnetycznym. Cząsteczki pochłaniają fale elektromagnetyczne, cześć pobranej energii jest rozpraszana w postaci ciepła, a pozostała wypromieniowana jako kwant światła. Ponieważ emitowany foton ma mniejszą energię niż ten, który spowodował wzbudzenie, długość jego fali jest większa niż pochłoniętego. Do wzbudzenia używane jest promieniowanie nadfioletowe (UV), a emisja zachodzi w zakresie światła widzialnego.
Do eksperymentów potrzebny będzie tester banknotów (fotografia 1). Urządzenie posiada lampę emitująca promieniowanie UV i służy do sprawdzania autentyczności banknotów oraz innych dokumentów. Mają one różnorodne zabezpieczenia przed fałszowaniem, m.in. napisy i grafikę widoczne dopiero po oświetleniu nadfioletem (fluoryzujące pod wpływem promieni UV). W zaciemnionym pomieszczeniu na banknoty kierujemy promieniowanie z testera. Wyraźnie widoczne są ukryte zabezpieczenia (dla porównania pokazano również banknoty w zwykłym oświetleniu – fotografie 2 i 3).
Do wielu produktów dodawane są wybielacze optyczne – substancje pochłaniające promowanie nadfioletowe Słońca i fluoryzujące na niebiesko. Dzięki nim przedmioty o żółtawej barwie (które pochłaniają światło w kolorze niebieskim) sprawiają wrażenie białych (widmo ich promieniowania odbitego zostaje „uzupełnione” o brakującą niebieską część). Wybielacze optyczne dodawane są m.in. do białego papieru do drukarek. Połóżmy obok siebie zwykłą gazetę oraz kartkę białego papieru. Po oświetleniu testerem widać wyraźną różnicę pomiędzy nimi – kartka fluoryzuje pod wpływem nadfioletu (fotografia 4).
Wybielacze optyczne to również składniki prawie wszystkich proszków do prania. Osadzające się na włóknach nierozpuszczalne sole wapnia i magnezu z wody powodują, że biała odzież z biegiem czasu żółknie, zachodzi więc potrzeba stosowania wybielaczy. Oświetlmy próbkę proszku promieniowaniem UV z testera. Dodatek wybielaczy sprawia, że proszek fluoryzuje z lekko niebieskim odcieniem (fotografia 5). Do sprawdzenia działania proszku z wybielaczem optycznym potrzebna jest próbka tkaniny, która nie była jeszcze prana. Ponieważ nawet nowo zakupiona odzież jest fabrycznie wybielana, do eksperymentu użyjemy gazy opatrunkowej. Jeden fragment zanurzamy w kąpieli z dodatkiem proszku, a następnie dokładnie płuczemy. Po wyschnięciu kładziemy go obok niepranego kawałka i oświetlamy testerem. Różnicę widać na pierwszy rzut oka (fotografia 6).
W celu sporządzenia roztworu chlorofilu rozcieramy nieco zielonych liści dowolnej rośliny wraz z piachem (ułatwi zniszczenie komórek i uwolnienie ich zawartości) oraz niewielką ilością acetonu. Całość filtrujemy przez gazę lub papierowy ręcznik. Roztwór chlorofilu jest oliwkowozielony w dziennym świetle, ale pod wpływem nadfioletu jarzy się wiśniową barwą (fotografia 7).
W domowej apteczce możemy znaleźć riwanol – środek odkażający. Z jednej tabletki sporządzamy roztwór zgodnie z instrukcją podaną na ulotce dołączonej do leku. Po oświetleniu promieniowaniem z testera praktycznie nie widać żadnej zmiany. Intensywnie żółty roztwór (w świetle dziennym) jedynie lekko fluoryzuje w powierzchniowej warstwie. Rozcieńczmy roztwór w stosunku 1:100 (1 cm3 roztworu + 99 cm3 wody). Teraz fluorescencja jest wyraźniejsza – cały roztwór jarzy się zielonkawym światłem (fotografia 8). Nawet w bardzo dużym rozcieńczeniu (praktycznie bezbarwny roztwór) można zaobserwować fluorescencję riwanolu.
To oczywiście nie wszystkie substancje i przedmioty, które fluoryzują. Oświetlenie naszego otoczenia za pomocą testera sprawi, że zobaczymy, jak wiele z nich świeci pod wpływem nadfioletu.
Obejrzyj też nasz film:
