Estudio de materiales fluorescentes y fosforescentes Objetivo

Estudio de materiales fluorescentes y
fosforescentes
Objetivo
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Distinguir materiales fluorescentes de materiales fosforescentes.
Despertar el interés de los alumnos por la explicación de diversos
fenómenos relacionados con la óptica con experiencias sencillas.
Introducción
Hay varias formas de excitar átomos. Podemos utilizar una llama o en
realizar descargas a través de gases. También conseguimos el mismo
resultado irradiando algunos compuestos químicos con radiación de elevada
energía como con luz ultravioleta. Vamos a estudiar esta última forma
observando los fenómenos de fluorescencia y fosforescencia de distintos
materiales.
Materiales
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Lámpara con tubo
fluorescente
de
luz
ultravioleta
(luz negra de 365
nm). de las que se
utilizan para ver
los billetes falsos.
Distintos
materiales
fosforescentes:
Estrellas,
Manzanas,
rotuladores,
banbas, pulseras,
pegatinas, ...
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Distintos
materiales
fluorescentes:
Rotuladores,
Papel
normal,
Fluorita
Papiol
(mineral),
Muñequeras
reflectantes,
Pegatinas, ...
Distintos
materiales
ni
fluorescentes ni
fosforescentes:
vidrio, plástico,
Productos
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Agua tónica
Papel de filtro, ...
Realización práctica
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1.- realiza el test correspondiente a la
identificación de materiales
2.- Situa los materiales que vas a
estudiar sobre una mesa y apaga la
luz de la habitación.
3.- Ilumina con la lámpara de luz
Ultravioleta los distintos materiales
objeto de estudio y anota cuales
brillan cuando son iluminados. de
esta forma puedes separar los
materiales
fluorescentes
y
fosforescentes (brillan) de los que no
lo son (no brillan)
4.- Apaga la luz ultravioleta y observa
que materiales siguen brillando
(fosforescentes)
y
cuales
no
(fluorescentes).
Fluorescencia de la quinina de
la tónica observada bajo luz
UV
Precauciones
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La luz ultravioleta de esta longitud de onda es perjudicial para la vista; en principio no hace
falta protegerse la piel pero debe evitarse mirar directamente a la lámpara y es muy
recomendable utilizar gafas protectoras con filtro ultravioleta. A pesar de ello vemos lamparas
de luz ultravioleta en muchos bares, discotecas, ... sin ningún tipo de protección.
Explicación científica
Un método de excitación de los átomos consiste en irradiar algunos
materiales con radiacción de elevada energía, por ejemplo, luz
ultravioleta. Las moléculas o átomos excitados devuelven la energía en
una sola transición electrónica o a través de varios saltos: en este último
caso, cada transición liberará una energía menor que la que ha requerido
la excitación. Puesto que la energía de la radiación es proporcional a la
frecuencia, esta última situación dará lugar a que la sustancia emita luz
de frecuencia menor a la utilizada para su excitación. De este modo, la
irradación con luz ultravioleta, invisible para los ojos, puede dar lugar a la
emisión de luz visible. el fenómeno se denomina fluorescencia si la
emisión es inmediata a la excitación o, fosforescencia, si hay cierto
retardo.
Materiales fosforescentes sin
irradiar con luz ultravioleta y sin
oscuridad
Materiales fosforescentes irradiados
con luz ultravioleta y en la oscuridad
Algunos materiales fluorescentes
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Minerales: fluorita (algunas variedades), calcita (algunas variedades),
uranio, etc
Materiales de uso diario: papel blanco, azulete, camisetas blancas,
octavillas de anuncios, etc.
Métodos de clasificación: rayas en sobres, etc.
Billetes de banco
Materiales orgánicos: hongos en la piel, clorofila, fluoresceina, etc.
Bebidas: Tónica (quinina), etc.
Algunos materiales fosforescentes
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Minerales: calcita y aragonito (algunas variedades), etc.
Instrumentos de señalización nocturna: bandas, pintura, etc.
Materiales de regalo: pegatinas, estrellas, etc.
Materiales de regalo: pegatinas, estrellas, etc.
Curiosidades y otras cosas
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Materiales
Fotoactivos
(Eléctroluminiscente,
Fluorescente,
Fosforescente
o
Luminiscentes).
Los materiales fotoactivos son aquellos en los que se producen
cambios de diferente naturaleza como consecuencia de la acción de la
luz o que por otro lado son capaces de emitir luz como consecuencia
de algún fenómeno externo.
Entre los materiales fotoactivos que emiten luz, sin que se produzca
calor, nos encontramos con los electroluminiscentes, los
fluorescentes y los fosforescentes.
o Electroluminiscentes: son materiales organometálicos basados
fundamentalmente en fósforos y fluorocarbonos que emiten luz
de diferentes colores cuando son estimulados por una corriente
eléctrica.
o Fluorescentes: son materiales semiconductores que producen
luz visible como resultado de su activación con luz UV. El efecto
cesa tan pronto como desaparece la fuente de excitación. Los
pigmentos fluorescentes a la luz del día son blancos o de color
claro mientras que cuando están expuestos a radiación UV
irradian un intenso color fluorescente.
o Fosforescentes: materiales semiconductores que convierten la
energía absorbida en luz emitida sólo detectable en la
oscuridad, después de que la fuente de excitación ha sido
eliminada. Esta emisión de luz puede durar desde minutos hasta
horas. La fuente de excitación más efectiva es la radiación UV.
Bibliografía
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CORTEL, A. (1997). Las Ondas. La Luz y el Sonido. Ed. Horsori. Pag
131-133.
Libro que recoge numerosas experiencias sobre ondas centradas en el
estudio de la luz y del sonido.
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Que son los materiales inteligentes?.
Materiales y estructuras "inteligentes".
Luminiscencia.