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Cos’è la Fluorescenza ?

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La fluorescenza è la proprietà di alcune sostanze di riemettere (nella maggior parte dei casi a lunghezza d’onda maggiore e quindi a energia minore) le radiazioni elettromagnetiche ricevute, in particolare di assorbire radiazioni nell’ultravioletto e riemetterla nel visibile.

Un esempio di questo processo lo vediamo in tutti i materiali che contengono pigmenti fluorescenti, come ad esempio nell’inchiostro degli evidenziatori e vernici fluorescenti.

Le proprietà fluorescenti di un oggetto spesso diventano evidenti con l’utilizzo di una lampada di Wood che mette radiazione nella banda degli ultravioletti, ma a seconda dei materiali può essere necessaria una lunghezza d’onda inferiore.

Il meccanismo della fluorescenza è il seguente : una radiazione incidente (nell’esempio della lampada di Wood si tratta di raggi ultravioletti) eccita gli atomi della sostanza fluorescente, promuovendo un elettrone a un livello energetico (orbitale) meno legato, più energetico e quindi più “esterno”. Entro poche decine di nanosecondi, l’elettrone eccitato torna al livello precedente in due o più fasi, passando cioè per uno o più stati eccitati a energia intermedia.

livelli Fluorescenza

Tutti i decadimenti tranne uno sono, di solito, non radiativi, mentre l’ultimo emette luce a lunghezza d’onda maggiore rispetto alla radiazione incidente (non necessariamente nello spettro visibile): questa luce è detta “fluorescenza”.

Lo Spettrometro per lo studio della Fluorescenza

Per lo studio della fluorescenza abbiamo utilizzato lo spettrometro a reticolo già descritto in uno dei post precedenti (Spettrometro a Reticolo con Webcam), completato da una cella porta-campioni e da una sorgente di eccitazione. Gli spettri sono poi stati acquisiti con il software Theremino Spectrometer.

Fluorimetro
Schema di principio dello Spettrometro a Fluorescenza
fluo_setup
Immagine della cella porta campione e del laser di eccitazione
oliveOilFluo
Fluorescenza di Olio d’Oliva eccitata da laser UV

Spettri di Fluorescenza

Clorofilla

FluoClorofilla
Spettri di Fluorescenza della Clorofilla eccitata da UV laser (I), da laser verde a 532nm (II) e da laser rosso a 650nm (III)

Fluoresceina

fluoresceina
Spettri di Fluorescenza della Fluoresceina Sodica eccitata da UV laser e da laser verde

Olio di Oliva

OLIOBUONO_FLUO_UV
Spettro di Fluorescenza dell’olio di oliva con il picco dovuto alla Clorofilla A

Olio di Oliva sottoposta a Cottura

OLIO_OLIVA_HEATED_FLUO_UV
Spettro di Fluorescenza dell’olio d’oliva dopo degrado termico, presenza dei picchi dovuti ai perossidi

Chinino

CHININO_FLUO
Spettro di Fluorescenza del chinino eccitato da UV laser

Cumarina

ALLURE_FLUO_UV
Spettro di Fluorescenza di acqua di colonia eccitata da laser UV, picco dovuto al contenuto di cumarina

Documento pdf con la descrizione degli esperimenti di fluorescenza : Fluorescenza_ITA

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