Fluorescentie, wat is dat?
Fluorescentie is een bijzonder geval van luminescentie. Het is een natuurkundig verschijnsel waarbij een atoom een hoog-energetisch foton absorbeert, waardoor een elektron in een geëxciteerde toestand belandt en vervolgens terugvalt naar de grondtoestand in minstens twee stappen. Daarbij worden twee stralingen uitgezonden, zodat de som van de frequenties gelijk is aan de originele frequentie van het hoog-energetisch foton. Bijvoorbeeld: Het hoog-energetisch foton, UV-licht, wordt geabsorbeerd (absorptie) en dan kan door fluorescentie groen, zichtbaar licht en onzichtbaar UV-licht worden uitgezonden (emissie).
Het begrip fluorescentie is afkomstig van fluoriet: een mineraal dat bestaat uit het zout calciumfluoride (CaF2), een bekende fluorescerende stof.
Fluorescentie in het gebied van ultraviolette straling en zichtbaar licht wordt veroorzaakt door aangeslagen toestanden van een elektron in een atoom: de energieverschillen tussen de elektronenbanen van de bindingselektronen zijn daar in de orde van enkele elektronvolts (eV). Een kleine verandering in het atoom zal de energieniveaus een klein beetje veranderen, en daardoor ook de golflengte waarbij de fluorescentie plaatsvindt. Deze effecten kunnen worden gebruikt om de moleculen te identificeren.
Fluorescentie is lichtemissie door bepaalde substanties wanneer ze worden geactiveerd door ultraviolette energie. De emissie verdwijnt indien de activering wordt verwijderd. Fluorescentie komt van het mineraal Fluoriet, waarvan begin 1850 werd geconstateerd dat het blauw opgloeide door het in de zon aanwezige Uv-licht.
Druk op play bij de onderstaande video’s om te zien hoe de stenen licht en kleur afgeven onder invloed van UV.
Wat is licht?
Fluorescentie is lichtemissie door bepaalde substanties wanneer ze worden geactiveerd door ultraviolette energie. De emissie verdwijnt indien de activering wordt verwijderd. Fluorescentie komt van het mineraal Fluoriet, waarvan begin 1850 werd geconstateerd dat het blauw opgloeide door het in de zon aanwezige Uv-licht.
Radiogolven zijn vergelijkbaar met licht alleen is hun golflengte langer. Daarna komen de Microgolven, die worden veelal gebruikt in radar en bijvoorbeeld in de magnetron om het eten van binnenuit te verhitten. Dan krijg je Infrarode straling, dit wordt gebruikt in de afstandsbediening. Infrarood wordt afgekort als IR, mensen voelen dit als warmte.
Daarna komt het zichtbare licht, hiermee wordt bedoeld dat wij mensen dit licht met onze ogen kunnen zien, alle mogelijke kleuren dus. Licht is uit verschillende kleuren opgebouwd. Alle kleuren hebben een verschillende golflengte. Met golflengte wordt bedoeld de afstand tussen twee toppen van golven, zoals je ook bij water ziet. De kleur van een object wordt bepaald door de frequentie (golflengte) van de elektromagnetische straling die het terug reflecteert. Een zwart voorwerp absorbeert alle golflengten van het zichtbare licht. Een rood voorwerp absorbeert alles behalve de rode straling. Daarna komt het ultraviolette licht ook wel Uv-licht genoemd, daardoor worden wij bruin als we in de zon liggen. De ozonlaag houdt dit grotendeels tegen, maar door de aantasting komt er steeds meer UV binnen, en dit kan schadelijk zijn, dus is het ongezond om lang in de zon te liggen. De röntgenstralen, deze worden veel gebruikt, in de medische wetenschap.
Als laatste komen de gammastralen, deze stralen zijn schadelijk voor alle levende wezens, en komt o.a. vrij bij kerncentrales en uit bijvoorbeeld uranium, Gamma stralen hebben de kortste golflengte, maar dus de hoogste energetische waarde.
Ultraviolet licht
Ultraviolette straling ligt in het bovenstaande schema dus voor het zichtbare licht. De energetische waarde is dus hoger. De golflengten liggen van 100 nm. tot 400 nm. We kunnen ultraviolet licht verdelen in vier gebieden, zoals in het volgende figuur is te zien. De lange golfstralen liggen in het bereik van 315 tot 400 nm. (ook wel UV-A genoemd).
De term “black light” is een bekend begrip en wordt veel in dancings gebruikt vanwege de oplichtende witte kleding, ogen, tanden en veel verfsoorten. Veel mineralen lichten op bij deze golflengte, de bekendste is wel fluoriet. Het gebied in het middengolfbereik (280-315 nm.) Sommige mineralen, zoals scapolieten, reageren op de middengolf straling.
De straling rond de 300-310 nm. (UV-B) veroorzaakt een fotochemische reactie in de huid, wat wij als zonnebrand ervaren.
De productie van vitamine D gebeurt ook onder invloed van deze straling. De korte golf straling is het gebied van 200 tot 280 nm. (UV-C) maar zal ons onder normale omstandigheden niet bereiken. Deze straling wordt door de atmosfeer tegengehouden. Het is ook deze straling (van beneden de 300 nm.) die een bacteriedodend effect heeft, waardoor het veel wordt toegepast in de levensmiddelenindustrie.
Vacuüm ultraviolet licht is het laatste gebied, en niet van belang voor gebruik bij mineralen. Het moet onder vacuüm worden toegepast omdat gewone lucht de straling al tegenhoudt.
UV Lampen
Bij fluorescerende mineralen heb je een UV-lamp nodig om ze te laten fluoresceren. De meest toegepaste zijn Tl-buizen, maar de UV Leds zijn erg in opkomst. Momenteel worden deze vooral in zaklampen toegepast. Display lampen voorzien van UV Leds zijn wel volop in ontwikkeling momenteel.
Voor meer informatie www.glowrocks.nl