Integrantes del equipo:
Carolina
Gpe. Galván De la Garza
Diana Carolina Lopez Anaya
Dulce
Valeria Ruelas Martinez
Dara
Arely Onorio Rdz.
Grado y grupo: 1 CM
· INTRODUCCION:
Al incidir
radiaciones electromagnéticas de longitud de onda adecuada sobre las moléculas
orgánicas se puede producir una transición desde el estado electrónico
fundamental hasta un estado electrónico excitado, generalmente el primero. Si
bien en una solución a temperatura ambiente la mayor parte de las moléculas suelen
encontrarse en su nivel vibracional fundamental, tras la excitación radiante
pueden pasar a un nivel vibracional más elevado del primer estado electrónico
excitado.
Los estados
excitados son inestables; por tanto, existe en las moléculas una tendencia a
retornar al estado electrónico fundamental.
La molécula,
para perder el exceso de energía absorbida y volver el estado de mínima energía
y por tanto el más estable. En fluorescencia esa energía se pierde en forma de
un fotón, sin cambio en la multiplicidad del spin.
La
fluorescencia tiene lugar en sistemas químicos gaseosos, líquidos y sólidos tan
sencillos como complejos.
El tipo más
sencillo es el que presentan los vapores atómicos diluidos. Por ejemplo, los
electrones 3s de los átomos de sodio vaporizados pueden ser excitados al estado
3p mediante la absorción de radiación de longitudes de onda de 5.896 y 5.890 Å.
Después de excitados los electrones vuelven al estado fundamental emitiendo
radiación de estas dos mismas longitudes de onda en todas las direcciones. Este
tipo de fluorescencia, en la cual la radiación absorbida es reemitida sin
cambio de frecuencia, se conoce como radiación de resonancia o fluorescencia de
resonancia.
Muchas
especies moleculares también presentan fluorescencia de resonancia. Sin embargo,
es mucho más frecuente encontrar bandas de fluorescencia molecular centradas en
longitudes de onda más largas que la línea de resonancia.
OBJETIVO:
Nuestro objetivo para este proyecto es que demos a dar a
conocer a la gente que la fluorescencia y fosforescencia no solo son unos
colores algo potentes si no que hay veces que hasta nos puede dañar en la
salud, ya que hay veces que cuando alguien no mezcla estos colores o sin los
instrumentos adecuados esto puede llegar a ser dañino para la salud, cuando
esto es ingerido puede llegar a ser algo mortal, ya que tiene ciertos químicos
que nuestro cuerpo no acepta del todo bien, incluyendo nuestros sentidos como,
la vista, el tacto, el oído, etc. Tambien cuando no es mezclado adecuadamente y
no utilizamos la luz ultravioleta en la zona donde corresponde para que esto
funcione, puede causar daños o simplemente que lo que queremos lograr no
funcione.
Las lámparas fluorescentes que emiten luz blanca o rosada
tipo "luz de día" generalmente no hacen daño a la piel, es posible
que el parpadeo origine dolor de cabeza.
Estas mismas lámparas equipadas con "Luz Negra"
o lámpara ultravioleta (también usadas para revisar billetes de banco), esas SI
son muy dañinas para la piel ya que a la larga originan CÁNCER en la piel y
ocasionan cataratas oculares. (Esta radiación ultravioleta de la "Luz
Negra" es exactamente la misma de la que se habla en relación al "agujero
de Ozono" en la antártica).
Claro está que el daño en la piel que te origina la Luz
ultravioleta no lo percibes hoy o la semana próxima sino después de muchos años
cuando ya no te acuerdas de nada.
Si como dices, la usas para las plantas, seguramente es
luz ultravioleta y, SÍ, si te hace daño, en todo caso si es indispensable
asegúrate que sólo le dé a las plantas y no a las personas.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
Dar a conocer a los
estudiantes y comunidad en general todo lo que puede ocasionar la luz fluorescente,
ya que ahora muchos la utilizan como si fuese una moda o algo por el estilo.
Estas luces o color algo potentes mezcladas con la luz ultravioleta puede
ocasionar distintos daños, uno de ellos seria la perdida de la vista, ya que el
color y luz es muy potente esta puede causar que se dañe nuestro iris, al
principio poniéndolo rojo y después popo a poco va recorriéndose a la pupila
hasta perder parte de nuestra vista o en ocasiones hasta perder la vista
completamente. Hay que tener al tanto de la gente de esta gran variedad de
colores ya que también no solo afecta a la vista si no que cuando forman
diferentes tipos de objetos con estos colores o luces, por ejemplo; una luz de
neón, esta luz si la llegamos a romper saca toda la luz fluorescente que tenia
dentro y si esta llega a ser ingerida
puede ser hasta mortal y ni se diga si esta llega a caer en los ojos, porque
ahí si se puede llegar a perder la vista completamente.
Este proyecto es algo que nos conviene realizar ya que
siempre lo pasamos por visto, no es algo que siempre tengamos presente que
tiene problemas cuando en realidad si los tiene y puede dañar nuestra salud. Y
sirve para poder dar a conocer a todos los estudiantes con mas exactitud todas
las cosas que estas luces puede provocar en nosotros. Aquí lo que queremos dar
a conocer en este proyecto lo más recomendable es que utilicemos con más
cuidado lo que es todas las luces que utilicemos con este tipo de luz, es que
la utilicemos con más cuidado y no solo usarla porque los colores se vean
bonitos si no porque nos haga falta, y si no es necesario utilizarla, no la
utilicemos.
HIPOTESIS Y JUSTIFICACION DEL
PROYETO:
Con este proyecto,
queremos indicar que estamos buscando que la comunidad estudiantil y la gente
en general, este consiente que no toda las luces fluorescentes son buenas o
todas son inofensivas, algunas de estas luces son dañinas para la salud, ya que
si no las utilizamos adecuadamente estas puedes llegar a ser peligrosas.
Algunas tienen ciertos químicos, que cuando no la sutilizamos con la atención
que se debe y solo la utilizamos por los colores algo potentes y porque son
atractivos para la vista. Cuando en realidad, estos colores son algo dañinos
para la salud, y con la salud me recuerdo a algunos de nuestros cinco sentidos
por ejemplo; la vista, el tacto, y hasta el oído si es que llega a caer el
líquido fluorescente en estas partes de la piel. En la vista afecta el color,
ya que si no aplicamos la luz fluorescente solo en ocasiones que se deba
utilizar puede llegar a ser dañina para la salud porque nos afecta primero en
el iris del ojo y después en la pupila hasta perder la vista por completo.
MARCO
TEORICO:
La
fluorescencia es un proceso de emisión en el cual las moléculas son excitadas
por la absorción de radiación electromagnética. Las especies excitadas se
relajan al estado fundamental, liberando su exceso de energía en forma de
fotones.
Una vez excitada, la molécula pasará al modo vibracional de menor energía del estado excitado. El fotón emitido por fluorescencia tiene menos energía que el absorbido. Por tanto, posee una frecuencia menor y emite a mayor longitud de onda.
No existe un gran número de sistemas químicos a los que puedan aplicarse los métodos de fluorescencia, por lo que su uso está bastante restringido. Los sistemas que pueden hacerse fluorescer pertenecen al grupo de los FLUORÓFOROS. Pero igual que algunos presentan esta característica, su fluorescencia puede verse debilitada debido a la interacción con otras moléculas, ya que el fluoróforo esta normalmente en disolución. Como consecuencia de esta interacción se puede producir una pérdida de emisión fluorescente. Se trata de un proceso de desexcitación no radiactiva provocado por una molécula ajena al fluoróforo, que recibe el nombre de desactivador o quencher.
EL FENÓMENO DE LA EMISIÓN DE FLUORESCENCIA:
-La espectrometría de fluorescencia (también llamada fluorometría o espectrofluorimetría) es un tipo de espectroscopia electromagnética que analiza la fluorescencia de una muestra. Se trata de utilizar un haz de luz, por lo general luz ultravioleta, que excita los electrones de las moléculas de ciertas compuestos y provoca que emitan luz de una menor energía, generalmente luz visible( aunque no necesariamente).
-La fluorescencia es un proceso de fotoluminisciencia:a) Muy sensible: 3 órdenes de magnitud mayor que la espectroscopia de absorción.b) Menor campo de aplicación: menor número de sustancias con fluorescencia apreciable.
INSTRUMENTOS PARA LA MEDICIÓN DE FLUORESCENCIA:
-FLUORÓMETRO O FLUORÍMETRO: Instrumento empleado en fluorometría, constituido por una fuente de energía para inducir fluorescencia, filtros monocromáticos para la selección de la longitud de onda y un detector. El más utilizado es el fluorómetro de filtro. Este instrumento consta de una lámpara de mercurio como fuente de excitación, un filtro primario para transmitir la longitud de onda excitacional deseada y la cubeta porta-muestras. El tubo fotomultiplicador mide la emisión fluorescente. El filtro secundario, entre la muestra y el fotodetector, se elige para transmitir la fluorescencia y para absober la radiación de excitación dispersada.
-ESPECTROFLUORÓMETRO: sirve para medir compuestos que emiten un determinado tipo de radiación al ser excitados o irradiados por una luz con una longitud de ondaconcreta. Este equipo es capaz de seleccionar las radiaciones de emisión y excitación así como de realizar "barridos", es decir, lecturas de espectros de luz.
FLUORESCENCIA:
La fluorescencia es un tipo particular de luminiscencia,
que caracteriza a las sustancias que son capaces de absorber energía en forma
de radiaciones electromagnéticas y luego emitir parte de esa energía en forma
de radiación electromagnética de longitud de onda diferente.1
La energía total emitida en forma de luz es siempre menor
a la energía total absorbida y la diferencia entre ambas es disipada en forma
de calor. En la mayoría de los casos la longitud de onda emitida es mayor -y
por lo tanto de menor energía- que la absorbida, sin embargo, si la radiación
de excitación es intensa, es posible para un electrón absorber dos fotones; en
esta absorción bifotónica, la longitud de onda emitida es más corta que la
absorbida, sin embargo en ambos casos la energía total emitida es menor que la
energía total absorbida.
En general las sustancias fluorescentes absorben energía
en forma de radiación electromagnética de onda corta (p ej radiación gamma,
rayos x, UV, luz azul, etc), y luego la emiten nuevamente a una longitud de
onda más larga, por ejemplo dentro del espectro visible; los ejemplos más
notables de fluorescencia ocurren cuando la luz absorbida se encuentra dentro
del rango ultravioleta del espectro -invisible al ojo humano- y la luz emitida
se encuentra en la región visible.
El mecanismo de fluorescencia típico implica tres pasos
secuenciales, llamados respectivamente absorción (1), disipación no radiativa
(2) y emisión (3).
El ciclo completo es muy breve, transcurre en tiempos del
orden de los nanosegundos, por lo que puede considerarse prácticamente
instantáneo. Es este tiempo tan corto lo que diferencia a la fluorescencia de
otro conocido fenómeno luminoso, la fosforescencia. El mecanismo de
fluorescencia también se encuentra muy relacionado con el proceso de
quimioluminiscencia.
Las sustancias que son capaces de emitir luz al ser
excitadas por diferentes tipos de radiación se denominan fluoróforos. Es
posible obtener una una amplia variedad de colores por fluorescencia,
dependiendo de la longitud de onda que emita el compuesto fluorescente.
El fenómeno de fluorescencia posee numerosas aplicaciones
prácticas, entre las que se encuentran por ejemplo análisis en mineralogía,
gemología, sensores químicos (espectroscopia fluorescente), pigmentos y tintas,
detectores biológicos y lámparas fluorescentes.
Cuando los átomos se combinan para formar moléculas, sus
orbitales atómicos desaparecen, combinándose para formar orbitales moleculares.
Los electrones ahora pueden ocupar regiones de probabilidad en torno a varios
núcleos. La combinación de orbitales atómicos se produce en forma lineal, esto
significa por ejemplo que si se combinan dos átomos, cada uno de los cuales
posee cuatro orbitales atómicos, la molécula poseerá como resultado ocho
orbitales moleculares. Estos orbitales moleculares poseerán energías
intermedias a las de los orbitales atómicos que se combinaron para formarlos.
La situación se va tornando más compleja cuantos más átomos posea una molécula.
Como consecuencia moléculas relativamente simples poseen un número muy elevado
de orbitales moleculares entre los cuales se pueden producir transiciones
electrónicas. Es por eso que las moléculas poseen bandas de emisión y absorción
y no líneas. Estas bandas se encuentran formadas por la superposición de una
gran cantidad de líneas correspondientes a cada una de las transiciones
posibles entre diferentes orbitales dentro de la molécula. Y para complicar aún
más la situación, hay que considerar que las moléculas no son rígidas, sino que
se trata de estructuras dinámicas que están sometidas a deformaciones
estructurales, debidas por ejemplo a vibraciones térmicas o a rotaciones de
determinadas partes de la molécula. Cuando se altera la forma de una molécula,
también se altera la forma de los orbitales moleculares que la forman y como
consecuencia se altera la energía de los mismos. Las deformaciones
estructurales provocan ligeras diferencias entre las energías de diferentes orbitales
que hacen que se modifiquen las energías de transición electrónica entre ellas.
Finalmente cabe considerar que en una molécula en estado basal, muchos de los
electrones se encuentran en estado singlete, es decir, se encuentran
complementados por otro electrón dentro del mismo orbital con un espín
antiparalelo. Una transición electrónica típica, implica que un electrón en
estado singlete, salta a un orbital de mayor energía adquiriendo un estado
doblete donde su espín no se encuentra complementado por otro antiparalelo.
Pero pueden ocurrir otro tipo de transiciones, en la cual dos electrones en
estado doblete, pueden ser promovidos a dos orbitales degenerados (de igual
energía) adquiriendo un estado triplete en el cual sus espines son paralelos.
Las transiciones de espín, también pueden absorber y emitir energía en forma de
luz.
Un diagrama de Jablonski es básicamente una
representación simplificada de los niveles electrónicos (orbitales) de una
molécula y de las posibles transiciones electrónicas que se pueden dar entre
estos niveles. En un diagrama de Jablonski se agrupan verticalmente los estados
electrónicos de acuerdo a su energía y horizontalmente de acuerdo a su
multiplicidad de espín. Las transiciones radiativas se representan con líneas
rectas y las no radiativas con líneas onduladas. A continuación se presenta un
diagrama de Jablonski modificado para representar una molécula hipotética que
posee un nivel electrónico basal (S0) dos niveles electrónicos de alta energía
(S1 y S2) y un nivel de dos orbitales degenerados con espines paralelos
(triplete T1) cada uno de estos niveles con varios subniveles vibracionales
debidos a las deformaciones térmicas de la molécula (Vb). En el eje vertical se
ubica la energía relativa de cada nivel electrónico, y en el eje horizontal
hemos considerado al tiempo y no a la multiplicidad de espín. Las flechas
verticales representan absorciones y emisiones de energía en forma de fotones y
las flechas diagonales implican disipación de energía por medios no radiativos
(en forma de calor).
JabloSp.png
La situación aquí representada comienza por la promoción
de un electrón que se encontraba en estado basal S0 a un nivel electrónico de
alta energía S2 en un estado vibracional alto (la línea Vb más alta de todas).
Esta promoción se produce cuando la molécula absorbe energía, en general en
forma de un cuanto de luz (fotón). Este electrón en un estado electrónico
excitado vibracionalmente alto puede ceder parte de su energía en forma de
vibraciones que se transmiten al resto de la molécula (flecha amarilla diagonal
rotulada como NR). Esta energía aumenta la amplitud de las vibraciones de la
molécula, energía que es finalmente disipada cuando la molécula choca con otras
moléculas cediéndola en forma de calor.
El electrón puede ir cayendo como en una escalera entre
diferentes estados vibracionales cediendo en cada escalón parte de su energía
en forma de calor, que aumenta las vibraciones de la molécula. También puede
hacerlo cediendo toda su energía de golpe, cayendo a un nivel inferior y
emitiendo gran parte de la energía en forma de un único cuanto de luz
(situación representada por la primera flecha verde vertical).
Aunque en teoría sería posible que el electrón cayera
desde el estado vibracional alto al estado basal S0, en la práctica esto no
ocurre, pues la molécula rápidamente transfiere parte de la energía absorbida a
otros orbitales por medio de un mecanismo de reconversión energética interna,
un proceso que ocurre usualmente en tiempos muy cortos del orden de 10-15
segundos, por lo que resulta virtualmente imposible para el electrón ceder
nuevamente el total de la energía que recibió y como consecuencia la luz
emitida es siempre de menor energía y mayor longitud de onda que la recibida. A
medida que el tiempo se prolonga, mayor es la cantidad de energía que se pierde
por procesos no radiativos y mayor es la longitud de onda de la luz emitida.
Eventualmente todos los electrones en estados excitados caen hasta el estado
basal ya sea emitiendo luz (FE) o perdiendo energía por procesos no radiativos
(NR) estos procesos se producen en la fluorescencia en tiempos de hasta 10-9
segundos.
En algunas moléculas sin embargo, existen orbitales
degenerados con energías muy similares a las de los niveles excitados. En estas
moléculas puede ocurrir que un electrón con alta energía ceda parte de su
energía a un electrón en estado basal para formar dos electrones desapareados
en dos orbitales degenerados (estado triplete) de energía intermedia. El estado
triplete es metaestable y puede existir por tiempos enormemente largos si se lo
compara con las transiciones entre estados dobletes; en el primer caso los
tiempos de decaimiento usualmente van desde las centésimas de segundo hasta las
horas. Cuando los electrones en estado triplete aparean sus espines ceden esa
energía de apareamiento en forma de luz, produciendo el fenómeno de
fosforescencia.
La relajación de un estado S1 también puede ocurrir a
través de una interacción con una segunda molécula mediante lo que se conoce
como desactivación (quenching fluorescente) de la fluorescencia, en este caso
la molécula excitada cede su energía a otra y esta última la disipa en forma de
calor. El oxígeno molecular (O2), por ejemplo, es muy eficiente desactivando la
fluorescencia de otras moléculas debido a su inusual estado triplete
fundamental.
Finalmente algunas moléculas que se excitan a través de
la absorción de luz o por medio de un proceso diferente (P. ej. a causa de una
reacción química) pueden transferir esta energía a una segunda molécula
‘sensibilizada’ por un mecanismo de paso intersistema entre moléculas. A través
de este mecanismo la segunda molécula es conducida a un estado de excitación
electrónica y es finalmente esta última la que va a emitir fluorescencia. En
estos casos las diferencias de energía entre la radiación excitadora y la
emitida son excepcionalmente grandes. Este mecanismo se utiliza por ejemplo en
los contadores de centelleo líquidos para producir luz visible a partir de
radiaciones nucleares de alta energía.
En resumen la fluorescencia ocurre cuando una molécula,
átomo o nanoestructura vuelve a su estado fundamental después de haber sido
excitada electrónicamente.
Excitación:
S_0 + h \nu_{ex} \to S_1
Fluorescencia (emisión) :
S_1 \to S_0 + h
\nu_{em}
Aquí, h \nu es un término genérico para la energía del
fotón con h = constante de Planck y donde \nu = frecuencia de la luz. (Las
frecuencias específicas de la luz excitadora y emitida son dependientes en cada
sistema en particular.)
El estado S0 se llama estado fundamental de la molécula
fluorescente y S1 es su primer estado electrónico excitado.
Además de estos estados electrónicos, que corresponden a
la ubicación de los electrones de enlace de la molécula en diferentes orbitales
moleculares, existen diferentes estados vibracionales para estos orbitales
moleculares, estos estados vibracionales corresponden a las oscilaciones que
experimentan los átomos que forman la molécula en torno a los enlaces.
Los estados vibracionales altos pueden disipar energía en
forma de calor, aumentando las vibraciones de las moléculas vecinas.
Una molécula en estado de excitación electrónica, S1,
puede adquirir un estado de menor energía por diferentes mecanismos. Puede por
ejemplo sufrir un 'decaimiento no radiativo' en el cual la mayor parte de la
energía de excitación es disipada como calor (vibraciones) hacia el disolvente.
Las moléculas orgánicas excitadas también pueden relajarse mediante conversión
a un estado triplete entregando energía a otro orbital molecular para obtener
al final dos orbitales con energías intermedias, finalmente alguno de estos
orbitales se relaja emitiendo un cuanto de luz, por fosforescencia o mediante
un segundo paso no radiativo de decaimiento.
El común tubo fluorescente depende de la fluorescencia.
Dentro del tubo de vidrio hay un vacío parcial y una pequeña cantidad de
mercurio. Una descarga eléctrica en el tubo causa que los átomos de mercurio
emitan luz. La luz emitida se encuentra en el rango ultravioleta (UV), y es por
lo tanto invisible para nuestros ojos; pero el tubo se encuentra revestido con
una capa de un material fluorescente llamado fósforo, el cual absorbe la luz
ultravioleta y la reemite en el espectro visible. La iluminación fluorescente
es energéticamente mucho más eficiente que la tecnología incandescente, pero el
espectro producido puede hacer que ciertos colores no parezcan naturales, esto
es así porque el espectro de emisión no es continuo, sino que se encuentra
formado por un limitado número de longitudes de onda (líneas de emisión).
A mediados de los años 1990, ya era tecnología común el
LED de luz blanca, este tipo de LED funciona a través de un proceso similar.
Típicamente, en estos dispositivos el semiconductor emisor produce luz en la
parte azul del espectro, la cual choca con un compuesto fluorescente depositado
en el chip; y este fluorescente emite en la región verde y roja del espectro.
La combinación de la luz azul que pasa a través del fluorescente y la luz
emitida por el mismo produce una luz casi blanca.
La Lámpara fluorescente compacta (CFL) funciona de la
misma forma que cualquier tubo fluorescente típica y con ventajas. Es utilizada
para reemplazar lámparas incandescentes en muchas aplicaciones. Producen un
cuarto del calor por lumen emitido que los bombillos incandescentes y duran
hasta cinco veces más. Estas lámparas contienen mercurio y deben ser manejadas
y dispuestas con cuidado. Las desventajas de que estas lámparas tengan un
balastro es que no encajan adecuadamente en todos los aparatos de luz. Todas
las lámparas fluorescentes tienen un retraso significativo al momento de ser
encendidas comparadas con las lámparas incandescentes, una desventaja en
algunas aplicaciones. Adicionalmente, la tecnología que les permite ser usadas
también reduce significativamente su vida útil y su fiabilidad en aplicaciones
de luz crepuscular, por ejemplo al utilizarlas con los famosos atenuadores o
dimmers.
FOSFORESCENCIA:
La fosforescencia es el fenómeno en el cual ciertas
sustancias tienen la propiedad de absorber energía y almacenarla,
para emitirla posteriormente en forma de radiación. A aquellos elementos que ofrecen fosforescencia se les conoce
como foto-reactivos, es decir que requieren luz para obtener la propiedad, es
un elemento de la foto-sensibilidad que por medio de la radiación adquieren la
energía necesaria para almacenarla y exponerla posteriormente.
El mecanismo físico que rige este
comportamiento es el mismo que para la fluorescencia, no obstante la principal diferencia con ésta es que hay un
retraso temporal entre la absorción y la reemisión de los fotones de energía. En la fosforescencia, las sustancias continúan
emitiendo luz durante un tiempo mucho más prolongado, aun después del corte del
estímulo que la provoca, ya que la energía absorbida se libera lenta (incluso
muchas horas después) y continuamente.
Este fenómeno es aprovechado en aplicaciones tales como la pintura de las manecillas de los relojes, o en determinados juguetes que se iluminan en la oscuridad.
No obstante, una de sus aplicaciones más conocidas es el empleo de materiales
fosforescentes en los monitores y televisores basados en un tubo de rayos catódicos. En esta tecnología se emplea un haz de electrones que va
realizando un barrido de la pantalla con una frecuencia típica de 50 (en Europa) o 60 Hz (en EE.UU.). La
pantalla está recubierta de material fosforescente, lo que permite la
persistencia de la imagen entre barridos sucesivos.
Igual que en el caso de la fluorescencia existen ciertos minerales que también tienen propiedades fosforescentes. Éstos son minerales
muy extraños y raros de encontrar, pero muy espectaculares dado que el tener
fosforescencia implica que también tienen fluorescencia. Su luminiscencia viene dada, en general, por la presencia de iones de elementos de las tierras raras en su estructura. Cabe destacar por ejemplo la willemita, cuya fosforescencia es verde y
viene dada por la presencia de arsénico en su
estructura. La presencia del arsénico es muy pequeña y eso hace que se
considere como una impureza. Sin embargo, no todas las willemitas tienen fosforescencia,
pues según su zona de formación, si ésta no es rica en arsénico no contendría
este elemento como impureza y no haría fosforescencia.
La fosforescencia es un fenómeno similar al de fluorescencia, en el cual
ciertos electrones son excitados por la luz, pasando a una órbita de mayor energía, y
cuando vuelven a su estado de reposo, liberan parte de esta energía en forma de
luz. La diferencia entre ambos fenómenos es que en la fosforescencia la
liberación de energía por medio de fotones sucede con retraso, aún cuando la
fuente estimulante ya no está presente, al contrario de la fluorescencia, en el
cual la liberación de fotones es casi inmediata a su absorción.
En el caso de la fosforescencia, la sustancia puede seguir emitiendo luz aun horas después de eliminado el estímulo, ya que la liberación
de energía sucede muy lentamente. Podemos decir entonces, que las sustancias
fosforescentes tienen la capacidad de almacenar energía electromagnética,
aunque sea por un periodo no demasiado prolongado.
Este fenómeno tiene muy variadas aplicaciones. Podemos encontrar sustancias fluorescentes en las agujas de algunos relojes, para
poder ver la hora en la oscuridad, y también en muchos juguetes, que se
iluminan cuando se apaga la luz.
Pero una de las aplicaciones más importantes está en las pantallas de televisión y monitores, en las cuales se aplican sustancias fosforescentes para que la imagen que proyectan sea continuada, a pesar de que el estímulo de los rayos catódicos no lo es. En este tipo de tecnología un haz de electrones barre la pantalla con una determinada frecuencia, de 50 o 60 Hz. Pero gracias a las sustancias fosforescentes, la imagen es continua.
Cabe destacar que existe una diferencia fundamental entre los fenómenos
de fotoluminiscencia, como lo son la fosforescencia y la fluorescencia, y los
fenómenos de quimioluminiscencia, donde la luz es emitida por un elemento
particular, el fósforo, que es capaz de emitir luz en el proceso de cambio de
un estado alotrópico a otro. Este fenómeno es el que se puede observar en
luciérnagas, algunos peces y otros animales.
La mayoría de los fenómenos fotoluminiscentes, en los cuales una
sustancia absorbe luz y luego re emite el fotón, suceden de manera muy rápida,
en el orden de los nanosegundos. El fotón es absorbido, excitando un electrón
hacia un nivel de energía mayor, y luego, al volver el electrón al nivel de energía
que le corresponde, libera el fotón. En el caso de la fosforescencia, la
energía aportada por el fotón trasladaría al electrón a un estado de excitación
de energía metaestable, en el cual permanece por un cierto tiempo, ya que no
puede regresar inmediatamente a su estado de reposo. Cuando una determinada
cantidad de tiempo pasa, el electrón vuelve a su estado original, emitiendo luz
en el proceso. Abajo tenemos un diagrama del fenómeno de fosforescencia:
La fosforescencia
también es un fenómeno de emisión luminosa, y la diferencia con la flurescencia
deriva de un problema de la energía de las moléculas excitadas por la luz.
La
fosforescencia es una radiación de vida media más prolongada que la
fluorescencia, y está asociada con la intensidad de la luz absorbida. Si la
absorción es más intensa, la vida es más corta y si es menos intensa es más prolongada.
En el diccionario de la
RAE que ambas son ‘luminiscencia’, pero, hay una diferencia entre fluorescencia
y fosforescencia y está en la desaparición o la permanencia de esta. Por lo
tanto, ¿cuándo será correcto utilizar uno u otro termino?
Fluorescencia –
fosforescencia
Fluorescente viene
de fluorita, porque el fenómeno se observó por primera vez en este mineral y es
la propiedad de algunas sustancias de emitir luz mientras reciben la excitación
de ciertas radiaciones. Estos dos términos se ha formado a partir de las
propiedades físicas del fósforo y del flúor (aunque pueden tenerlas otros
elementos). Es la propiedad, presente en distintos materiales, de emitir
luz en frío aparentemente de forma espontánea.
Existe mucha confusión en algunas ocasiones al referirse a uno u otro
términos. “juntos pero no revueltos” ambos conceptos tienen carta de
natuaraleza propia. Fluorescente es una propiedad que se crea
a base de flúor que es un gas, mientras que fosforescente se
produce a base de fósforo. Son dos fenómenos distintos.
Esta es la
definición que de ambos términos ofrece el Diccionario:
fluorescencia.
(De fluorita, en la
cual se observó primeramente el fenómeno).
1. f. Fís.
Luminiscencia que desaparece al cesar la causa que la produce.
El Avance de
la vigésima tercera edición presenta este artículo enmendado:
1. f. Fís. Luminiscencia
debida a la excitación de una sustancia que absorbe radiaciones, y que cesa al
desaparecer dicha excitación.
Ropa fluorescente: camiseta y top
maquillaje
fluorescente de neón a base de aceite
La fosforescencia
es la propiedad que tienen algunos cuerpos de desprender luz en la oscuridad,
sin que se dé elevación apreciable de temperatura: la fosforescencia que a
veces tiene la superficie del mar se debe a los organismos que en él
habitan.fosforescencia.
(De fosforescente).
1. f. Luminiscencia que permanece
algún tiempo al cesar la causa que la produce.
Existe mucha
confusión en algunas ocasiones al referirse a uno u otro términos, pero
eso se va a acabar. Voy a explicar cuál es la diferencia (y parecido, además de
la propia palabra) entre estos dos fenómenos y cómo pueden brillar de la forma
que lo hacen.
Pintura fosforescente
Fosforescencia ultravioleta
Fluorescente, recuérdese, es a
base de flúor que es un gas y fosforescente a
base de fósforo que es un metal.
Lo que tienen en
común
En común, tanto la fosforescencia como la fluorescencia tienen el mismo
proceso por el cual emiten luz. Ambos compuestos tienen una estructura
molecular que les permite absorber una determinada longitud de onda de luz (en
este caso absorbe luz ultravioleta). Esta energía absorbida excita los
electrones de las capas más externas de los átomos que componen el compuesto,
haciendo que pasen a orbitales de energía (círculos que rodean al núcleo del
átomo) superiores de mayor energía. Pero esta situación no es estable, y el
átomo de la molécula tiende a recuperar su estado original, devolviendo el
electrón excitado a su orbital de menor energía liberando, a su vez, parte de
la energía absorbida en forma de radiación con una longitud de onda diferente a
la ultravioleta que absorbió, en este caso en la escala de la luz visible y, de
ahí, que podamos ver como brillan.
Lo que las hace
diferente entre ellas
La capacidad de almacenar la energía. Esa es la diferencia entre ambos
fenómenos. La fluorescencia absorbe la energía de la luz ultravioleta e,
inmediatamente, emite la radiación luminosa. Así funcionan, por ejemplo, las
lámparas fluorescentes. La descarga eléctrica al encenderla hace que el
mercurio que hay en el interior de estos focos emita una luz ultravioleta, pero
hay una capa de fósforo que absorbe esa luz y la reemite en una longitud de
onda que sí podemos ver y que nos ilumina la habitación.
En el caso de la fosforescencia, comienza igual, absorbiendo la
radiación ultravioleta, pero almacena la energía, retardando la posterior
emisión, siendo capaces de emitir esa radiación luminosa poco a poco durante
minutos u horas después de haber cesado la fuente de radiación excitadora
inicial. Los ejemplos más conocidos de este efecto son el de las agujas de los
relojes que brillan en la oscuridad, o esas pegatinas de estrellas y planetas
que poníamos en el techo de nuestras habitaciones para cuando, al apagar la
luz, pareciera que teníamos el cielo en nuestro techo. También utilizada esta
tecnología para, como vemos en la foto, mostrar los carteles de ‘Salida’ (‘Exit‘)
o de extintores tras un apagón en un edificio.
Resumiendo:
Fluorescencia = Emitir luz sólo mientras iluminamos.
Fosforescencia = Emitir luz mientras y después de iluminar.
Existe un fenómeno parecido, que ocurre en la naturaleza en los reinos
animal y vegetal. Se conoce como bioluminiscencia, “la luz de los seres vivos”. En este caso la energía que excita los electrones proviene de la
liberada en una reacción química, no por absorción de energía ultravioleta.
Cuando se
tratan dos términos diferentes pero muysimilares ortográficamente y de efecto,
es preciso hacer ante todo una distinción entre ellos:fosforescencia es aquel fenómeno mediante el cual una
sustancia puede almacenar energía y posteriormente emitirla en forma de
radiación. La fluorescencia difiere
en que reemite la energía inmediatamente, no la almacena.
Veamos
este proceso con un poco más de sencilla profundidad. La materia está
formadapor átomos, que están compuestos por un núcleo (protones y
neutrones)
y orbitales alrededor de éste (electrones). Cuando un átomo recibe energía (por
ejemplo un rayo de luz) algunos de sus electrones se excitan y cambian de
orbital. En el momento que cesa la excitación, los electrones vuelven a su
orbital original y desprenden radiación electromagnética.
Este
proceso es la explicación del color mismo, pero también de todas las
radiaciones del espectro electromagnético (desde ondas de radio a rayos gamma).
Una vez sabido esto, la
explicación del fenómeno de la fluorescencia no tiene más misterio. La luz
cercana al espectro ultravioleta (esto es importante) incide sobre el material
fluorescente y éste la emite cambiando la longitud de onda de parte de la
energía recibida a una mucho más interesante.
La
fosforescencia se basa en el mismo sistema, pero como escribí al
principiolas moléculas fosforescentes tienen la capacidad de retardar
la emisión, proporcionando aplicaciones tan interesantes como la pintura de las
saetas de los relojes (pueden durar hasta unas 8 horas la luz de algunas
pinturas) o indicadores en la oscuridad (ej.:señalización de salida
de emergencia o de el emplazamiento de un extintor, …).
Además de las aplicaciones
prácticas, no hay que olvidar las estéticas, porque dan mucho juego al artista…
A propósito, las cintas de Aakash Nihalani son fluorescentes…
Para otro
post me reservo el fenómeno bioluminiscente, aunque adelanto una fotografía…
ANALISIS DE RESULTADOS:
Con este proyecto
logramos dar a conocer en que ocasiones, como cuando y donde poder las luces o
colores fluorescentes incluyendo la luz ultravioleta. También vimos como poder
utilizarla, y que daños nos puede ocasionar en nuestro cuerpo incluyendo 3 de
nuestros cinco sentidos. También vimos como poder evitar que nos hagan daño
estas luces fluorescentes, puede ser que al momento de utilizar ciertas luces
nos dañe en los ojos y de ahí podemos llegar a quedar sin vista, pero ya sabes
como y cuando utilizar estas luces, estas no solo se utilizan solo porque son
atractivas o con ciertos colores bonitos, si no que también son muy útiles, en
cuentra vida cotidiana, como por ejemplo; la luz fluorescente es cuando un
color fosforescente lo junta scon la luz ultravioleta y esto es lo que hace que
brille. Y esto nos ayuda a que en lugares con poca luz, nosotros podamos formar
una nueva y potente luz. A continuación
una grafica que muestra la radiación que causa la luz ultravioleta.
CONCLUSION:
Los resultados de nuetro
proyecto fueron acerca de que las personas conozcan mas sobre el tema y se
interesen mas acerca de el, hicimos publicidad incluso como experimento que
explica como funciona la fluorescencia y fosforescencia
Nuestra conclusión fue
que logramos hacer que las personas se interesaran y tengan mayor y mas amplio
conocimiento. También que utilicen mas este proyecto ya que puede utilizar
también en la vida cotidiana.
La emisión de radiación puede ser espontánea o inducida. Para que sea inducida, debemos comunicar al sistema radiación de energía idéntica a la de emisión. Cuando
esto se hace adecuadamente adecuadamente se produce
produce el efecto Laser.
La Fosforescencia es el
fenómeno en el cual ciertas sustancias tienen la propiedad de absorber energía
y almacenarla, para emitirla posteriormente en forma de luz.
La fluorescencia es la
capacidad que tienen algunas sustancias de emitir luz visible, al exponerse a
cierto tipo de radiaciones como ultravioleta, rayos catódicos o rayos X.
Las cosas fosforescentes
almacenan energía de la luz y la liberan despacio. Por ejemplo si tienes un
reloj deportivo con números fosforescentes verás que brillan en la oscuridad
por horas.
Las cosas fluorescentes
liberan la energía almacenda rápidamente, por ejemplo las lámparas
fluorescentes (luz blanca).
