Cos'è fosforescenza?

Fosforescenza

La fosforescenza è un tipo di luminescenza che si verifica quando una sostanza assorbe energia e poi la rilascia lentamente sotto forma di luce. È simile alla fluorescenza, ma con una differenza fondamentale: nella fosforescenza, l'emissione di luce continua per un periodo di tempo significativamente più lungo dopo che la fonte di eccitazione è stata rimossa. Questo ritardo nell'emissione è dovuto al fatto che gli elettroni eccitati rimangono intrappolati in uno stato di tripletto a energia più bassa per un tempo prolungato prima di decadere allo stato fondamentale emettendo un fotone.

Meccanismo:

Il meccanismo della fosforescenza coinvolge tipicamente i seguenti passaggi:

  1. Assorbimento di energia: La sostanza assorbe energia sotto forma di luce ultravioletta (UV), raggi X o elettroni.
  2. Eccitazione: Gli elettroni negli atomi o nelle molecole della sostanza saltano a livelli energetici superiori.
  3. Transizione intersistema: Gli elettroni eccitati subiscono una transizione intersistema, passando da uno stato di singoletto a uno stato di tripletto. Questo passaggio è meno probabile della transizione diretta allo stato fondamentale, contribuendo al ritardo nell'emissione.
  4. Decadimento radiativo: Gli elettroni nello stato di tripletto decadono lentamente allo stato fondamentale, emettendo un fotone di luce. Questo decadimento radiativo è il processo che produce la fosforescenza.

Caratteristiche chiave:

  • Durata dell'emissione: La caratteristica distintiva della fosforescenza è la sua emissione prolungata di luce, che può durare da pochi secondi a diverse ore dopo che la fonte di eccitazione è stata interrotta.
  • Transizione intersistema: La transizione intersistema gioca un ruolo cruciale nel meccanismo della fosforescenza, consentendo un ritardo nell'emissione.
  • Lunghezza d'onda dell'emissione: La lunghezza d'onda della luce emessa nella fosforescenza è tipicamente più lunga della lunghezza d'onda della luce assorbita (spostamento di Stokes).

Applicazioni:

La fosforescenza ha diverse applicazioni pratiche, tra cui:

  • Vernici luminose: Utilizzate in orologi, segnali di sicurezza e giocattoli per fornire visibilità al buio. Le vernici fosforescenti utilizzano spesso solfuri di zinco drogati con altri metalli come rame o argento.
  • Display: Utilizzata in alcuni tipi di display, come i vecchi schermi radar.
  • Marcatori di sicurezza: Impiegata per creare strisce e segni di sicurezza visibili in condizioni di scarsa illuminazione.
  • Analisi biomediche: Utilizzata in alcune tecniche di imaging e di analisi biologica.
  • Rivelatori di radiazioni: Alcuni materiali fosforescenti possono essere utilizzati per rilevare radiazioni ionizzanti.

Materiali fosforescenti comuni:

Alcuni materiali comunemente utilizzati per la fosforescenza includono: