ottica - struttura atomica
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La fluorescenza

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Nota

Un elettrone eccitato, cioè "saltato" su un'orbita più esterna di quella d'origine, è destinato a ritornare verso lo stato a minore energia. Questo ritorno può avvenire in un unico passaggio (ovvero con l'emissione di un fotone di energia ΔE cui è associata l'onda elettromagnetica di frequenza f = ΔE/h) oppure seguendo una sequenza di transizioni, cioè passando per orbite intermedie. Ad ogni "salto" si ha l'emissione di un fotone di energia ΔE inferiore a quella corrispondente al “balzo unico” e quindi anche di minore frequenza. In quest'ultimo caso si può paragonare un qualsiasi elettrone che sta tornando nello stato fondamentale a una pallina che scende lungo una scala rimbalzando uno scalino dopo l'altro.

Il fenomeno fisico della fluorescenza è dovuto proprio alla possibilità che hanno gli elettroni eccitati di ritornare per "piccoli balzi" nello stato fondamentale. Infatti in un materiale fluorescente un elettrone viene eccitato assorbendo un fotone di luce ultravioletta, tornando poi nello stato fondamentale in due o più salti con emissione di fotoni la cui frequenza dell'onda elettromagnetica cade nel campo del visibile. Si osserva così che molti minerali, eccitati dalla luce ultravioletta, emettono luce; alcuni organismi viventi (particolari coralli, farfalle e fiori) sintetizzano pigmenti fluorescenti che mettono luce quando assorbono onde elettromagnetiche ultraviolette. Si sottolinea che la fluorescenza cessa al venir meno della radiazione che eccita gli atomi.

Nelle lampade fluorescenti vengono eccitati con una scarica elettrica atomi di mercurio presenti entro un tubo sotto forma di vapore rarefatto. Gli atomi di mercurio tornano allo stato fondamentale emettendo radiazione ultravioletta, la quale serve ad eccitare atomi di fosforo contenuti nel rivestimento del tubo. Essendo il fosforo una sostanza fluorescente, i suoi elettroni eccitati tornano nello stato fondamentale emettendo luce secondo il meccanismo descritto.