La fluorescence est le phénomène par lequel certains produits ou substances émettent de l'énergie sous forme de lumière lorsqu'ils sont irradiés par une lumière ultraviolette. La fluorescence ne doit pas être confondue avec la phosphorescence. Dans le cas de la phosphorescence, les particules stockent l'énergie et la restituent une fois l'irradiation par la lumière ultraviolette terminée.
Pour bien comprendre le processus de fluorescence, il est nécessaire de se rappeler le modèle des orbitales atomiques et des orbitales moléculaires. Selon le principe d'incertitude, un électron peut se trouver dans une certaine gamme de niveaux d'énergie, dans un niveau inférieur ou supérieur. Il existe des orbitales à faible énergie et des orbitales à haute énergie. Par défaut, les électrons préfèrent occuper des orbitales de faible énergie, mais ils peuvent occuper transitoirement des niveaux d'énergie plus élevés.
Ces sauts orbitaux sont obtenus dans certaines substances en les irradiant avec de l'énergie. Ces sauts sont connus sous le nom de transitions électroniques. Chaque type d'atome possède des lignes d'absorption et des lignes d'émission très caractéristiques.
Applications de la fluorescence
Le phénomène de la fluorescence a de nombreuses applications :
- Dans l'éclairageTube fluorescent : le fonctionnement du tube fluorescent, si omniprésent dans les maisons et les bureaux, dépend de la fluorescence. À l'intérieur du tube de verre, il y a un vide partiel et une petite quantité de mercure. Une décharge électrique dans le tube fait que les atomes de mercure émettent de la lumière. La lumière émise se situe dans la gamme des ultraviolets (UV), et est donc invisible pour nos yeux ; mais le tube est recouvert d'une couche d'un matériau fluorescent appelé phosphore, qui absorbe la lumière ultraviolette et la réémet dans le spectre visible.
- Chimie analytique pour les techniques de laboratoire pour la détection
- Biochimie et médecineLes biomolécules peuvent être marquées avec un groupe chimique fluorescent (fluorochrome) par une simple réaction chimique, ce qui permet une détection sensible et quantitative de la molécule.
- Gemmologieminéralogie, minéralogie, géologie et sciences médico-légales
- Une autre application de ce phénomène se trouve dans la différenciation de faux billets L'impression de ces derniers se fait à l'aide d'une encre fluorescente, qui est visible à la lumière ultraviolette.
- Évaluation de l'eau par fluorescence en hydrologie.
Matériaux fluorescents. Pierres et minéraux fluorescents
- Un exemple de ces substances est le fluorescéine sodiqueun composé appartenant à la famille des xanthines. Vous pouvez voir dans la section expérience, dans l'expérience, faire de l'eau fluorescente, comment diluée dans l'eau elle a une couleur jaune. Lorsqu'il se trouve dans des solutions dont le pH est supérieur à 7 (par exemple en ajoutant quelques gouttes d'ammoniaque à l'eau), il devient vert, et sa fluorescence augmente.
- Pierres précieuses : Ils ont du spath fluor dans leurs structures cristallines s'ils ne sont pas trop purs.
- Ambre : ils présentent un rayonnement de couleur orange lorsqu'ils reçoivent une lumière ultraviolette à ondes courtes.
- Diamants et rubis Hope : ils présentent un rayonnement rouge lorsqu'ils sont irradiés par des rayons ultraviolets à ondes courtes.
- Les minéraux : Dans de nombreux cas, cela est dû au fait que la fluorine ou un dérivé de la fluorine est présent. Sur cette photo, vous pouvez voir quelques minéraux fluorescents, les principaux étant les suivants :
- Fluorite : C'est la base de la plupart des éléments fluorescents, elle présente différentes variations de couleur dans les rayonnements, comme le vert, le bleu ou le rose.
- Calcite : Propriétés similaires à la fluorine, d'où ses propriétés. Il a tendance à émettre une lumière de couleur rose.
- Uranium : Ce minéral a un rayonnement verdâtre dû au fait qu'il s'agit d'une matière radioactive.
- Matériaux organiques : Ils doivent principalement leur fluorescence aux composés minéraux qui les forment avec la matière organique. Les principaux exemples sont les suivants :
- Champignon Mycena Lux-coeli. On pense qu'ils acquièrent cette propriété pour attirer les insectes afin d'effectuer la dispersion des spores.
- Chlorophylle : La chlorophylle présente dans les feuilles des plantes capte l'énergie du soleil pour réaliser la photosynthèse, et une partie de cette énergie doit être dissipée pour ne pas endommager la feuille. Une partie est dissipée sous forme de chaleur et une autre sous forme de fluorescence. Il est généralement de couleur verte.
Fluorescence de la fluorescéine de sodium
La fluorescéine de sodium est l'une des substances, parmi les produits chimiques, qui ont la propriété de fluorescence et qui sont parmi les plus utilisées, étant donné leur facilité de transport et leur stabilité. La fluorescéine de sodium est utilisée à la fois à des fins médicales pour la détection oculaire et dans le domaine hydrologique pour la détection de fuites et de traces dans les zones aquatiques.
L'émission de fluorescéine de sodium est maximale à pH 8 et à une longueur d'onde d'environ 550 nm. Dans cette image, vous pouvez voir le graphique d'émission-excitation de la fluorescéine de sodium.
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