La fotoluminescenza. Oltre lo spettro visibile.

(di Guglielmo Giani) – gennaio 2017

Tutti i materiali quando illuminati assorbono le radiazioni elettromagnetiche visibili e le riemettono immediatamente. Le caratteristiche chimico-fisiche del materiale e distribuzione spettrale della luce incidente determinano la distribuzione spettrale della luce riflessa. Il blu, il grigio, il bianco, il nero… sono il risultato di questa interazione fra luce e materia.

La maggior parte dei materiali, in particolare i pigmenti, sottraggono lunghezze d’onda dalla luce incidente ma non possono contribuire con nuove lunghezze d’onda. Un oggetto non sarà mai più chiaro della luce che l’ha illuminato.

Gaillardia aestivalis © Craig Burrows

Gaillardia aestivalis © Craig Burrows

Esistono però famiglie di composti, organici ed inorganici, che hanno la proprietà di riemettere uno spettro dissimile da quello incidente: in particolare di assorbire radiazioni nell’ultravioletto ed emetterle nel visibile e/o nell’infrarosso. Questo fenomeno si chiama fotoluminescenza.

Esistono fondamentalmente due tipi fotoluminescenza: la fluorescenza e la fosforescenza. Quello che distingue i due fenomeni (a parte i diversi processi quantistici) è la differenza nell’intervallo di tempo tra l’assorbimento e l’emissione dei fotoni.  Nei composti chimici fluorescenti più comuni, la riemissione dei fotoni avviene in lasso di tempo che varia da 0.5 a 20 nanosecondi (decadimento istantaneo). Nei materiali fosforescenti, il decadimento può durare da pochi minuti fino ad un ad alcuni giorni.  L’attuale record, detenuto dal materiale ceramico gallio-germanato di zinco (Zn3Ga2Ge2O10), é di quasi 15 giorni.

Plains Coreopsis © Craig Burrows

Plains Coreopsis © Craig Burrows

Molti oggetti naturali esibiscono fluorescenza, tra cui rocce e minerali, funghi e batteri, licheni e piante, crostacei, artropodi, pesci e uccelli. È un fenomeno onnipresente in natura, e tuttora gli scienziati non hanno identificato la sua funzione a livello evolutivo. La letteratura di divulgazione sostiene che possa svolgere un ruolo attivo nella comunicazione fra fiori ed insetti (in particolare come espediente per attrarre impollinatori). Questo è altamente improbabile perché l’intensità della fluorescenza è diversi gradi di grandezza inferiore rispetto alla luce riflessa, quindi impercettibile da qualsiasi animale.

Per assistere al fenomeno di fluorescenza bastano: un oggetto fluorescente, un ambiente buio e una sorgente di luce ultravioletta. Con l’avvento di torce LED UV sta diventato sempre più facile per chiunque esplorare questo fenomeno, senza dover disporre di costose attrezzature da laboratorio. Una macchina fotografica digitale e una torcia portatile sono sufficienti per esplorare un mondo invisibile. UVIFP (Ultraviolet-induced visible fluorescence photography) è una piccola branca della fotografia che sfrutta la fluorescenza come espediente artistico: oggetti comuni vengono illuminati esclusivamente da luce fluorescente per rivelare colori e livree a noi ignoti.

Per ottenere dei buoni risultati è essenziale assicurarsi che gli oggetti vengano illuminati solo da luce ultravioletta (fotografare al buio assoluto) e che solo la luce visibile emessa dall’oggetto colpisca il sensore della macchina fotografica. La macchina fotografica deve perciò montare un filtro che blocchi completamente la luce UV della sorgente luminosa.

Craig Burrows è un fotografo californiano di nicchia specializzato in fotografia a “luce alternativa”. Utilizzando una torcia LED con luce ultravioletta a 365nm, Burrows ottiene delle spettacolari macrofotografie UVIFP di fiori e piante dai colori surreali, eterei, che sembrano uscite dal set di Avatar. Al momento Burrows si cimenta in fotografie di singoli fiori o piccole composizione. L’idea pero è di espandere l’orizzonte e fotografare intere scene con questa tecnica. Vi invito a visitare il sito Craig Burrows se volete esplorare il suo portfolio.

Monarda didyma © Craig Burrows

Monarda didyma © Craig Burrows

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