di Chris Woodford. Ultimo aggiornamento: April 27, 2020.

Quando ti svegli nel mezzo della notte, senza sapere dove sei, non c’è niente di più rassicurante del quadrante luminoso di un orologio. Non c’è bisogno di trovare una luce: basta guardare il tuo polso e sai esattamente che ora è. Orologi come questo brillano tutto il giorno, solo che non notiamo la loro lucentezza spettrale durante il giorno. Cosa li fa brillare di notte, molto tempo dopo che tutte le altre fonti di luce sono diminuite?

Foto: Bioluminescenza (un inquietante bagliore blu prodotto dalle creature dell’oceano) nel Mar Cinese Orientale, visto dal lato di una nave. Foto di Jordan Crouch per gentile concessione della US Navy.

Che cos’è la luminescenza?

Luminoso significa semplicemente emettere luce; la maggior parte delle cose nel nostro mondo producono luce perché hanno energia che originariamente proviene dal Sole, che è la cosa più grande e luminosa che possiamo vedere.In senso stretto, anche se la Luna sembra emettere luce, in realtà non è luminosa perché sta semplicemente riflettendo la luce del Sole come un enorme specchio di roccia. Luminoso è una parola piuttosto vaga in realtà. Probabilmente, anche una lampadina è luminosa, perché trasforma l’elettricità (energia elettrica) in luce e la fa brillare verso di noi. Ma le lampadine come questa sono incandescenti e fanno luce producendo calore. Le cose luminescenti, al contrario, fanno luce quando i loro atomi vengono eccitati in un processo che ha bisogno di poco o nessun calore per farlo accadere.

Foto: Luminoso non significa “brilla al buio”: significa che un oggetto emette luce che esso stesso produce. In senso stretto, questo significa che il Sole (in alto) è luminoso ma la Luna (in basso) no.Immagini per gentile concessione del NASA Goddard Space Flight Center (Sole) e del NASA Jet Propulsion Laboratory (Luna), via NASA on the Commons.

Qual è la differenza tra luminescenza, fluorescenza e fosforescenza?

Foto: Questo quadrante di orologio “luminoso” è rivestito di vernice fosforescente in modo da brillare al buio. È sorprendentemente difficile da fotografare (senza barare!) perché emette pochissima luce.

I materiali fluorescenti producono luce istantaneamente, quando gli atomi al loro interno assorbono energia e vengono “eccitati”. Quando gli atomi tornano alla normalità, in appena un centomillesimo di secondo, rilasciano l’energia che li ha eccitati come minuscole particelle di luce chiamate fotoni. Puntate la luce ultravioletta (UV) su una TV rubata o su una macchina fotografica e potreste trovare l’indirizzo di qualcuno che vi risplende, scritto con inchiostro invisibile. L’inchiostro è fatto di sostanze chimiche fluorescenti che assorbono energia dalla luce UV, si eccitano e poi rilasciano l’energia come fotoni di luce visibile. Puoi leggere di più su come gli atomi fanno luce nel riquadro delle caratteristiche nel nostro articolo sulla luce.

Quando parliamo di orologi e vernici “luminose”, ciò che intendiamo veramente è la fosforescenza, che è molto simile alla fluorescenza: il processo con cui le lampade a risparmio energetico fanno luce.

Foto: Una lampada fluorescente compatta a risparmio energetico (CFL). La sostanza chimica fluorescente è una specie di rivestimento bianco gessoso all’interno dei sottili tubi di vetro. Avrai notato che lampade come questa continuano a brillare un po’ anche dopo averle spente? Come gli orologi luminosi, le sostanze chimiche al fosforo sono ancora abbastanza eccitate da emettere luce per un po’ di tempo dopo essere state stimolate.

I materiali fosforescenti funzionano più o meno allo stesso modo dei fluorescentoni, tranne che c’è un ritardo tra l’assorbimento di energia e l’emissione di luce. A volte la fosforescenza dura pochi secondi dopo che l’energia stimolante è stata rimossa; a volte – come negli orologi luminosi – dura per ore. Probabilmente avete notato che ittakes un po ‘di tempo per “caricare” un orologio luminoso con energybefore brillerà nel buio. Potresti anche aver notato che un orologio luminoso brilla di più nella prima parte della notte. Con il tempo che l’alba si rompe, è tipicamente a corto di energia e smesso di glowing.That dovrebbe venire come nessuna sorpresa reale. Un orologio non può fare luce dal nulla senza violare una delle leggi più basilari della fisica: la conservazione dell’energia.