O que faz um “fluorescente” marcador marcador tão brilhante

Marcadores do Highlighter fluorescentes são tão brilhantes porque são literalmente fluorescente. Quando usado para descrever marcadores, a palavra “fluorescente” não é um termo vago que significa “extra brilhante”. Em vez, esta palavra é exata, termo científico que indica que a tinta do marcador exibe fluorescência. Fluorescência é o fenômeno onde um material absorve luz de uma determinada cor e depois emite luz de uma cor diferente com comprimento de onda maior.. O tipo mais impressionante de fluorescência envolve a absorção de raios ultravioleta (que os humanos não podem ver) e a subsequente emissão de luz no espectro visível (que os humanos podem ver). Porque os humanos não conseguem ver a luz ultravioleta original, um objeto fluorescente parece brilhar misteriosamente por si só quando é iluminado apenas por raios ultravioleta em um quarto escuro . Por esta razão, luzes ultravioleta e materiais fluorescentes podem adicionar uma aparência intrigante a salas escuras em festas e eventos. Como os marcadores contêm produtos químicos fluorescentes, as marcas feitas pelos marcadores parecerão brilhar estranhamente por si mesmas quando colocadas em uma sala escura com luz ultravioleta (por exemplo. uma “luz negra”).

A tinta fluorescente do marcador é excepcionalmente brilhante porque converte parte da luz ultravioleta incidente, que é invisível para os humanos, em luz visível.. Imagem de domínio público, fonte: Christopher S. Baird.

Quando um objeto fluorescente é iluminado tanto por luz visível quanto por luz ultravioleta (como quando iluminado pela luz solar), o objeto ainda converterá a luz ultravioleta em luz visível. A luz visível criada pela fluorescência do objeto é adicionada à luz visível refletida no objeto. Como um resultado, um ser humano observa que um objeto fluorescente que está sob iluminação total é incomumente brilhante, em vez de brilhar assustadoramente por conta própria. Observe que este é um efeito físico e não psicológico. Um objeto fluorescente não apenas parecer ser mais brilhante. Um objeto fluorescente é fisicamente mais brilhante no espectro visível quando sob iluminação total do que outros não fluorescentes, objetos não brilhantes.

Por exemplo, pegue um marcador amarelo normal e um marcador amarelo que contém uma substância química fluorescente amarela misturada na tinta. Desenhe com os dois marcadores em papel branco normal. Quando a luz visível e a luz ultravioleta brilham no papel, como do sol ou de uma lâmpada normal, a tinta do marcador fluorescente sempre será mais brilhante na porção de luz visível do espectro do que a tinta normal. além disso, a tinta fluorescente é mais brilhante no espectro visível do que pode ser explicada pela luz visível original presente. Por esta razão, objetos fluorescentes sob iluminação total parecem estranhamente brilhantes. O efeito da tinta do marca-texto que parece anormalmente brilhante sob iluminação normal e o efeito da tinta do marca-texto brilhando estranhamente quando iluminada por uma luz ultravioleta em uma sala escura são exatamente o mesmo efeito: fluorescência. Às vezes, produtos químicos fluorescentes também são adicionados ao papel, cartolina, pintar, e roupas para fazê-los parecer estranhamente brilhantes. A fluorescência neste contexto é muitas vezes chamada informalmente “cores néon” mesmo que a fluorescência não tenha nada a ver com o elemento néon. Uma camisa chamada “verde neon” deveria ser descrito com mais precisão como “verde fluorescente”.

Produtos químicos fluorescentes são adicionados aos coletes dos trabalhadores da construção civil para torná-los excepcionalmente brilhantes. Observe que os monitores de computador não exibem fluorescência, então esta imagem não reproduz com precisão o brilho incomum desses coletes. Imagem de domínio público, fonte: NOS. Departamento de Transporte.

Observe que o brilho extra de um objeto fluorescente é devido à conversão de luz ultravioleta em luz visível. Assim sendo, um objeto fluorescente só parecerá anormalmente brilhante se houver luz ultravioleta presente. Se a tinta amarela normal e a tinta amarela fluorescente do marcador forem iluminadas apenas por um laser amarelo em uma sala escura, ambos serão igualmente brilhantes. Observe também que o brilho extra da tinta do marcador se deve aos produtos químicos fluorescentes que são misturados. Este brilho extra não será reproduzido por sistemas que não possuem produtos químicos fluorescentes. Por exemplo, uma máquina fotocopiadora não contém produtos químicos fluorescentes. Isto significa que quando você faz uma fotocópia colorida de um documento contendo marcas de realce, as marcas no documento duplicado não conterão produtos químicos fluorescentes. Assim sendo, as marcas de realce no documento duplicado não parecerão estranhamente brilhantes. Fazer uma fotocópia colorida de um documento contendo marcas de destaque é uma maneira fácil e marcante de ver o efeito que o produto químico fluorescente tem na aparência da tinta..

Na escala molecular, a fluorescência é causada por um elétron fazendo várias transições descendentes após fazer uma única transição ascendente. Quando um elétron absorve um pouco de luz, ele faz a transição para um estado de energia mais elevado dentro da molécula. Quando um elétron faz a transição para um estado de energia mais baixo, deve perder alguma energia e pode fazê-lo emitindo um pouco de luz. A frequência, e, portanto, cor, da luz que é absorvida ou emitida pelo elétron é uma função de quão longe o elétron transita ao longo da escala de energia. Uma grande transição para baixo significa que o elétron deve se livrar de muita energia. Assim, se emite luz, a luz deve ter alta energia, que corresponde a alta frequência (mais para a extremidade azul/violeta/ultravioleta do espectro). Uma pequena transição para baixo significa que o elétron só precisa se livrar de um pouco de energia, para que a luz que emite seja de baixa energia/baixa frequência (mais para a extremidade laranja/vermelho/infravermelho do espectro).

Para materiais regulares, um elétron em uma molécula absorve um pouco da luz que brilha sobre ela, fazendo com que ele faça uma transição para cima. Então o elétron faz a transição de volta para onde começou, dando um salto para baixo na escala de energia tão grande quanto seu salto ascendente original. Como um resultado, a luz que ele emite é da mesma cor da luz que o atinge. Referimo-nos a este efeito como reflexão padrão. (Algumas das cores incidentes também podem ser absorvidas, de modo que as cores refletidas sejam iguais às cores incidentes menos as cores absorvidas.) Para materiais fluorescentes, o elétron absorve um pouco de luz de alta energia, como ultravioleta, e, portanto, faz uma grande transição para cima na escala energética, mas então perde parte de sua energia para aumentar as vibrações da molécula antes que tenha a chance de fazer a transição de volta para baixo e emitir luz. Como um resultado, quando o elétron finalmente faz a transição para baixo e emite luz, tem menos energia a perder, dá um salto menor para baixo, e, portanto, emite luz de baixa energia/frequência mais baixa. Desta maneira, elétrons em materiais fluorescentes, como tinta marcadora, são capazes de transformar pedaços de luz ultravioleta de alta energia em pedaços de luz visível de baixa energia, convertendo parte da energia da luz ultravioleta incidente em vibrações moleculares., que finalmente se torna calor.

Crédito:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2015/05/15/what-makes-a-fluorescent-highlighter-marker-so-bright/