Fenomene optice

I. Fluorescenta

Fluorescenta este fenomenul de emisie a unui foton n urma dezexcitarii unui atom sau a unei molecule de pe o stare energetica superioara pe una inferioara, de exemplu S1 S0. De asemenea, aceasta reprezinta si emisia de lumina de catre o substanta care a absorbit lumina sau alte radiatii electromagnetice. Aceasta este o forma de luminiscenta . In cele mai multe cazuri, lumina emisa are o lungime de unda mai mare, si prin urmare o energie mai scazuta, decat radiatia absorbita. Cu toate acestea, atunci cand radiatia electromagnetica absorbita este intensa, este posibil ca un electron sa poata absorbi doi fotoni ; aceasta absorbtie a celor doi fotoni poate conduce la emisii de radiatii avand lungimea de unda mai scurta decat radiatia absorbita. Radiatia emisa poate fi, de asemenea, de aceeasi lungime de unda ca si radiatia absorbita, denumita "fluorescenta de rezonana".Cele mai frapante exemple de fluorescenta au loc atunci cand radiatia absorbita este in regiunea ultravioleta a spectrului , si, astfel, invizibila pentru ochiul uman, iar lumina emisa este in domeniul vizibil. Fluorescenta are multe aplicatii practice, inclusiv in mineralogie , in industria pietrelor pretioase, in industria senzorilor chimici ( spectroscopie fluorescenta ), in etichetari fluorescente , coloranti , detectoare biologice, si, cel mai frecvent, in lampi fluorescente .

Fluorescenta are loc atunci cand un electron orbital al unei molecule, atom sau nanostructura ajunge la starea sa initiala prin emiterea unui foton de lumin dup ce a fost excitat la o stare cuantica mai mare de un anumit tip de energie:

Excitatia: Fluorescenta(emisie):

- energia fotonica; h= constanta lui Planck si = frecventa luminii ( frecventele specifice luminii emise si excitate sunt dependente de un sistem particular)Starea S0 = starea initiala a fluoroforului(molecula fluorescenta), iar S1 = prima sa stare de excitatie

O molecula, S1, se poate detensiona prin diferite cai concurente. Aceasta pote suferi o detensionare non-radiativa in care excitatia energiei este disipata ca si caldura(vibratii) la solvent. Moleculele organice excitate se pot detensiona prin conversiunea intr-o stare de triplet, care se poate detensiona ulterior prin fosforescenta sau printr-un pas de detensionare secundar non-radiativ.

Detensionarea unei stari S1 se poate intampla si prin interactiunea cu o molecula secundara prin fluorescenta de stingere. Oxigenul molecular este un stingator extrem de eficient al fluorescentei din cauza neobisnuitei stari initiale de triplet.

Moleculele ce sunt excitate prin absorbtia luminii sau printr-un proces diferit(ex: ca un produs al unei reactii) pot transfera energie unei molecule sensibilizate secundare, ce este convertita la starea sa de excitatie si poate apoi sa fie fluorescenta. Acest proces este utilizat in lanterne pentru a produce diferite culori.

Randamentul cuantic al fluorescentei da eficienta procesului de fluorescenta. Acesta este definit ca si raportul dintre numarul de fotoni emisi pe numarul de fotoni absorbiti.

II. Orb

Termenul orb descrie obiectele nesteptate, de obicei circulare ce apar in fotografiile cu blit- cateodata cu trasee ce indica miscarea- in special comune prin utilizarea camerelelor foto digitale moderne compacte si ultra-compacte.

Obiectele orb sunt capturate in timpul instantelor de lumina scazuta prin utilizarea blitului cameri foto, ca de exemplu noaptea sau in apa la adancimi mari. Aceste obiecte sunt comune prin utilizarea camerelor compacte sau ultra-compacte, unde distanta mica dintre lentile si blitul incorporat scad unghiul de reflexie a luminii la lentile, prin iluminarea directa a aspectului particulelor ce intalnesc lentilele si marind abilitatea camerei de a capta lumina reflectata in mod normal pe particulele sub-vizibile.

Obiectele orb pot rezulta prin retroreflexia luminii pe particule solide(praf, polen), particule lichide(stropi de apa) sau un alte materiale straine din obiectivul camerei. Aceste obiecte apar de obicei ca niste cercuri albe sau semi-tansparente,totusi acestea pot aparea cu spectre de culoare partiale sau totale, cu pete de culoare violeta sau cu alte abratii cromatice.