Come divertirsi con la luce ultravioletta

Ti sei mai chiesto cosa rende certe sostanze e certi materiali brillanti sotto la luce ultravioletta, come ad esempio quella usata in certi locali notturni o nelle lampade di Wood per riconoscere le banconote false? Beh, puoi scoprirlo in questo articolo, in cui illustreremo anche alcune esperienze divertenti basati sull’uso delle radiazioni ultraviolette del tipo UV-A, dette anche “luce nera”. Potrai scoprire che il mondo appare molto diverso e spettacolare quando visto a queste lunghezze d’onda, che però possono essere pericolose per gli occhi, per cui dovrai seguire delle semplici regole di sicurezza.

Potresti aver sentito parlare di luce ultravioletta se conosci le scottature solari. Una scottatura solare è causata da un tipo di luce ultravioletta che gli scienziati chiamano “ultravioletto B” (UV-B). I raggi UV-B hanno più energia rispetto alla luce nera, che è chiamata “ultravioletto A” (UV-A), e dunque essi sono più pericolosi per gli occhi e per la pelle. Le luci nere non ti daranno una scottatura, anche se per la protezione degli occhi occorre evitare di guardarle direttamente e di usarle troppo a lungo.

Attualmente, ci sono tre livelli di lampade UV disponibili al pubblico: UV-A (da 315 nm a 400 nm), UV-B (da 280 nm a 315 nm) e UV-C (da 100 nm a 280 nm). Come evidente, quindi, la “luce nera” ultravioletta è quella associata a lunghezze d’onda che vanno da circa 315 a 400 nanometri, quella prodotta dalle lampade UV-A. Occorre fare dunque molta attenzione nella scelta della sorgente di luce ultravioletta, anche perché quella UV-B – e, in particolare, la UV-C – sono assai più pericolose per occhi e pelle.

In pratica, dovete cercare su Google, o nei negozi fisici o virtuali come questo, una “lampada di Wood” – o, equivalentemente, a luce nera (o Black light) – che è una lampada che emette luce ultravioletta a onde lunghe (UV-A) e poca luce visibile.  Questo tipo di lampada, che reca la sigla “BLB”, ha un materiale filtrante viola o sul bulbo o in un filtro di vetro separato nell’alloggiamento della lampada, che blocca la maggior parte della luce visibile e consente il passaggio degli UV -A, per cui ha una luce viola fioca durante il funzionamento.

Vari tipi di lampade di Wood che producono “luce nera”, cioè UV-A. Potete trovarne vari esempi ed i rispettivi prezzi cliccando qui.

La vaselina e l’“inchiostro invisibile”

Per realizzare questo esperimento, avrai bisogno dei seguenti materiali:

  • Una sorgente di “luce nera” (o raggi UV-A)
  • Un po’ di vaselina
  • Un pezzo di carta (opzionale)
  • Guanti in lattice

Per prima cosa useremo la vaselina come una sorta di inchiostro invisibile. Immergi il dito nella vaselina, quindi usa il dito per scrivere un messaggio sul pezzo di carta o per fare dei segni sulla pelle. Usa più gelatina se è necessario, ma probabilmente non è il momento di scrivere un lungo discorso! Quando hai finito, togli la vaselina rimanente dal tuo dito. Prepara la luce nera, quindi spegni le luci della stanza e accendi la luce nera, stando ben attento a non puntarla mai verso le persone o verso i tuoi occhi.

Una delle tante cose carine che puoi fare con la vaselina, grazie alla sua fosforescenza.

Riesci a vedere il messaggio o le tracce sulla pelle? E perché qualcosa che non puoi vedere nella luce della stanza ora è visibile quando non riesci a vedere alcuna luce? Intanto, la ragione per cui la luce nera è chiamata così è perché emette pochissima luce visibile, cioè che i nostri occhi possono vedere. La luce visibile contiene uno spettro di colori che vanno dal rosso, all’arancio, al giallo, al verde e al blu, al viola o al viola. La luce violetta nello spettro oltre il violetto è la luce ultravioletta, che i nostri occhi non possono rilevare.

Se non possiamo vedere la luce ultravioletta, perché la vaselina si illumina di un bel colore brillante sotto la luce nera di una lampada UV-A che possiamo acquistare facilmente online? La maggior parte delle volte in cui guardiamo un oggetto, vediamo la luce riflessa dalla superficie dell’oggetto. Ma con una “luce nera”, non c’è molta luce visibile, quindi il semplice riflesso della luce non spiega quanto certi materiali si illuminino. La spiegazione è che la vaselina contiene sostanze chiamate fosfori.

Un fosforo assorbe le radiazioni e le emette come luce visibile. Così, i fosfori nella gelatina assorbono la radiazione ultravioletta invisibile dalla luce nera e emettono luce visibile. Un altro esempio di fosforo può essere trovato sulle nuove banconote da 20 dollari. Come parte del programma del governo statunitense per rendere la moneta più difficile da contraffare, le banconote da 20 dollari emesse dall’ottobre 2003 hanno un “filo di sicurezza” che si illumina sotto la luce ultravioletta.

Come funziona la fluorescenza di un materiale o di una sostanza.

Il filo di sicurezza è stato poi introdotto anche nelle banconote da 50 e 100 dollari. Nelle banconote dell’area euro, invece, gli effetti prodotti dalla luce ultravioletta sono numerosi e variegati. In particolare, nelle nuove banconote in euro, la carta non diventa fluorescente, ma le fibrille rosse, blu e verdi incorporate nella carta diventano visibili, la bandiera dell’Unione Europea vira al verde e le stelle all’arancione, mentre la forma del presidente della BCE appare in verde.

Come rendere le cose fluorescenti

Riesci a trovare qualcos’altro nella tua casa che brilla sotto la luce nera? Una cosa che di solito brilla sotto le luci nere è una camicia bianca. Infatti, la maggior parte dei detersivi per il bucato contiene “agenti azzurranti” che vengono pubblicizzati per rendere i bianchi “più bianchi”. In realtà, questi agenti sono fosfori che rispondono alla radiazione UV-A, cioè alla luce nera UV, in condizioni di luce normale. La luce nera, dunque, semplicemente sottolinea la loro presenza.

Di conseguenza, i detersivi per il bucato a mano ed in lavatrice e altri detergenti di solito brillano sotto la luce ultravioletta. Non solo alcuni degli agenti sbiancanti e azzurranti presenti nel detersivo per bucato funzionano rendendoli leggermente fluorescenti: pure gli agenti ammorbidenti spesso contengono coloranti fluorescenti. Anche se gli indumenti vengono risciacquati dopo il lavaggio, i residui sugli indumenti bianchi causano un bagliore bianco-bluastro sotto una luce nera.

Dita che si illuminano con la luce UV dopo averle immerse nella polvere di detersivo.

Pertanto, puoi divertirti a rendere le tue mani fluorescenti immergendole in un fustino di detersivo in polvere, per farle brillare nell’oscurità. Usa però dei guanti in lattice per non sporcarti le mani con le sostanze chimiche contenute nel detersivo (attenzione: alcune persone sono allergiche ai guanti in lattice e la polvere di detersivo non va respirata!). Se vuoi avere un effetto più uniforme, spalmati prima le mani di vaselina, che formerà da base sulla quale la polvere aderirà.

Anche rendere fluorescente un liquido non è difficile. L’aroma amaro dell’acqua tonica è dovuto alla presenza di chinino, una sostanza che si illumina di colore bianco-blu quando viene posta sotto una luce nera. Vedrai il bagliore sia nell’acqua tonica normale che nella versione dietetica. Alcune bottiglie appariranno più luminose di altre, quindi se stai cercando il bagliore, porta una luce nera a forma di penna con te al supermercato e usa quel liquido (bevibile) al posto dell’acqua.

Un altro modo per rendere un liquido fluorescente (ad esempio, una bevanda) è quello di sciogliervi della vitamina A o delle vitamine del gruppo B, come tiamina, niacina e riboflavina, che sono fortemente fluorescenti. Prova a frantumare una compressa di vitamina B-12 – che puoi acquistare senza ricetta in una qualsiasi farmacia o online – e dissolvila nell’aceto. La soluzione si illuminerà di un giallo brillante sotto una luce nera. Un’idea interessante per un’esperienza che stupirà.

Varie sostanze rendono fluorescente un liquido: ad esempio il chinino dell’acqua tonica (blu), la fluorescina (verde), la rodomina B (arancione) e la rodomina 6G (gialla).

A questo punto sapete come rendere fluorescente qualsiasi cosa: oggetti solidi e liquidi. Potete ad es. creare ghiaccio fosforescente congelando un liquido fosforescente. Oppure, dato che molte materie plastiche brillano sotto la luce nera ultravioletta, e che le bottiglie d’acqua in plastica di solito si illuminano di blu o di viola sotto la luce UV, potete riempire bottiglie o tubi di plastica di liquido fosforescente per aumentare l’effetto di fluorescenza al buio proprio della plastica.

Altre cose visibili con la “luce nera”

Ecco un elenco di alcune altre cose che puoi divertirti a osservare perché fluorescenti sotto la luce nera, oltre naturalmente a quelle che abbiamo elencato nelle due sezioni precedenti (vaselina, detersivi e detergenti, acqua tonica, vitamina A e alcune del gruppo B, plastica):

Cosmetici

Alcuni cosmetici contengono molecole fluorescenti, principalmente per illuminare la tua carnagione, e dunque brillano sotto la luce ultravioletta, spesso in colori completamente diversi da quelli che appaiono nella luce ordinaria. Se hai comprato il trucco o lo smalto per unghie con l’intenzione di farlo risplendere sotto una luce nera, sai cosa aspettarti. Tuttavia, potresti voler controllare anche il tuo trucco normale, e l’effetto potrebbe essere più “rave party” che “professionale”.

Esempi di effetti notevoli ottenibili sul viso con dei cosmetici fluorescenti.

Carta bianca

La maggior parte della carta bianca emette una luce blu brillante sotto la luce nera. La carta bianca viene trattata con composti fluorescenti per farla apparire più luminosa e quindi più bianca. La contraffazione di documenti storici è a volte  rilevabile ponendoli sotto una luce nera per vedere se sono fluorescenti o meno. La carta anteriore al 1950 non contiene sostanze chimiche fluorescenti.

Minerali fluorescenti e gemme

Le rocce fluorescenti comprendono fluorite, calcite, gesso, rubino, talco, opale, agata, quarzo e ambra. Minerali e pietre preziose sono più comunemente resi fluorescenti o fosforescenti a causa della presenza di impurità. Il diamante Hope, che è blu, risulta fosforescente acquisendo un bel colore rosso per diversi secondi dopo l’esposizione alla luce ultravioletta a onde corte.

Alcune gemme esaminate alla luce ultravioletta da un gemmologo. Potete trovare delle collezioni di minerali e rocce da esaminare ai raggi UV qui.

Clorofilla

La clorofilla rende le piante verdi, ma si colora di un colore rosso sangue. Macina alcuni spinaci o bietole in una piccola quantità di alcol (ad es. Vodka) e versalo attraverso un filtro per caffè per ottenere l’estratto di clorofilla (tieni la parte che rimane sul filtro, non il liquido). Puoi vedere il bagliore rosso con una luce nera o usando una forte lampadina fluorescente, come una lampada per proiettore, che emette luce UV.

Scorpioni

Alcune specie di scorpione brillano quando esposte alla luce ultravioletta. Ad es. lo scorpione imperatore, marrone scuro o nero, emette un bagliore blu-verde quando esposto a luce nera. Se si ha uno scorpione domestico, è possibile verificare se si illumina o meno usando una luce nera, ma non tenerlo esposto alla luce ultravioletta per troppo tempo o può subire danni dovuti alla radiazione UV.

Uno scorpione nero diventa fluorescente sotto la luce nera UV.

N.B.: Le sorgenti di luce ultravioletta vanno usate sotto la supervisione di un adulto.

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