Fluorescenza

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Nei francobolli italiani - 2 - 3

Per comprendere il fenomeno della fluorescenza e il motivo per cui alcuni particolari di un francobollo non si vedono in certe condizioni ma compaiono come per magia in altre, abbiamo bisogno di conoscere qualche semplice nozione di fisica.

Il colore, dal punto di vista fisico, è associato ad una precisa lunghezza di un'onda elettromagnetica, misurata in nanometri (nm); se facciamo passare un raggio luminoso bianco (che in se raggruppa tutte le lunghezze d'onda) attraverso un prisma di vetro, otteniamo la scomposizione del raggio in colori, che partono dal violetto e arrivano al rosso, formando la successione tipica dell'arcobaleno. Tale successione è compresa tra i 400 e i 700 nm, significa cioè che in corrispondenza del violetto la luce "viaggia" sui 400 nm, mentre in corrispondenza del rosso sui 700 nm.

La descrizione fatta finora è però molto limitata, perché tiene conto solo delle capacità visive umane, in grado di riconoscere solo onde comprese tra i 400 e i 700 nm; il campo delle onde elettromagnetiche è invece molto più esteso, e comprende un po' tutti i tipi d'onda che conosciamo o di cui abbiamo sentito parlare: i raggi X, le microonde, le onde radio, i raggi gamma e, quelli per noi più interessanti, gli infrarossi e gli ultravioletti. Gli infrarossi si estendono dai 700 nm in su, gli ultravioletti dai 400 nm in giù; sono in sostanza la naturale continuazione dello spettro colorato individuato prima, gli infrarossi dalla parte del rosso, gli ultravioletti da quella del violetto, entrambi a noi invisibili.

Lunghezze d'onda nello spettro dell'ultravioletto e del visibile

Nulla vieta, quindi, che un francobollo presenti caratteristiche percepibili soltanto al di fuori dello spettro visibile, caratteristiche che potrebbero essere parzialmente evidenziate illuminando il pezzo in questione con una luce viola, quale appunto la luce di Wood o una luce infrarossa. Va subito detto che tra queste caratteristiche non è contemplato il fenomeno fluorescente, di cui si parla nella prossima pagina; sono invece contemplate tutte quelle particolarità che permettono di individuare difetti, trucchi e falsi.

Lampada di Wood

Sorpresine Kinder fosforescenti: illuminate dalla lampada di Wood...

...e due secondi dopo lo spegnimento della lampada, in un ambiente buio

Meccanismo di innesco della fluorescenza

La lampada di Wood è una particolare luce che emette onde elettromagnetiche di lunghezza compresa tra i 50 e i 450 nm. La luce emessa è quindi per la maggior parte invisibile e assume un colore violaceo solo in virtù delle frequenze superiori ai 400 nm.

Il suo utilizzo in campo filatelico è dovuto alla capacità di attivare e rendere visibile il fenomeno fluorescente o fosforescente presente in molti francobolli, soprattutto quelli recenti.

Fluorescenza e fosforescenza fanno parte della categoria più estesa della luminescenza.

I corpi luminescenti hanno la proprietà, quando sono colpiti da una certa forma d'energia, di assorbirne una parte ed emettere un'onda di lunghezza superiore a quella assorbita; tale capacità non dipende dalla temperatura (non si parla, cioè, del fenomeno di combustione o d'incandescenza).

Si classifica la luminescenza in base alla forma d'energia che ha innescato il fenomeno; di seguito le principali divisioni e, tra parentesi, esempi pratici:

• bioluminescenza, provocata da meccanismi interni ad organismi biologici (lucciole ed altri insetti, alcuni pesci);
• chemioluminescenza, provocata genericamente da reazioni chimiche;
• elettroluminescenza, generata da campi elettrici (lampade elettroluminescenti);
• fotoluminescenza, quella che ci interessa, provocata dai fotoni.

Si suddividono poi i fenomeni luminescenti in fluorescenti e fosforescenti:

• fluorescenti: cessano nell'istante in cui cessa l'emissione d'energia che lo ha innescato (i francobolli fluorescenti tornano ad essere "normali" appena si spegne la lampada di Wood)

• fosforescenti: il fenomeno perdura per un certo periodo, almeno 10 microsecondi.

Esistono alcune applicazioni pratiche della fosforescenza, le lancette degli orologi visibili al buio tanto per fare un esempio.

Per riassumere, i francobolli fluorescenti assorbono la radiazione emessa dalla lampada di Wood, si riscaldano (poco, non c'è da preoccuparsi), ed emettono una radiazione a lunghezza d'onda maggiore, che va a cadere nello spettro visibile, solitamente nel giallo.

I francobolli fosforescenti assumono lo stesso comportamento, con la differenza che, quando si spegne la lampada di Wood, continuano ad emettere luce per un certo periodo di tempo.

Fotografia di due lucciole; è evidenziata la loro traccia luminosa. Questi insetti sono in grado di emettere luce fredda, cioè senza produrre calore, grazie ad una sostanza che, ossidandosi produce luce