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Fluorescencia: Comprendiendo la Luminiscencia Electrónica, Resúmenes de Química

Un experimento para investigar la fluorescencia, que es la emisión de luz por un átomo excitado, mediante el uso de diferentes muestras y fuentes de luz coherente en el rango visible. El procedimiento detalla cómo registrar la intensidad de la luz sobre cada muestra y analizarla para estudiar la fluorescencia. Las figuras del documento muestran mediciones de soluciones expuestas a diferentes láseres.

Tipo: Resúmenes

2021/2022

Subido el 22/08/2022

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FLUORESCENCIA
Zepeda Coronel, César Jovani.
Investigar la luminiscencia debida a la excitación electrónica de una sustancia que
absorbe radiaciones, y cesa al desaparecer dicha excitación para comprender como la
emisión de luz por un átomo excitado se relaciona con la estructura atómica.
Palabras clave: Luminiscencia, excitación electrónica, emisión, estructura.
Investigate the luminescence due to the electronic excitation of a substance that absorbs
radiation, and ceases when said excitation disappears to understand how the emission of
light by an excited atom is related to the atomic structure.
Keywords: Luminescence, electronic excitation, emission, structure.
Materiales:
Diferentes muestras
Fuente de luz blanca
Fuentes de luz coherente
Medidor de intensidad luminosa
(2)
Pantalla
Polarizadores (2)
Filtro UV 400
Papel celofán de varios colores
Espectrógrafo con cámara
Agua
Fig. 1. Algunos de los materiales requeridos
Procedimiento:
Aspectos importantes que considerar:
NO MIRE DIRECTAMENTE AL HAZ
LÁSER. Aunque el láser no lo deje ciego,
puede causar dolor y/o daño severo en la
retina del ojo. Tenga cuidado al pasar por
el plano del haz (agáchese) y no observe
nada al nivel del láser.
Este trabajo usa dispersión y
transmitancia de luz coherente en el
rango visible para estudiar la
fluorescencia de un grupo de muestras
orgánicas e inorgánicas. Aunque no es
real, da una idea de los actuales estudios
de contraste empleados en medicina, el
ancho de banda prohibida en los
materiales semiconductores emanados
de la sica del estado sólido y la
cuantización de la energía que da lugar a
los diversos análisis mediante espectros
electromagnéticos.
1. Registre cada muestra mediante
alguna identificación conveniente.
2. Encienda el láser y revise que el haz
este alineado de forma que este viaje
paralelo a la superficie de la mesa.
3. Alinea una de las muestras de manera
que el haz láser incida perpendicular a la
superficie de la muestra y pase a través
de esta. Si la muestra no está alineada
perpendicular al haz, verá puntos
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FLUORESCENCIA

Zepeda Coronel, César Jovani. Investigar la luminiscencia debida a la excitación electrónica de una sustancia que absorbe radiaciones, y cesa al desaparecer dicha excitación para comprender como la emisión de luz por un átomo excitado se relaciona con la estructura atómica. Palabras clave: Luminiscencia, excitación electrónica, emisión, estructura. Investigate the luminescence due to the electronic excitation of a substance that absorbs radiation, and ceases when said excitation disappears to understand how the emission of light by an excited atom is related to the atomic structure. Keywords: Luminescence, electronic excitation, emission, structure. Materiales:

  • Diferentes muestras
  • Fuente de luz blanca
  • Fuentes de luz coherente
  • Medidor de intensidad luminosa (2)
  • Pantalla
  • Polarizadores (2)
  • Filtro UV 400
  • Papel celofán de varios colores
  • Espectrógrafo con cámara
  • Agua Fig. 1. Algunos de los materiales requeridos Procedimiento: Aspectos importantes que considerar: NO MIRE DIRECTAMENTE AL HAZ LÁSER. Aunque el láser no lo deje ciego, puede causar dolor y/o daño severo en la retina del ojo. Tenga cuidado al pasar por el plano del haz (agáchese) y no observe nada al nivel del láser. Este trabajo usa dispersión y transmitancia de luz coherente en el rango visible para estudiar la fluorescencia de un grupo de muestras orgánicas e inorgánicas. Aunque no es real, da una idea de los actuales estudios de contraste empleados en medicina, el ancho de banda prohibida en los materiales semiconductores emanados de la física del estado sólido y la cuantización de la energía que da lugar a los diversos análisis mediante espectros electromagnéticos.
  1. Registre cada muestra mediante alguna identificación conveniente.
  2. Encienda el láser y revise que el haz este alineado de forma que este viaje paralelo a la superficie de la mesa.
  3. Alinea una de las muestras de manera que el haz láser incida perpendicular a la superficie de la muestra y pase a través de esta. Si la muestra no está alineada perpendicular al haz, verá puntos

luminosos del haz incidente en las paredes del laboratorio. Asegúrese que los únicos puntos sean el del haz láser a la salida de este, el de este incidiendo sobre la muestra, otro al salir de la muestra y otro más en la misma dirección después de la muestra.

  1. Ajuste la distancia entre la salida del láser a la muestra de manera que el espacio entre ambos elementos de su arreglo experimental sea de 20 cm.
  2. Enseguida de la muestra coloque la pantalla (hoja de papel blanca) a una distancia de 10 cm. Con lo anterior habrá espacio suficiente para colocar los analizadores dentro del arreglo y el futuro cambio de muestra a interrogar.
  3. Coloque cerca de la salida del láser un analizador cuidando que el haz incida perpendicular a una de sus caras.
  4. En el lugar de la pantalla coloque el medidor de intensidad luminosa.
  5. Ajuste la transmitancia del analizador cambiando su ángulo de polarización al girarlo en sentido horario hasta observar que transmite la máxima intensidad posible.
    1. Registre la intensidad del haz sobre la muestra retirándola para en su lugar colocar el medidor de intensidad luminosa.
    2. Encienda el medidor de intensidad luminosa. En caso de que se sature, ajuste la transmitancia del analizador. Una vez hecha la medición vuelva a colocar la muestra en su posición.
    3. Regrese el medidor a su posición a la salida de la muestra, enciéndalo y registre el valor medido.
    4. Repita los pasos 3 al 11 para el resto de las muestras.
    5. Repita este procedimiento para cada muestra y cada láser, asegúrese de registrar en todos los casos las intensidades medidas.
    6. Antes de finalizar debe de estar seguro de lo siguiente: a) Empleó cada uno de los láseres sobre cada una de las muestras. b) Tiene el registro de la intensidad luminosa a la entrada y a la salida de cada una de las muestras. c) Apagó el láser y guardó todos los elementos empleados en su arreglo experimental. Resultados y discusión: La fluorescencia es bastante variable dependiendo el tipo de muestra y la potencia del láser, aun tratándose de la misma muestra, si empleamos los diferentes láseres obtendremos resultados diferentes tal y como se muestra en la gráfica. Fuente de luz, laser violeta (37x100) Solución expuesta Medi da de entra da Tono visible al ojo Efecto human o Partículas fluoresce ntes 87 Morado (casi blanco) Poca dispersión y absorción Aceite de motor 0 Azul Fuerte absorción Vinagre de manzana 11 Verde Fluoresce ncia Limpiador multiusos morado 931 Azul (cerca al violeta) Fluoresce ncia y poca dispersión Agua tónica 1493 Azul cielo Fluoresce ncia y

Agua micelar 990x 0 Rojo ----- Limpiador multiusos azul 663x 0 Rojo ----- Fig. 4. Mediciones de soluciones al exponerse a un láser rojo con una entrada de 1124x La densidad de la solución determina de manera evidente que tanta absorción puede haber, y de la misma manera su capacidad para mantener la luminiscencia, tal como se muestran las figuras 5 y 6. Fig. 5. Muestra de partículas conservando luminiscencia después de estar expuestas a un láser UV. Fig. 6. Aceite de oliva dejando pasar gran parte de la luz, su estructura no le permite una mayor absorción. Cuando una muestra resulta tener un nivel de densidad considerable, el efecto de la luminiscencia parece tener una mayor presencial, de tal forma que la cantidad de energía absorbida es mayor. La potencia del láser es importante para que la luz llegue a la muestra y pueda incidir dentro de ella dependiendo de la estructura atómica, evidentemente el láser UV debido a su frecuencia de onda, en la muestra más densa logró dejar una luminiscencia mayor que los cercanos al infrarrojo. Los factores que influyeron se muestran en las gráficas, uno de los que no se registró pero que jugó un rol importante, fue la ausencia de otra luz mas que la que buscábamos incidir, conservando un ambiente oscuro para evidenciar lo deseado. Las partículas fluorescentes son las que se llevan el premio a presentar mayor fluorescencia, como su nombre lo indica pues tiene factores a su favor, su característica estructural y densa le permite atrapar la mayor energía posible, la cual una vez ausente la luz que le incide, comienza a emitir la atrapada. Conclusiones: En la naturaleza es común encontrar organismos capaces de presentar un cierto grado de luminiscencia, en concepto, suelen absorber energía en forma de radiación electromagnética de onda corta, y posteriormente emitirla a una longitud de onda mas larga [1]. Tanto minerales como seres vivos han sido evidenciados realizando este ciclo instantáneo. A lo largo de los años el ser humano ha despertado su curiosidad, tal es el caso de los peces transgénicos, los cuales fueron modificados genéticamente meramente para fines de investigación, pero ¿Por qué existen plantas fluorescentes sin ser modificadas? Muy probablemente sean

indicadores metabólicos para comunicar cosas en su reino, aunque es probable que no tenga un antepasado evolutivo común. Comprender estos términos y mecanismos nos ayudan bastante para desarrollar herramientas que nos puedan servir, en la actualidad uno de los usos más comunes es meramente “de adorno” pero existen lugares donde se aprovecha mejor tal fenómeno, por ejemplo, en las profundidades del agua, debido a la presión, se necesitan lámparas costosas y especialmente diseñadas para iluminar, mientras que un mecanismo tan simple como la luminiscencia puede resolver este problema. Referencias: [1] colaboradores de Wikipedia. (2022b, april 30). Fluorescencia. Wikipedia, la enciclopedia libre. Geraadpleegd op 23 mei 2022, van https://es.wikipedia.org/wiki/Fluorescenci a