MATERIALES FLUORESCENTES.




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Amanda Prado de Nicolás.
Daniel Rebella Moreno.
Helena Rey García.
Lidia Romera Carmona.













Materiales inteligentes

Los materiales inteligentes son materiales nuevos clasificados por su capacidad de responder ante estímulos externos. Son materiales que poseen la capacidad de responder de forma controlada y reversible a estímulos externos (físicos o químicos). Dicha capacidad se manifiesta modificando alguna de sus propiedades. Se pueden denominar también materiales activos o materiales multifuncionales.
Algunos de los aspectos que hacen a un material inteligente son:

  • Compatibilidad con el medio ambiente
  • Generan bajo consumo de energía
  • Mejoran la calidad
  • Prolongan la vida útil del producto

Clasificación y funcionamiento
Atendiendo al comportamiento que poseen ante un estímulo externo (físico o químico), podríamos clasificar los materiales inteligentes en:
a) Materiales electroactivos y magnetoactivos.
b) Materiales fotoactivos o fotolumiscentes.
c) Materiales cromoactivos
d) Materiales con memoria de forma.

b) Materiales fotoactivos o fotolumiscentes.
Los materiales fotoactivos o fotoluminiscentes son aquellos en los que se producen cambios de diferente naturaleza como consecuencia de la acción de la luz (solar o artificial) o que por otro lado son capaces de emitir luz como consecuencia de algún fenómeno externo.

Los materiales fotoluminiscentes, los podemos desglosar en: Fluorescentes, fosforescentes y electroluminiscentes.


Fluorescentes: son aquellos que emiten luz durante nanosegundos al ser excitados sus electrones a un estado superior de energía exponiéndolos a radiaciones del tipo ultravioleta, rayos catódicos o rayos X. Las radiaciones absorbidas (invisibles al ojo humano), son transformadas en luz visible, o sea, de una longitud de onda mayor a la incidente. Su efecto cesa tan pronto como desaparece la fuente de excitación.
Fosforescentes: son aquellos materiales capaces de emitir luz después de haber sido excitados mediante luz (natural o artificial). Su emisión de luz continúa después de que la fuentes de excitación ha sido cesada. Esto último es lo que los diferencia de los fluorescentes.
Electroluminiscentes: son los materiales que al ser estimulados mediante electricidad responden produciendo luces de diferentes colores. Su emisión de luz no conlleva producción de calor.







¿Qué es la luminiscencia?
Es una propiedad, resultado de fenómenos electro-ópticos, de gran importancia en el desarrollo de nuevas tecnologías. Además, hace una década se descubrió que algunos polímeros presentan esta propiedad con características de intensidad y eficiencias suficientes como para ser usados en aplicaciones tecnológicas de vanguardia, por ahora exclusivas de materiales inorgánicos.

¿Qué es la fluorescencia?
La luminiscencia se llama fluorescencia cuando el tiempo para que la intensidad inicial de emisión decaiga de su valor original a 1/e (donde “e” es la carga del electrón) es del orden de 10-3sg o menor. Este fenómeno solo tiene lugar mientras dura la excitación, y se extingue muy rápidamente al cesar ésta.

La fluorescencia fue observada por primera vez por G. G. Stokes en el fluoruro de calcio, a lo cual se debe su nombre. Si mediante un prisma se forma un espectro solar y se desplaza a través del mismo un tubo que contenga una disolución de sulfato de quinina, todas las rayas del espectro, excepto las violetas, atraviesan la disolución; en cambio, al llegar a la luz violeta aparece un resplandor azulado en la disolución, el cual no cesa hasta que se haya atravesado dicha raya del espectro. En 1852 Stokes dedujo que ya que este fenómeno consiste en un aumento de la longitud de onda de los rayos incidentes cuya banda de frecuencia es en toda su amplitud, o en su mayor parte, más elevada que la banda de emisión (ley de Stokes).

La fluorescencia de resonancia representa el caso más sencillo: consiste en la absorción, por los átomos de la sustancia, de parte de la radiación incidente, seguida por la emisión en todas direcciones de luz monocromática de longitud de onda igual a la de la primera raya de su espectro de absorción. La interpretación del fenómeno es la siguiente: la onda luminosa excita el átomo y ésta pasa del estado fundamental al primer estado excitado absorbiendo parte de su energía; cuando el átomo vuelve al estado fundamental emite una radiación de energía igual a la que antes captó. El tiempo durante el cual se mantiene la emisión secundaria de luz una vez suprimida la radiación primaria se denomina tiempo de desvanecimiento es del orden de 10-8sg, como máximo.


Origen de la fluorescencia
http://books.google.es/books?id=HRhFUkEUlyAC&pg=PA258&dq=%22origen+de+la+fluorescencia%22&lr=&cd=1#v=onepage&q=%22origen%20de%20la%20fluorescencia%22&f=false
(De la pagina 258 a la página 270)

Fluorometría
Es un método óptico de análisis químico basado en el fenómeno de la fluorescencia.

Una sustancia fluorescente en disolución absorbe energía radiante en la zona ultravioleta y emite a continuación parte de esta energía como luz visible. Siendo fluorescente la intensidad de la energía radiante, F, la de la luz incidente, I0 y la de la transmitida, se observa una relación entré F y la concentración de la sustancia fluorescente c. a bajas concentraciones, se puede escribir:


F = 2,303 K´I0/c

(K´ es una constante que depende de la sustancia y de la fracción de luz incidente absorbida; / es la longitud de la disolución atravesada por el haz luminoso). Para efectuar medidas se emplean fluorómetros o espectrofotofluorómetros (dispositivo usado en la determinación del grado de fluorescencia de los cuerpos), generalmente de tipo fotoeléctrico. Se aplica a la determinación de iones metálicos que formen complejos orgánicos fluorescentes, del aluminio, del uranio, de la vitamina B2 y B1, cuando no existen métodos colorimétricos lo suficientemente sensibles o selectivos.

Fluorómetro y método de uso del pr-521
http://www.hab2001.sld.cu/arrepdf/00096.pdf

COMPONENTES DE FLUORÍMETROS


FUENTES DE EXCITACIÓN.- La lámpara de tungsteno ordinaria no da suficiente intensidad para ser utilizada en fluorescencia. Son comunes las lámparas de Xenón y de Mercurio.
La lámpara de xenón es más versátil que la lámpara de mercurio. La lámpara de xenón produce una intensa radiación por el paso de corriente en una atmósfera de xenón; el espectro de este tipo de lámpara es continua de 250 a 600nm. Con un pico de máxima intensidad a 470nm.
FILTROS Y MONOCROMADORES.- Para fluorímetros de filtros de utilizan frecuentemente filtros de absorción y filtros de interferencia. Los espectrofluorímetros generalmente utilizan rejillas de difracción como monocromadores.
DETECTORES.- Debido a que la señal de fluorescencia es de baja intensidad se requiere de un potente sistema de amplificación. Por esto son preferidos los tubos

fotomultiplicadores, aunque también se usan comúnmente los fototubos en aparatos de menor precio.
CELDAS.- En fluorescencia se utilizan celdas de vidrio común cuando la radiación que se maneja es de rango visible. Para Ultravioleta es necesario utilizar sílice o cuarzo.

Ejemplo
Un ejemplo es que en la dinámica de la fluorescencia de moléculas individuales observada mediante microscopía confocal y de campo cercano se observaron transiciones de moléculas individuales de Rhodamine 6G en estados oscuros meta-estables de varios segundos de duración. Las mediciones se realizaron mayormente con microscopía confocal. Las moléculas fluorescentes fueron protegidas del bleaching por diferentes películas orgánicas delgadas, las cuales se caracterizaron por microscopía de fuerza atómica (AFM) a 7,8nm espesor. La comparación de los datos con modelos publicados sugiere una explicación en que la migración de oxígeno y/o cambios de polaridad causan esas transiciones. Para estudios futuros con moléculas en mayor densidad se comprobó también la utilidad de sensores tipo cantilever-SNOM para detección de moléculas individuales (SMD) en el campo cercano. Con este dispositivo se demuestra una resolución óptica de 40nm.




Fotoluminiscencia - Fosforescencia - ReflectancIA
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Muchos ma
teriales inorgánicos u orgánicos exhiben luminiscencia, es decir emiten luz visible o invisible durante y después de ser expuestos a la excitación de una fuente de energía.
El principio básico de la fotoluminiscencia es simple: los electrones que orbitan alrededor de los átomos o las moléculas absorben energía debido a la colisión con protones durante la excitación. A continuación, se emite ese exceso de energía en forma de fotones (normalmente luz visible) durante cierto tiempo.
Existen dos tipos de fotoluminiscencia: la fluorescencia y la fosforescencia. La diferencia entre ellos es el tiempo.


DIFERENCIAS ENTRE FLUORESCENCIA Y FOSFORESCENCIA.
Los materiales fluorescentes emiten luz durante nanosegundos al ser excitados sus electrones a un estado superior de energía. Es decir que necesitan de iluminación para incrementar la energía y generar colores altamente llamativos (pinturas de marcación de carreteras en construcción, demarcaciones y algunas tintas de rotuladores y pinturas). Por lo tanto, los fluorescentes, necesitan una fuente continua de excitación.
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Los pigmentos fosforescentes pueden absorber y almacenar energía lumínica cuando son expuestos a cualquier fuente de luz convencional (luz diurna ó luz eléctrica) y la emiten en la oscuridad durante largos periodos de tiempo (más de 12 horas). Es decir, se cargan en unos minutos y sus efectos duran horas. Su proceso de carga-descarga es completamente reversible, por lo que se pueden recargar tantas veces como se quiera. Emiten la luz sin ningún tipo de intervención humana, mecánica ó eléctrica. Es precisamente este automatismo en su activación lo que les hace útil en situaciones de emergencia. Se pueden usar para marcar viales, cerámicas, porcelanas, velas de parafina, corchos y cebos de pesca, señalización, tintas, esmaltes de uñas, arte y decoración, juegos,… etc. ¡USOS ILIMITADOS!
Completamente seguro, no tóxico, no radiactivo. Color fluorescente bajo luz natural: Amarillo, Azul, Naranja, Rojo y Verde. Colores en la oscuridad: Amarillo-verde, Azul-verde, Naranja, Rojo y Verde. Uso únicamente en sistemas base solvente.

Un sistema fosforescente difiere de un sistema reflectante en que en este último los materiales necesitan ser iluminados constantemente para generar la reflexión (placas de matrícula, señales de carretera, captafaros de vehículos, chalecos, bicicletas, cascos, … etc).

Señales de tráfico y captafaros
Señales de tráfico y captafaros

Señales de tráfico y captafaros


Visitar el siguiente link para demostración visual:
http://www.youtube.com/watch?v=d5ugY9zZIIs MATERIALES FLUORESCENTES



USOS Y APLICACIONES DE LOS MATERIALES FLUORESCENTES.

En la actualidad las lámparas fluorescentes se han convertido en el medio de iluminación de uso más generalizado en comercios, oficinas, sitios públicos, viviendas, etc. Sin embargo, no todas las personas conocen cómo funcionan, cómo emiten luz sin generar apenas calor, comparadas con las lámparas incandescentes en igualdad de condiciones de iluminación.

En los últimos años, la seguridad pública en edificios y lugares de trabajo ha adquirido creciente atención e importancia. El riesgo de incendio en edificios públicos, centros comerciales, estaciones de transporte subterráneo o en transporte aeromarítimo ha determinado la necesidad incuestionable de marcar vías de escape bajo las peores circunstancias, tales como cortes totales de electricidad, presencia de humos y situaciones de pánico.



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Escaleras en las que se han aplicado productos fotoluminiscentes.
Vistas bajo luz natural y en la oscuridad.

El número de aplicaciones de la fluorescencia ha ido creciendo en el campo de la biomedicina, la biología y en otras ciencias relacionadas.

2- Teatro negro
El teatro negro surgió ya en la China antigua aplicándose posteriormente en los espectáculos de magia. Actualmente ha sido el teatro negro de Praga quien ha revivido esta técnica.
Podemos puntualizar que el teatro negro es una escenificación que se lleva a cabo en un espacio totalmente oscuro y en condiciones lumínicas especiales, utilizando la "luz negra". Esta luz hace que ciertos tejidos, materiales y colores resalten, sumergiendo al negro en la nada.
Los contrastes de luces con la oscuridad más absoluta permiten que las personas u objetos vestidos totalmente de negro se hagan invisibles; de igual forma hacen aparecer cualquier material fluorescente, posibilitando "milagros escénicos". A partir de aquí nuestra imaginación puede volar.
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3- LÁMPARAS FLUORESCENTES.
En la actualidad las lámparas fluorescentes se han convertido en el medio de iluminación de uso más generalizado en comercios, oficinas, sitios públicos, viviendas, etc. Sin embargo, no todas las personas conocen cómo funcionan, cómo emiten luz sin generar apenas calor, ni cómo pueden desarrollar más lúmenes por watt (lm/W) con menor consumo de energía eléctrica, comparadas con las lámparas incandescentes en igualdad de condiciones de iluminación.

La tecnología más antigua conocida en las lámparas fluorescentes es la del encendido por precalentamiento. De ese tipo de lámpara aún quedan millones funcionando en todo el mundo a pesar del avance tecnológico que han experimentado en estos últimos años y las nuevas variantes que se han desarrollado. Sin embargo, su principio de funcionamiento no ha variado mucho desde 1938 cuando se introdujeron las primeras en el mercado.

Veamos a continuación cuáles son las partes principales que componen las lámparas fluorescentes más elementales:

· Tubo de descarga
· Casquillos con los filamentos
· Cebador, encendedor o arrancador (starter)
Balasto (ballast)
Tubo de descarga. El cuerpo o tubo de descarga de las lámparas fluorescentes se fabrica de vidrio, con diferentes longitudes y diámetros. La longitud depende, fundamentalmente, de la potencia en watt (W) que desarrolle la lámpara. El diámetro, por su parte, se ha estandarizado a 25,4 mm (equivalente a una pulgada) en la mayoría de los tubos. Los más comunes y de uso más generalizado tienen forma recta, aunque también se pueden encontrar con forma circular.

La pared interior del tubo se encuentra recubierta con una capa de sustancia fosforescente o fluorescente, cuya misión es convertir los rayos de luz ultravioleta (que se generan dentro y que no son visibles para el ojo humano), en radiaciones de luz visible. Para que eso ocurra, su interior se encuentra relleno con un gas inerte, generalmente argón (Ar) y una pequeña cantidad de mercurio (Hg) líquido. El gas argón se encarga de facilitar el surgimiento del arco eléctrico que posibilita el encendido de la lámpara, así como de controlar también la intensidad del flujo de electrones que atraviesa el tubo.




Casquillos. La mayoría de los tubos fluorescentes rectos poseen en cada uno de sus extremos un casquillo con dos patillas o pines de contactos eléctricos externos, conectadas interiormente con los filamentos de caldeo o de precalentamiento. Estos filamentos están fabricados con metal de tungsteno, conocido también por el nombre químico de wolframio (W), recubiertos de calcio(Ca) y magnesio (Mg) y su función principal en los tubos de las lámparas fluorescente es calentar previamente el gas argón que contienen en su interior para que se puedan encender.

El recubrimiento de calcio y magnesio que poseen los filamentos facilita la aparición del flujo de electrones necesario para que se efectúe el encendido de la lámpara. En medio de ese proceso los filamentos se apagan y se convierten en dos electrodos, a través de los cuales se establece ese flujo de corriente o de electrones.
Cebador

Las lámparas fluorescentes por precalentamiento utilizan un pequeño dispositivo durante el proceso inicial de encendido llamado cebador o encendedor térmico (starter).Este dispositivo se compone de una lámina bimetálica encerrada en una cápsula de cristal rellena de gas neón (Ne). Esta lámina tiene la propiedad de curvarse al recibir el calor del gas neón cuando se encuentra encendido con el objetivo de cerrar un contacto que permite el paso de la corriente eléctrica a través del circuito en derivación donde se encuentra conectado el cebador.


Este dispositivo se compone de una lámina bimetálica encerrada en una cápsula de cristal rellena de gas neón (Ne). Esta lámina tiene la propiedad de curvarse al recibir el calor del gas neón cuando se encuentra encendido con el objetivo de cerrar un contacto que permite el paso de la corriente eléctrica a través del circuito en derivación donde se encuentra conectado el cebador.

Conectado en paralelo con la lámina bimetálica, se encuentra un capacitor antiparasitario, encargado de evitar que durante el proceso de encendido se produzcan interferencias audibles a través del altavoz de un receptor de radio o ruidos visibles en la pantalla de algún televisor que se encuentre funcionando próximo a la lámpara.


Otra variante de lámpara fluorescente es la de encendido rápido, que no requiere cebador, pues los electrodos situados en los extremos del tubo se mantienen siempre calientes.

Otras lámparas poseen encendido instantáneo y tampoco utilizan cebador. Este tipo de lámparacarece de filamentos y se enciende cuando se le aplica directamente a los electrodos una tensión o voltaje mucho más elevado que el empleado para el resto de las lámparas fluorescentes.

Por otra parte, en la actualidad la mayoría de las lámparas fluorescentes de tecnología más moderna sustituyen el antiguo cebador por un dispositivo de encendido rápido, mucho más eficiente que todos los demás sistemas desarrollados anteriormente, conocido como balasto electrónico.


Balasto electromagnético

El balasto electromagnético fue el primer tipo de inductancia que se utilizó en las lámparas fluorescentes. Consta de un transformador de corriente o reactancia inductiva, compuesto por un enrollado único de alambre de cobre. Los balastos de este tipo constan de las siguientes partes:


  • Núcleo. Parte fundamental del balasto. Lo compone un conjunto de chapas metálicas que forman el cuerpo o parte principal del transformador, donde va colocado el enrollado de alambre de cobre.
  • Carcasa. Envoltura metálica protectora del balasto. Del enrollado de los balastos magnéticos comunes salen dos o tres cables (en dependencia de la potencia de la lámpara), que se conectan al circuito externo, mientras que de los balastos electrónicos salen cuatro.
  • Sellador. Es un compuesto de poliéster que se deposita entre la carcasa y el núcleo del balasto. Su función es actuar como aislante entre el enrollado, las chapas metálicas del núcleo y la carcasa.
Capacitor o filtro. Se utiliza para mejorar el factor de potencia de la lámpara, facilitando que pueda funcionar más eficientemente.
Desde el punto de vista de la operación de la lámpara fluorescente, la función del balasto es generar el arco eléctrico que requiere el tubo durante el proceso de encendido y mantenerlo posteriormente, limitando también la intensidad de corriente que fluye por el circuito del tubo.

Los balastos magnéticos de uso más extendidos se fabrican para que puedan trabajar conectados a una línea de suministro eléctrico de 110 ó a una de 220 volt de tensión de corriente alterna y 50 ó 60 hertz (Hz) de frecuencia. El empleo de uno u otro tipo depende de las características específicas del suministro eléctrico de cada país.

De acuerdo con la forma de encendido de cada lámpara, así será el tipo de balasto que utilice. Las formas de encendido más generalizadas en los tubos de lámparas fluorescentes más comunes son los siguientes:

  • Por precalentamiento (El sistema más antiguo)
  • Rápido
  • Instantáneo
Electrónico (El sistema más moderno)

EMISIÓN DE LUZ FLUORESCENTE

La luz en sí misma constituye una forma de energía que puede liberar como fotón el átomo de un determinado elemento químico. El fotón se caracteriza por ser una pequeñísima partícula poseedora de energía, pero carente de masa, a diferencia de los elementos químicos o de cualquier tipo de materia. Para que un átomo libere fotones de luz es necesario excitar alguno de sus electrones, empleando medios físicos o químicos.

Dada la fuerte atracción que ejerce el núcleo de un átomo sobre los electrones que giran a su alrededor en sus correspondientes órbitas, no es normal que estos la abandonen por sí mismos si no son excitados por un agente externo. Sin embargo, cuando eso ocurre el electrón salta a otra órbita superior dentro del mismo átomo, que al encontrarse más alejada del núcleo posee mayor nivel de energía.

Debido a la atracción que continúa ejerciendo siempre el núcleo del átomo sobre sus electrones, aquel que abandona su órbita es obligado a que, en fracciones de segundo, se reincorpore a la suya propia. En ese momento la energía extra que adquirió el electrón en la otra órbita la libera en forma de fotón de luz.

El hecho de que un fotón de luz sea visible o no para el ojo humano depende, fundamentalmente, del tipo de átomo excitado, y de la longitud de onda y frecuencia que posea dicho fotón dentro del espectro electromagnético.

En el tubo de descarga de una lámpara de luz fluorescente, los electrones libres y los iones de un gas inerte contenido en su interior, como el gas argón (Ar) en este caso, crean las condiciones necesarias para la creación de un puente de plasma a través del cual puede fluir la corriente eléctrica.

Cuando los electrones libres se mueven a través del puente de plasma, colisionan con los electrones de los átomos de gas mercurio (Hg) contenidos también dentro del tubo y los saca de sus órbitas. De inmediato el núcleo de los átomos de mercurio obliga a que los electrones despedidos se reintegren de nuevo a sus correspondientes órbitas, a la vez que liberan fotones de luz ultravioleta, invisibles para el ojo humano.

Al mismo tiempo, para que se pueda obtener luz visible, los fotones de luz ultravioleta liberados impactan sobre la capa fosforescente que recubre la pared interior del tubo de cristal de la lámpara, excitando los electrones de los átomos de fósforo (P) contenidos en éste. El impacto saca de sus órbitas a los electrones del los átomos de fósforos, lo que son atraídos y obligados a reincorporarse de nuevo a sus correspondientes órbitas. En ese instante liberan fotones de luz blanca fluorescente visibles para el ojo humano. Ese proceso provoca que el tubo de descarga de la lámpara fluorescente se ilumine, proporcionando luz.

El color de la luz que emiten los tubos de las lámparas fluorescentes depende de la composición química de la capa de fósforo que recubre su interior. Es por eso que dentro de la gama de luz blanca que emiten estos tubos podemos encontrar variantes de blancos más cálidos o más fríos. Incluso se fabrican también tubos fluorescentes que emiten luz verde, amarilla o roja.

Como en el proceso de encendido las lámparas fluorescentes utilizan sólo por breves instantes los filamentos de tungsteno, no da tiempo a que se calienten tanto como ocurre con las lámparas incandescentes. Así, al ser mucho menor la pérdida de energía por disipación de calor al medio ambiente, el consumo eléctrico se reduce en un alto porciento. Esto las convierte en una fuente emisora de luz más económica, eficiente y duradera si las comparamos con las lámparas o bombillas incandescentes.

FUNCIONAMIENTO DE LAS LÁMPARAS FLUORESCENTES
Las lámparas fluorescentes funcionan de la siguiente forma:


1. Cuando activamos el interruptor de una lámpara de luz fluorescente que se encuentra conectada a la red doméstica de corriente alterna, los electrones comienzan a fluir por todo el circuito eléctrico, incluyendo el circuito en derivación donde se encuentra conectado el cebador (estárter).
2. El flujo de electrones de la corriente eléctrica al llegar al cebador produce un arco o chispa entre los dos electrodos situados en su interior, lo que provoca que el gas neón
1. (Ne) contenido también dentro de la cápsula de cristal se encienda. El calor que produce el gas neón encendido hace que la plaquita bimetálica que forma parte de uno de los dos electrodos del cebador se curve y cierre un contacto eléctrico dispuesto entre ambos electrodos.
2. Cuando el contacto del cebador está cerrado se establece el flujo de corriente eléctrica necesario para que los filamentos se enciendan, a la vez que se apaga el gas neón.
3. Los filamentos de tungsteno encendidos provocan la emisión de electrones por caldeo o calentamiento y la ionización del gas argón (Ar) contenido dentro del tubo. Esto crea las condiciones previas para que, posteriormente, se establezca un puente de plasma conductor de la corriente eléctrica por el interior del tubo, entre un filamento y otro.
4. La plaquita bimetálica del cebador, al dejar de recibir el calor que le proporcionaba el gas neón encendido, se enfría y abre el contacto dispuesto entre los dos electrodos. De esa forma el flujo de corriente a través del circuito en derivación se interrumpe, provocando dos acciones simultáneas:

a. Los filamentos de la lámpara se apagan cuando deja de pasar la corriente eléctrica por el circuito en derivación.

b. El campo electromagnético que crea en el enrollado del balasto la corriente eléctrica que también fluye por el circuito donde éste se encuentra conectado, se interrumpe bruscamente. Esto provoca que en el propio enrollado se genere una fuerza contraelectromotriz, cuya energía se descarga dentro del tubo de la lámpara, en forma de arco eléctrico. Este arco salta desde un extremo a otro del tubo valiéndose de los filamentos, que una vez apagados se convierten en electrodos de la lámpara.
5. Bajo estas nuevas condiciones, la corriente de electrones, que en un inicio fluía a través del circuito en derivación de la lámpara donde se encuentra conectado el cebador, comienza hacerlo ahora atravesando interiormente el tubo de un extremo a otro, valiéndose de los dos electrodos.
6. La fuerte corriente que fluye por dentro del tubo provoca que los electrones comiencen a chocar con los átomos del gas argón, aumentando la cantidad de iones y de electrones libres. Como resultado se crea un puente de plasma, es decir, un gas compuesto por una gran cantidad de iones y de electrones libres, que permite que estos se muevan de un extremo a otro del tubo.
7. Esos electrones libres comienzan a chocar con una parte de los átomos de mercurio (Hg) contenidos también dentro del tubo, que han pasado del estado líquido al gaseoso debido a la energía que liberan dichos electrones dentro del tubo. Los choques de los electrones libres contra los átomos de mercurio excitan a sus electrones haciendo que liberen fotones de luz ultravioleta.
8. Los fotones de luz ultravioleta, invisibles para el ojo humano, impactan a continuación contra la capa de fósforo (P) que recubre la pared interior del tubo fluorescente. El impacto excita los electrones de los átomos fósforo (P), los que emiten, a su vez, fotones de luz visible, que hacen que el tubo se ilumine con una luz fluorescente blanca.
El impacto de los electrones que se mueven por el puente de plasma contra los dos electrodos situados dentro del tubo, hace que estos se mantengan calientes (a pesar de que los filamentos se encuentran ya apagados). Mantener caliente esos dos electrodos se hace necesario para que la emisión de electrones continúe y el puente de plasma no se extinga. De esa forma, tanto el ciclo de excitación de los átomos de vapor de mercurio como el de los átomos de fósforo dentro del tubo continúa, hasta tanto activemos de nuevo el interruptor que apaga la lámpara y deje de circular la corriente eléctrica por el circuito.

VENTAJAS DE LAS LÁMPARAS FLUORESCENTES

Entre las ventajas de las lámparas fluorescentes se encuentran las siguientes:
· Aportan más luminosidad con menos watt de consumo.
· Tienen bajo consumo de corriente eléctrica.
· Poseen una vida útil prolongada (entre 5 mil y 7 mil horas).
Tienen poca pérdida de energía en forma de calor.

La vida útil de una lámpara fluorescente se reduce o termina por los siguientes motivos:

· Desgaste de la sustancia emisora que recubre el filamento de tungsteno compuesta de calcio (Ca) y magnesio (Mg).
· Pérdida de la eficacia de los polvos fluorescentes que recubren el interior del tubo.
· Ennegrecimiento del tubo en sus extremos.
Excesivo número de veces que se enciende y apaga de forma habitual la lámpara en períodos cortos de tiempo.

BREVE HISTORIA DE LAS LÁMPARAS FLUORESCENTES
El fenómeno de la fluorescencia se conocía incluso mucho antes de existir las bombillas incandescentes.

En 1675 Jean Picard y posteriormente Johann Bernoulli allá por el año 1700, observaron que al agitar el mercurio se producía luz.

En 1850 Heinrich Geissler, físico alemán, creó el “tubo Geissler”, capaz de emitir luz cuando se hacía pasar una descarga eléctrica a través de dicho tubo relleno con un gas noble.

En 1891 el norteamericano Daniel McFarlan Moore comenzó a realizar experimentos con tubos de descarga eléctrica. En 1904, empleando un tubo Geissler relleno con gas nitrógeno, logró obtener luz amarilla y si el mismo tubo lo llenaba con bióxido de carbono, obtenía entonces una luz rosácea, con un espectro muy similar al de la luz solar. Ese mismo año se instalaron las primeras “lámparas Moore” en unos almacenes situados en la ciudad de Newark, New Jersey, Estados Unidos de Norteamérica.

En realidad las lámparas de Moore no tuvieron aceptación en aquel momento debido a que eran difíciles de instalar, reparar y darles mantenimiento.
En 1927 Friedirch Meyer, Hans Spanner y Edmund Germer patentaron la lámpara fluorescente, pero hasta 1934 no se comenzaron a desarrollar de forma industrial. Las conocidas lámparas de tubos blancos rectos y encendido por precalentamiento, se mostraron por primera vez al público en la Feria Mundial de New York, en el año 1939.

Hace ya varios años las lámparas fluorescentes por precalentamiento comenzaron a ser sustituidas por otras de tecnologías más avanzadas, aunque existen todavía en el mundo millones de lugares donde aún se utilizan las más primitivas, es decir, con su tecnología original.
Desde su introducción en el mercado a finales de los años 30 del siglo pasado, las lámparas fluorescentes fueron ganando rápidamente el favor del público por la luz uniforme sin deslumbramiento que brindan, la ausencia de sombras duras, su bajo consumo eléctrico y la variedad de colores disponibles.

Entre las lámparas fluorescentes de tecnología más reciente se encuentran las del tipo CFL (Compact Fluorescent Lamp – Lámpara Fluorescente Compacta), conocidas también como lámparas económicas o ahorradoras, con una luz y tamaño similar al de las lámparas incandescentes, pero con las mismas ventajas que brinda un tubo de luz fluorescente de mayor tamaño.


LOS TUBOS FLUORESCENTES

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Los [[http://es.wikipedia.org/wiki/Lámpara_fluorescente|tubos fluorescentes]] son tubos de vidrio que contienen una pequeña cantidad de mercurio y un gas inerte, como por ejemplo el argón. Interiormente el tubo de vidrio está recubierto de una capa de polvo de fósforo. En cada uno de los dos extremos del tubo existe un filamento que se conecta a un circuito de corriente alterna. Los siguientes dibujos se han extraido de How Stuff Works.
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(1) Cuando se aplica un voltaje suficientemente grande en el circuito, los electrones (E) se escapan de los filamentos y chocan contra los átomos de argón (A) ionizándolos.
(2) Algunos electrones atraviesan el gas ionizado desde un extremo a otro del tubo.
(3) Estas descargas eléctricas vaporizan el mercurio contenido en el tubo de vidrio.
external image fluorescent01.JPG (1) Cuando un átomo de mercurio choca con una partícula del gas ionizado se excita.
(2)En este estado uno de los electrones del mercurio alcanzará un nivel de energía superior.
(3) Al poco tiempo volverá a descender a la posición que ocupaba anteriormente, cediendo la energía que se le había comunicado en forma de un fotón de rayos ultravioleta.
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(1) En su viaje hacia el exterior los fotones ultravioletas chocan contra los átomos de fósforo del recubrimiento del tubo.
(2) En los átomos de fósforo los fotones ultravioletas desplazan uno de sus electrones hacia un nivel de energía superior.
(3) Cuando estos electrones descienden al nivel de energía que ocupaban anteriormente, emiten un fotón de luz visible.



FACTORES QUE AFECTAN A LA FLUORESCENCIA.
La intensidad de fluorescencia es afectada por los siguientes factores:

1. Estructura:
La fluorescencia se presenta más comúnmente y en forma más intensa con compuestos que tienen grupos funcionales aromáticos con bajas energías de transición p®p*. Compuestos que tienen estructuras de carbonilos alifáticos y alicíclicos o de dobles enlaces cojugados con un alto grado de estabilidad de resonancia también pueden presentar fluorescencia, pero el número de estos es relativamente pequeño comparado con el número de sistemas aromáticos fluorescentes.

La sustitución de grupo funcional en el anillo de benceno cambia la longitud de onda de máxima absorción con un cambio correspondiente en la posición e intensidad de la línea de emisión de fluorescencia.

2. Temperatura y naturaleza del solvente:
El efecto de un aumento en la temperatura incrementa el número de choques moleculares, por lo que la desactivación tiende a efectuarse a través de procesos no radiativos y por lo tanto se inhibe la fluorescencia.

La viscosidad del solvente tiene efectos similares, a mayor viscosidad menor número de choques moleculares y mayor intensidad de fluorescencia.
La polaridad del solvente también tiene influencia en la fluorescencia, debido al efecto hipsocrómico y batocrómico que el solvente ejerce sobre el compuesto.


3. Efecto del pH:
Debido a las diferentes formas químicas que son posibles de existir a diferentes condiciones de pH, la intensidad de fluorescencia también es afectado por este factor. Ejemplo: el fenol y el ión fenolato tienen diferentes propiedades fluorescentes, por lo que si las condiciones son de pH básico la especie estará en el equilibrio químico en la forma del fenol y/o ion fenolato, afectando así la intensidad de fluorescencia.

4. Efecto del oxígeno disuelto:
Debido al paramagnetismo de la molécula de oxígeno, esta tiende a desactivar cualesquier estado activado por oxidación fotoquímica de la especie fotoluminiscente, provoca cruzamiento intersistemas y conversiones de las moléculas excitadas al estado triplete .por lo que es deseable que el oxígeno no se encuentra presente en solución o su concentración sea mínima.




















BIBLIOGRAFÍA

http://www.hotfrog.es/Empresas/Materiales-Inteligentes_1615307/Pigmentos-Fluorescentes-y-Fosforescentes-8776
http://www.inteligentes.org/blog/?page_id=142
http://www.google.es/search?hl=es&rlz=1R2MOOI_es&q=fluorescencia+molecular&meta=&aq=5&oq=fluorescencia+
Enciclopedia Salvat universal
http://www.fisica.ucn.cl/sochifi/actas/pdf/A099.pdf
Documento en pdf de luminiscencia en polímeros semiconductores (no tiene página web, es el primero que sale)

http://www.hab2001.sld.cu/arrepdf/00096.pdf
http://books.google.es/books?id=HRhFUkEUlyAC&pg=PA258&dq=%22origen+de+la+fluorescencia%22&lr=&cd=1#v=onepage&q=%22origen%20de%20la%20fluorescencia%22&f=false

http://www.inteligentes.org/index_MI_cuales_son.htm
http://www.euroresidentes.com/futuro/nanotecnologia/diccionario/materiales_inteligentes.htm
http://www.inteligentes.org/index_MI_que_son.htm
http://www.inteligentes.org/blog/?page_id=68
http://www.asifunciona.com/