Dotaz

V učebnicích fyziky se dočteme, že světlo je elektromagnetické záření (periodický kmit elektromagnetického pole), které je charakterizováno vlnovou délkou v určitém rozsahu. Kvantem (jednotkou) je pak tzv. foton - částice, která nese kvantum energie, a jeho energie je nepřímo úměrná vlnové délce daného záření. Pokud je foton pohlcen nějakým materiálem, předá mu veškerou svou energii. Aby foton mohl být pohlcen, musí být v molekulách dané látky z hlediska kvantové fyziky povolené výše ležící energetické hladiny, na které mohou molekuly dané látky tzv. excitovat. V případě viditelného světla se excitují elektrony. Díky tomu vnímáme barvy - viditelné světlo je elektromagnetické záření v rozsahu vlnových délek cca 400-800 nm, a pokud jsou všechny vlnové délky zastoupené rovnoměrně, vnímáme to jako bílé světlo (a můžeme si jej rozložit skleněným hranolem na duhu, ve které je krásně vidět zastoupení jednotlivých barevných oblastí světla, od krátkovlnné fialové přes modrou, zelenou, žlutou a oranžovou až k dlouhovlnné červené).

Barevné látky pak z bílého světla absorbují (vychytávají) fotony určité energie (tedy i vlnové délky), čímž se složení zbylého odraženého světla mění a my to vnímáme jako barvu. Barva materiálu je pak tzv. doplňková k tomu, jakou barvu světla daný materiál pohlcuje - pokud absorbuje např. v červené oblasti světla, tak se našemu oku jeví jako zelený, atd. Po pohlcení fotonu se tedy elektrony v dané látce excitují, a absorbovanou energii mění do energie pohybu molekul - látka se ohřívá (teplota vlastně vyjadřuje míru vnitřního pohybu molekul, jak rychle se molekuly vrtí, vibrují apod.). Proto je nám v létě větší vedro v černém tričku, které absorbuje celý soubor vlnových délek světla, než v bílém tričku, které naopak celé spektrum světla odráží a nepohlcuje nic.

A teď ke svícení materiálů - některé molekuly pohlcené záření nepřevádí na teplo, ale jsou schopny (poté, co uberou malé množství energie na rozvibrování) energii opět vyzářit v podobě viditelného světla (s o trochu menší energií, než měl foton, který byl na začátku pohlcen). Tomuto procesu se říká "luminiscence", a probíhá v principu dvojím způsobem. Pokud má excitovaný elektron stejný spin, jako měl na začátku před pohlcením fotonu, mluvíme o fluorescenci, která je tzv. spinově povolená a probíhá velmi rychle. Pokud se spin excitovaného elektronu změní, dochází k vyzáření fotonu až s určitým zpožděním ve spinově zakázané fosforescenci. Časová škála fosforescence může být opravdu velmi široká - podle typu molekul zahrnuje rozsah od mikrosekund až po desítky minut.

Svítící hračky jsou pravděpodobně obarveny nějakou fosforeskující barvou. Nejedná se ale o fosfor - chemiluminiscence fosforu, při které se bílý fosfor pomalu oxiduje vzdušným kyslíkem a přitom vydává světlo, sice dala tomuto typu luminiscence jméno, ale k danému účelu se fosfor rozhodně nepoužívá. Stejně tak fluorescence nemá nic společného s elementárním fluorem. S fluoreskujícími a fosforeskujícími hračkami si tedy lze vcelku bezpečně hrát, používaná luminiscenční barviva jsou schválená a netoxická. Nebezpečí daných hraček tak spočívá jen v jejich možném vdechnutí či v pořezání se o ostré hrany při zlomení plastu.

Foto v záhlaví Vladimír Šigut.