La fluorescence est un phénomène optique qui se manifeste par une lumière rougeoyante. Nous l’observons tous les jours dans les ampoules fluocompactes à économie d’énergie qui sont utilisées dans de nombreux foyers et certains types de bâtons lumineux, mais aussi dans les boîtes de nuit. Elle est souvent appelée lumière froide, car très peu de chaleur est émise par la plupart des substances fluorescentes. Ceci est très différent de la lumière incandescente, le type de lumière que l’on trouve dans les ampoules traditionnelles et qui est émise en raison des températures élevées.
Un autre phénomène très similaire à la fluorescence est la phosphorescence. Dans les deux cas, une lumière froide sera émise lorsque l’objet électroluminescent est exposé à une source d’énergie externe. Cependant, la fluorescence diffère de la phosphorescence en ce que la lumière fluorescente cesse immédiatement après le retrait de la source d’énergie, tandis qu’une lumière phosphorescente continuera à briller pendant un certain temps après.
Ce phénomène se produit lorsqu’un photon de haute énergie impacte le matériau fluorescent, ou fluorophore, et excite les électrons qui composent les atomes du fluorophore. Ces électrons sont conduits à un état de haute énergie à partir duquel ils retournent finalement à leur état normal ou fondamental. Au cours de ce processus, l’excès d’énergie peut être libéré sous la forme d’un autre photon qui transporte moins d’énergie que celui qui a initialement impacté le fluorophore.
Ce photon de plus faible énergie est ce que nos yeux sont capables de capter sous forme de lumière fluorescente. Le photon émis peut être d’une longueur d’onde détectable à l’œil nu, ou il peut être de longueurs d’onde plus ou moins longues et uniquement visible à l’aide de certains filtres. Pour un fluorophore donné, la relation entre la longueur d’onde du photon d’excitation et la longueur d’onde du photon émis est constante. Cela signifie que si un fluorophore donné est observé au microscope à l’aide d’un laser de puissance constante, la couleur vue à travers l’oculaire restera la même.
La fluorescence est largement utilisée dans la recherche biochimique et moléculaire, ainsi que dans la science médico-légale. Par exemple, l’ADN peut être visualisé à l’aide d’un composé fluorescent connu sous le nom de bromure d’éthidium, qui se lie à certains types d’ADN et leur permet d’être vus sous forme de bandes orange sous une lumière UV. Les médecins légistes utilisent également la nature fluorescente de certains fluides corporels tels que le sang, l’urine et le sperme, pour les trouver sur une scène de crime. Ceux-ci brilleront sous une lumière UV, même lorsqu’ils sont invisibles à la lumière naturelle. Il peut également être utilisé dans la peinture et d’autres arts, qui utilisent des matériaux fluorescents et sont présentés sous une lumière UV pour créer des effets d’un autre monde. Certains objets de collection tels que les pierres précieuses peuvent être identifiés de cette manière. Par exemple, certains diamants brillent en bleu lorsqu’ils sont exposés à une source de lumière UV.