Bernstein-Autofluoreszenz unter Schwarzlicht

Bernstein fasziniert die Menschen seit Jahrtausenden. Wir kannten dieses besondere Material schon in der Steinzeit. Für die Bronzezeit, also ca. 3-4000 Jahre in der Vergangenheit, ist der Handel baltischen Bernsteins bis nach Ägypten und Syrien belegt.

Bei europäischem Bernstein, fast ausschließlich Succinit, handelt es sich um fossilierte Harze eines bislang noch immer unbekannten Baumes. Aufgrund von gefundenen Holz-Einschlüssen wir vermutet, dass dieser Baum ein Vorfahre eines der heutigen Nadelbäume war.

Zwar spielt der per Bergbau gewonnene Anteil an Bernstein eine immer größere Rolle, doch noch immer werden bei günstigem Wind regelmäßig neue Stücke an die Ostseeküste gespült, die sich zuvor aus dem Erdreich unter dem Meer gelöst haben. Bernstein hat nämlich mit ca. 1,1g/cm³ eine Dichte, die nur knapp über der von Wasser liegt. Interessierte Laien können so recht einfach selbst einige Fundstücke ergattern.

Bei Tageslicht lassen sich die schönen Steine recht gut finden, weil sie im direkten Sonnenlicht in typischen Orange-Tönen aufleuchten.

Ambitioniertere Sammler/-innen gehen manchmal schon im Dunklen auf die Suche nach Bernstein. Sie machen sich dabei eine besondere Eigenschaft des Materials zunutze: die Autofluoreszenz.

Fluoreszenz und Autofluoreszenz

Fluoreszenz bezeichnet das physikalische Phänomen, dass bestimmte Stoffe, werden sie mit Licht einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt, auf einer anderen, meist höheren Wellenlänge zurückstrahlen. Die eingehenden Photonen werden von den Molekülen des Materials absorbiert und dadurch aus dem energetischen Gleichgewicht geworfen, in dem sich sich zuvor befanden. Sie kehren danach zum Gleichgewicht zurück und geben dabei die überschüssige Energie in Form von Photonen ab. Da der Vorgang selbst Energie gekostet hat, ist das danach ausgestrahlte Photon meist energieärmer, d.h. hat eine höhere Wellenlänge als das zuvor einstrahlende Licht.

Autofluoreszente Stoffe wie Bernstein sind Materialien, die von sich aus zur Fluoreszenz in der Lage sind. Alternativ können Materialien mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert werden, die sich an bestimmte Moleküle anheften.

Kennt man nun die Anregungswellenlänge und die Wellenlänge der Fluoreszenzstrahlung, dann lassen sich auf diese Weise bewusst Materialien hervorheben. Das machen Bernsteinsammler/-innen mit sogenannten Schwarzlicht-Taschenlampen. "Schwarzlicht" ist dabei die umgangssprachliche Bezeichnung für langwelliges UV-Licht, dessen Wellenlänge nur knapp unterhalb der Wahrnehmbarkeit des menschlichen Auges liegt.

Welche Wellenlänge ist für Bernstein-Autofluoreszenz ideal?

Die häufigsten Wellenlängen der LEDs in Schwarzlicht-Taschenlampen sind 365 nm und 395 nm. Welche ist nun besser geeignet, um Bernstein zur Autofluoreszenz anzuregen?

Wir haben ein kleines Experiment mit beiden Wellenlängen und am Ostseestrand gefundenem Bernstein unternommen. Das Ergebnis ist recht eindeutig: Bernstein fluoresziert stärker bei 395 nm als bei 365 nm.

Soll die Schwarzlicht-Lampe also nur die Bernstein-Suche verwendet werden, dann sind Lampen mit 395 nm klar im Vorteil. 365 nm sind dagegen die geeignetere Anregungsfrequenz für die Prüfung von Banknoten: Deren Sicherheitsmerkmale strahlen bei 365 nm wesentlich deutlicher.