Fyzika Luminiscence
předchozí kapitola následující kapitola
 

Luminiscence je schopnost některých látek světélkovat po dodání energie různého typu (viz odstavec vpravo). V technické praxi je nejdůležitějším druhem luminiscence fotoluminiscence.

Noční a zejména hlubokomořští živočichové využívají především chemiluminiscenci, která je u živých organizmů označovaná jako bioluminiscence.

Při dodání dostatečného množství energie elektronu v obalu atomu nebo molekuly dojde k jeho excitaci na vyšší energetickou hladinu. Po určité době dojde k návratu elektronu na nižší energetickou hladinu (relaxaci). Tento návrat je doprovázen uvolněním fotonu o vlnové délce dané rozdílem obou energetických hladin. Za příznivých okolností je vlnová délka tohoto záření přibližně v rozmezí 390–760 nm, takže ji vnímáme jako viditelné světlo – luminiscenci.

Obr. 1: Triboluminiscence vznikající při drcení krystalů cukru (zdroj)

Obr. 2: Elektroluminicenční folie jsou běžným prvkem moderních elektro-nických přístrojů (podsvícení LCD displejů, mobilních telefonů apod. - zdroj)

 

Přehled typů luminiscence podle zdroje excitace

Fotoluminiscence - zdrojem excitace je UV záření a viditelné světlo, dělí se na fluorescenci a fosforescenci.

Radioluminiscence -  zdrojem excitace je α-, ß-, γ- záření, označuje se jako scintilace

Termoluminiscence - zdrojem excitace je tepelná energie (IR záření). Přírodní krystalické materiály (např. kalcit, fluorit, diamant) obsahují poruchy v krystalické mřížce (např. volné ionty narušující el. pole krystalu), jestliže se vytvoří potenciálová díra v elektrickém poli, může se v ní usadit volný elektron (elektronová past).

Volný elektron může být excitován a jeho energie zachována dlouhou dobu. Při zahřátí získá dostatek energie k opuštění potenciálové díry, uvolní se světelná energie, která může být změřena (termoluminiscenční datování).

Elektrolulminiscence - zdrojem excitace je elektrický proud. Materiál emituje světlo působením procházejícího proudu, nebo elektrického pole, většinou se jedná o tzv. radiační rekombinaci (zánik páru díra - volný elektron), materiálem je např. ZnS dopovaný Ag, nebo Cu (elektroluminiscenční displeje).
Proud urychlovaných elektronů způsobuje katodové záření - katodo-luminiscence (obrazovka).

Chemiluminiscence   - zdrojem excitace je chemická reakce. Při silně exotermních reakcích některých látek, pokud chemiluminiscence probíhá u živých organizmů, mluvíme o bioluminiscenci.

Triboluminiscence -   zdrojem excitace je mechanická energie. Při tření nebo drcení může dojít k přerušení asymetrických vazeb krystalu (např. cukr, diamant), náboj je po porušení vazeb rozložen nerovnoměrně, při vyrovnání náboje v krystalu dochází k luminiscenci.

Krystaloluminiscenece - zdrojem excitace je krystalizace např. při krystalizaci některých látek z roztoků.

*******************************************************************************************
Literatura:
Valeur, Bernard: Molecular fluorescence: principles and applications, Wiley-VCH, 2002

www stránky:
Stránky Jana Preislera
   http://bart.chemi.muni.cz/

Projekt chemické světlo   http://projekt-cl.ujep.cz/

Journal of Luminiscence  http://www.sciencedirect.com/science/journal/00222313