Lumineszenz

Lumineszenz

Lumineszenz ist die optische Strahlung eines physikalischen Systems, die beim Übergang von einem angeregten Zustand zum Grundzustand entsteht (strahlende Desaktivierung). Je nach Art der Anregung unterscheidet man verschiedene Arten der Lumineszenz:

  • Elektrolumineszenz: Die Anregung des Systems durch elektrischen Strom (Beispiel: Leuchtdioden, EL-Folien oder OLEDs). Das Licht von Gasentladungen hat einen ähnlichen Mechanismus, wird aber meist nicht so bezeichnet.
  • Kathodolumineszenz: Die Anregung des Systems erfolgt durch Beschuss mit Elektronen (Beispiel: Fernsehbildschirm).
  • Photolumineszenz: Die Anregung des Systems erfolgt durch Photonen. Dabei unterscheidet man je nach Zeitdauer zwischen Anregung und Emission des Lichtes zwischen Phosphoreszenz und Fluoreszenz.
  • Chemolumineszenz: Die Anregung des Systems erfolgt durch eine chemische Reaktion (Beispiel: Luminol zum Nachweis von Blut).
  • Biolumineszenz: Die Anregung des Systems erfolgt durch eine chemische Reaktion in lebenden Organismen (Beispiel: Oxidation von Luciferin im Leuchtkäfer).
  • Tribolumineszenz: Die Anregung des Systems erfolgt durch Reibung oder Auseinanderreißen; z. B. bei Zuckerkristallen oder beim Öffnen von selbstklebenden Briefumschlägen.
  • Thermolumineszenz: Die Anregung des Systems erfolgt durch Wärmezufuhr.
  • Sonolumineszenz: Die Anregung des Systems erfolgt durch Schallwellen (in Flüssigkeiten).
  • Crystallolumineszenz bzw. Kristallolumineszenz: Die Anregung des Systems erfolgt beim Kristallisierungsvorgang einzelner Materialien (z. B. Arsentrioxid)
  • Radiolumineszenz: Die Anregung des Systems erfolgt durch Bestrahlung mit Alpha- oder Beta-Strahlung bzw. durch Röntgenstrahlung (ähnlich Thermolumineszenz)
  • Superlumineszenz: Die Anregung des Systems kann nur mit durch spontane Emission erzeugtem Licht erfolgen, das durch stimulierte Emission in einem Lasermedium optisch verstärkt wird.
  • Ionolumineszenz: Die Anregung des Systems erfolgt durch hochenergetische Partikelstrahlung z. B. Alpha-Pakete (Heliumkerne)
  • Piezolumineszenz: Die Anregung des Systems erfolgt durch Pressen von Quarzen verwandt mit Piezoelektrizität.
  • Fractolumineszenz: Die Anregung des Systems erfolgt durch Zerbrechen diverser Kristalle.

Zusätzlich zur Lumineszenz tritt immer auch Wärmestrahlung auf, die jeder Körper der Temperatur T > 0\ \mathrm{K} emittiert.

Die verschiedenen Arten der Lumineszenz können auch nach der Dauer des Leuchtens nach Ende der Erregung eingeteilt werden. Ein sehr kurzes Nachleuchten (meist < eine millionstel Sekunde) als unmittelbare Folge und Begleiterscheinung der Anregung bezeichnet man mit dem Begriff der Fluoreszenz, wohingegen Phosphoreszenz ein längeres Nachleuchten von mindestens 1/1000 Sekunde nach der Anregung beschreibt.

Die Erklärung für beide Vorgänge liefert das Bändermodell: Durch die Anregung des Stoffes gelangen die Elektronen vom Valenzband in das Leitungsband. Im Falle der Fluoreszenz rekombinieren diese Leitungselektronen unter Emission von elektromagnetischer Strahlung direkt wieder mit einer Elektronenleerstelle im Valenzband. Die Lichtintensität ist dabei direkt von der aktuellen Anregungsenergie abhängig.

Bei der Phosphoreszenz hingegen werden, durch in das Material eingebrachte Störstellen, metastabile Zwischenniveaus in der verbotenen Zone erzeugt, die so genannten Haft- bzw. Aktivatorterme. Im Grundzustand sind die Aktivatorterme mit Elektronen besetzt, die Haftstellen bleiben leer. Nachdem die Elektronen durch die Anregung vom Valenzband in das Leitungsband gehoben wurden, werden die entstandenen Defektelektronen mit Elektronen aus den Aktivatortermen aufgefüllt. Die freien Elektronen sind bestrebt, mit den Defektelektronen aus dem Aktivatorterm zu rekombinieren. Dabei werden sie von den Haftstellen eingefangen. Es ist auch möglich, dass die Elektronen vom Valenzband direkt in die Haftstelle gehoben werden (direkte Anregung). Durch erneute Energieeinwirkung können diese Elektronen wieder in das Leitungsband gehoben werden und von dort aus unter Emission von Licht der Energie ΔE mit Defektelektronen aus dem Aktivatorterm rekombinieren.

Die Untersuchung der Lumineszenz beispielsweise bei Kristallen wird mittels des Phosphoroskops nach Becquerel durchgeführt.

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См. также в других словарях:

  • Lumineszenz — bezeichnet eine Gruppe von Erscheinungen des Leuchtens, die aus den allgemeinen zwischen Temperatur und Lichtemission der Körper bestehenden Gesetzen sich nicht erklären lassen. Das Licht glühender Körper läßt für gewöhnlich aus seiner Farbe, aus …   Lexikon der gesamten Technik

  • Lumineszenz — (lat.), jede Lichterregung, die nicht auf Erhitzung eines Körpers beruht. Je nach der Ursache der Lichterregung unterscheidet man Photo , Chemi , Tribo (Reibungs ), Lyo (Lösungs ), Kathodo , Elektrolumineszenz etc. Vgl. Phosphoreszenz.… …   Meyers Großes Konversations-Lexikon

  • Lumineszénz — Lumineszénz, das Leuchten von Körpern fast oder ganz ohne Temperaturerhöhung. Man unterscheidet Photo L., durch Bestrahlung (s. Fluoreszenz und Phosphoreszenz); Thermo L., durch schwache Erwärmung; Chemi L., bei gewissen chem. Prozessen, z.B. das …   Kleines Konversations-Lexikon

  • Lumineszenz — Lu|mi|nes|zẹnz 〈f. 20〉 Aussendung von Licht nach vorhergegangener Anregung durch Energieaufnahme [zu lat. lumen „Licht“] * * * Lu|mi|nes|zẹnz [↑ Lumen (1) u. ↑ eszenz], die; , en; veraltetes Syn.: kaltes Leuchten: beim Übergang elektronisch… …   Universal-Lexikon

  • Lumineszenz — liuminescencija statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. luminescence vok. Lumineszenz, f rus. люминесценция, f pranc. luminescence, f …   Automatikos terminų žodynas

  • Lumineszenz — liuminescencija statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Nešiluminės energijos šaltinio sukeltas švytėjimas. atitikmenys: angl. luminescence vok. Lumineszenz, f rus. люминесценция, f pranc. luminescence, f …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

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  • Lumineszenz — Lu|mi|nes|zẹnz 〈f.; Gen.: , Pl.: en; Physik〉 ohne merkbare Erwärmung verlaufende Lichtaussendung einer Substanz, die auf Veränderungen der Elektronenanordnung in Atomen beruht, wobei die freigesetzte Energie in Form sichtbarer Strahlung… …   Lexikalische Deutsches Wörterbuch

  • Lumineszenz — Lumines|zẹnz [zu lat. lumen, Gen.: luminis = Licht] w; , en: kaltes Leuchten, Aufleuchten eines Stoffes ohne gleichzeitige Temperaturerhöhung der Substanz (z. B. das Leuchten von Phosphor im Dunkeln) …   Das Wörterbuch medizinischer Fachausdrücke


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