Lumineszenz

Während bei der Inkandeszenz Licht über glühende Körper und damit einhergehend hohe Temperaturen erzeugt werden, ist die Lumineszenz hingegen jegliche Art der Lichterzeugung, bei der Licht nicht oder nicht hauptsächlich in hohen Temperaturen begründet ist. Das erzeugte Licht ist quasi eine Form von "kaltem Licht". Die Aussendung dieses Lichts wird unter Umgebungs- oder Niedertemperaturbedingungen verursacht.

Bei der Lumineszenz verändert sich der Zustand von Elektronen. Elektronen in einem Atom oder einem Molekül wird Energie zugeführt. Dadurch werden sie angeregt. Was heißt das – angeregte Elektronen?

Man kann sich das Ganze wie eine Treppe vorstellen: Bälle (Elektronen) können nur auf den bestehenden Stufen (Energiezuständen) liegen. Wird das Elektron angeregt, wird ihm also von außen Energie zugeführt – der Ball wird hochgehoben –, kann das Elektron eine Treppenstufe (oder mehrere) nach oben gelangen und dort liegen bleiben.

Der Ball bleibt im Normalfall aber nur ganz kurz auf der oberen Stufe liegen. Er fällt wieder zurück auf die untere Treppenstufe. Beim Runterfallen des Balls wird die entstehende Energie als Strahlung abgegeben. Welche Energie und damit welche Wellenlänge die abgegebene elektromagnetische Strahlung hat, wird durch die Höhe der Stufe festgelegt.

Wenn die Höhe der Stufe so ist, dass die abgegebene Strahlung im Lichtspektrum liegt, wird Licht abgegeben.

Das so entstehende Licht kann also immer nur in einem sehr schmalen Wellenlängenbereich (Banden- bzw. Linienspektrum) liegen. Die Höhe der Stufe gibt die Wellenlänge vor und damit die Farbe des abgestrahlten Lichts.

Der Ball kann nicht auf einer Höhe zwischen zwei Stufen liegen bleiben. Die möglichen Stufen in einem Atom oder Molekül sind wie bei der Treppe durch seinen Aufbau vorgegeben.

Damit ist auch die Energie abschätzbar, die beim Herunterfallen in eine niedrigere Stufe freigesetzt werden kann. Das heißt, der Wellenlängenbereich der entstehenden Strahlung ist durch die Struktur der verwendeten Materialien auf Quantenebene festgelegt.

Die Energie, die den Elektronen zugeführt wird und die sie anregt, kann auf verschiedenen Arten übertragen werden. Sie kann beispielsweise von Licht (Photolumineszenz), elektrischem Strom (Elektrolumineszenz), chemischen Reaktionen (Chemilumineszenz) oder auch Reibung (Tribolumineszenz) stammen.

Auch elektrische Entladungen sind eine Art der Lumineszenz.

Es gibt also verschiedene Arten der Lumineszenz:

• Photolumineszenz
  • Fluoreszenz, z. B. Leuchtstoff in Leuchtstofflampe, auf weißer Leuchtdiode
  • Phosphoreszenz, z. B. Sicherheitsmarkierung, nachleuchtende Aufkleber
• Elektrolumineszenz, z. B. LED, OLED
• Elektrische Entladung
  • Gasentladung, z. B. Gasentladungslampe, Glimmlampe
• Chemilumineszenz, z. B. Knicklichter
  • Biolumineszenz, z. B. Glühwürmchen
• Tribolumineszenz, z. B. Reibung von Zuckerstücken, Aufreißen eines selbstklebenden Briefumschlages
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