Luminescencja jest to zjawisko fizyczne polegające na emisji światła przez substancję, która nie jest wynikiem jej nagrzewania. Jest to forma emisji światła, która zachodzi w temperaturach niższych niż wymagane do wystąpienia żarzenia. Luminescencja może być wywołana przez różnorodne procesy i może występować w wielu różnych materiałach.
Mechanizm luminescencji
Zjawisko luminescencji zachodzi, gdy elektrony w atomach, jonach lub cząsteczkach absorbują energię z zewnętrznego źródła i przechodzą do wyższego stanu energetycznego. Po pewnym czasie, zazwyczaj bardzo krótkim, elektrony te powracają do swojego stanu podstawowego, emitując przy tym energię w postaci fotonów światła. Czas życia stanu wzbudzonego może być różny i zależy od rodzaju luminescencji oraz materiału, w którym zachodzi zjawisko.
Typy luminescencji
Luminescencja może być podzielona na kilka typów w zależności od źródła energii, które wywołuje emisję światła:
Fotoluminescencja
Jest to forma luminescencji, w której źródłem energii jest światło. Fotoluminescencja dzieli się na dwie podkategorie: fluorescencję i fosforescencję. Fluorescencja charakteryzuje się krótkim czasem trwania po zakończeniu ekscytacji, natomiast fosforescencja może trwać znacznie dłużej po usunięciu źródła energii.
Chemiluminescencja
W tym przypadku emisja światła jest wynikiem reakcji chemicznej. Przykładem chemiluminescencji jest świecenie świetlików, gdzie światło jest produktem reakcji chemicznej zachodzącej w organizmie owada.
Elektroluminescencja
Elektroluminescencja jest spowodowana przez prąd elektryczny przepływający przez materiał, co powoduje jego wzbudzenie i emisję światła. Przykładem zastosowania elektroluminescencji są diody elektroluminescencyjne (LED).
Termoluminescencja
Zjawisko to zachodzi, gdy materiał po uprzednim naświetleniu i wzbudzeniu, emituje światło pod wpływem podgrzewania.
Radioluminescencja
Jest to typ luminescencji, w którym źródłem energii jest promieniowanie jonizujące, takie jak promieniowanie alfa, beta, gamma lub rentgenowskie.
Zastosowania luminescencji
Luminescencja znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach nauki i techniki. Wykorzystuje się ją między innymi w:
- Oświetleniu, np. diody LED, świetlówki;
- Wyświetlaczach, np. ekrany LCD, OLED;
- Biologii i medycynie, np. w badaniach nad ekspresją genów, obrazowaniu medycznym;
- Bezpieczeństwie, np. znaki ewakuacyjne świecące w ciemności;
- Naukach o materiałach, np. w badaniu struktury i właściwości materiałów.
Właściwości luminescencyjne materiałów
Materiały luminescencyjne charakteryzują się różnymi właściwościami, takimi jak długość fali emitowanego światła, intensywność, czas trwania emisji oraz stabilność. Te parametry są kluczowe przy projektowaniu urządzeń wykorzystujących luminescencję i decydują o ich efektywności oraz obszarach zastosowania.
