La luminescence

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  • Publié le : 2 juin 2011
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LUMINESCENCE
On appelle luminescence l’émission de tout rayonnement électromagnétique visible, ultraviolet ou infrarouge, qui n’est pas d’origine purement thermique.
La luminescence s’observe dans les solides, mais également dans les liquides et les gaz, dans les substances minérales, organiques ou biologiques.
Le phénomène de luminescence se décompose toujours au moins en deux phases :l’excitation du système électronique de la substance et sa désexcitation au cours de laquelle l’émission lumineuse se produit. L’Excitation et l’émission peuvent être séparées par des phases intermédiaires, ce qui mène à distinguer deux types d’émission lumineuse : la fluorescence lorsque l’émission suit presque instantanément l’excitation (temps de l’ordre de 10-8 s) et la phosphorescence quandl’émission persiste au bout d’un temps plus long (temps pouvant aller de la fraction de seconde à plusieurs jours)
La luminescence est source de progrès : la découverte de la radioactivité, la méthode de datation dans l’archéologie moderne (thermo)
La luminescence est déjà l’objet de nombreuses applications scientifiques et techniques.

PHOTOLUMINESCENCE
La photoluminescence est l’émission de lumièreconsécutive à une absorption de lumière dans l’ultraviolet ou le visible. Il s’agit principalement de fluorescence ou de phosphorescence. Cette dernière se distingue par le fait que les espèces excitées passent dans un état intermédiaire avant de retourner à l’état fondamental.

FLUORESCENCE & PHOSPHORESCENCE
Intro : On retrouve la fluorescence pour des aspects esthétiques (surligneurs, boisson« fluo », vêtements …) mais elle est aussi utilisée pour l’éclairage, pour la détection de faux billets de banque ou pour la sécurité routière.
Quant à la phosphorescence, moins fréquemment observée, elle offre également des applications intéressantes. Par exemple elle est utilisée pour lire l’heure la nuit, pour la signalisation de la route ou encore pour la décoration.
Définitions :
Lafluorescence est une émission lumineuse provoquée par diverses formes d’excitation autre que la chaleur («lumière froide») ; ce n'est pas une simple couleur c'est une propriété particulière: celle d'émettre plus de lumière d'une certaine couleur que ce que le matériau reçoit dans son environnement.

La phosphorescence est le phénomène observé lorsqu’une matière continue à émettre de la lumière après enavoir reçu. Le terme signifie plus ou moins « illuminer comme le phosphore ». En effet, le phosphore blanc donne de la lumière dans le noir, mais dans cette matière ce sont des réactions d’oxydation qui en sont la cause, ne descendant pas de la phosphorescence mais de la chimiluminescence que nous étudierons dans une autre partie.
La phosphorescence se crée à partir d’un atome excité, qui sedésexcite lentement. Les atomes restent un certain temps dans un état excité, et retombent dans leur état fondamental petit à petit en émettant de la lumière. Un matériau phosphorescent continue donc d'émettre de la lumière bien après en avoir reçu ! En fait, la lumière normale excite seulement une petite partie des atomes du matériau. D’ailleurs, on peut s'apercevoir que plus on a éclairé les atomesavec une lumière intense, plus leur émission est ensuite intense, donc plus grand est le nombre d'atomes qu'on a réussi à exciter.
Nous avons expérimenté cela pour savoir en fonction du temps qu’on éclaire l’étoile phosphorescente, pour combien de temps elle s’illumine dans l’obscurité. Malheureusement, nos chiffres ne sont pas exacts, puisque le temps d’illumination est plus long qu’on ne lepensait : pour deux secondes d’éclairage, la durée d’émission est comprise entre une à trois heures.

La différence entre fluorescence et phosphorescence est la rémanence, c’est-à-dire le temps de désexcitation.
Une molécule phosphorescente possède la propriété d'absorber de l'énergie lumineuse (lumière d'excitation) et de la restituer lentement sous forme de lumière phosphorescente...
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