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luminescence

(latin lumen, inis, lumière, d'après phosphorescence)

Émission par la matière d'un rayonnement électromagnétique dont l'intensité, pour certaines longueurs d'onde, est plus forte que celle du rayonnement thermique de cette matière à la même température.

PHYSIQUE

Les différents types de luminescence

La luminescence est une production de lumière par tout autre moyen que le chauffage (qui relève de l'incandescence). Dans tous les phénomènes de luminescence, la lumière est émise par les atomes revenant à leur état normal après avoir été excités vers un état d'énergie plus élevée. Quand l'émission suit aussitôt l'excitation, on parle de fluorescence. Quand au contraire un délai plus ou moins long les sépare, on parle de phosphorescence.

Il y a autant de types de luminescence que de méthodes d'excitation des atomes. On parle ainsi de bioluminescence pour l'émission de lumière par des processus chimiques dans un organisme vivant (vers luisants, poissons des abysses, etc.), de triboluminescence pour l'émission due à des contraintes mécaniques (comme ce qu'on observe en écrasant du sucre dans l'obscurité), de radioluminescence quand l'excitation est produite par des radiations de haute énergie (scintillateurs) et d'électroluminescence quand elle est due à l'application directe d'un champ électrique (diodes électroluminescentes destinées à l'affichage). Les deux types les plus riches en applications sont la cathodoluminescence et la photoluminescence.

La cathodoluminescence

L'excitation de l'atome est produite par l'impact d'un électron rapide. C'est de cette manière qu'un écran cathodique (équipant un téléviseur ou un ordinateur classiques, mais qui est de plus en plus concurrencé par l'écran plat, relevant d'autres technologies) produit sa lumière. Le jet d'électrons, issu d'un « canon à électrons » puis focalisé, est dévié et vient frapper le point choisi sur l'écran, recouvert d'un matériau luminescent, souvent à base de sulfure de zinc mélangé à des « activateurs ». Les électrons incidents en libèrent d'autres, de direction aléatoire, et on ne peut pas réduire indéfiniment la taille du « spot » lumineux résultant.

La photoluminescence

L'excitation de l'atome est produite par l'absorption de lumière, visible ou – le plus souvent – ultraviolette. En effet, on constate toujours que l'énergie du photon émis est plus faible que celle du photon absorbé, la différence étant dissipée sous d'autres formes. C'est ainsi que les « tubes fluorescents » d'éclairage utilisent la photoluminescence d'un matériau tapissant le tube et excité par l'ultraviolet émis par la lampe à vapeur de mercure contenue dans le tube. La couleur finale dépend évidemment du revêtement utilisé, c'est-à-dire des niveaux d'énergie des atomes qui le constituent.