Wie unterschiedet sich die Lichterzeugung und das Lichtspektrum verschiedener Leuchtmittel?
Grundlagen: Licht und Energieniveauschema
Alle leuchtmittel, vom Feuer bis zur OLED erzeugen das Licht durch Übergänge
von Elektronen in der Atomhüle bzw. in den Elektronenbändern. Aufgrund der
Struktur der verschiedenen Energieniveaus können so ganz verschiedene
Leuchterscheinungen entstehen.
Grundprinzip: Leuchtgas In einer mit Gas gefüllten Röhre werden freie Elektronen beschleunigt und stoßen dabei auf die Gasatome. Dort können sie bei ausreichender Energie Elektronen des Atoms auf höhere Energieniveaus heben. Diese Elektronen können nun von höheren Energieniveaus auf tiefere fallen, sofern auf ihnen freie Plätze sind. Bei diesem Übergang kommt es zur Aussendung (Emission) von Licht. Die Energie und damit auch die Wellenlänge und Frequenz des Lichtes entspricht damit der Energiedifferenz der beiden beteiligten Energieniveaus. Ein Stoff kann in der Regel mehrere Lichtquanten bei entsprechenden Übergängen aussenden. Es entsteht ein sogenanntes Linienspektrum mit mehreren einzelnen Farblinien. Anwendung findet dieses Prinzip in verschiedenfarbigen Leuchtröhren der Werbung und in den gelblichen Neondampflampen , die es z.T. noch im Straßenbild gibt. Dabei dominiert i.d.R. eine der Leuchtfarben. |
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Fluoreszenz: Änderung der Lichtfarbe In vielen
Stoffen Wird ein Stoff mit energiereichem Licht (UV- oder Röntgenstrahlung) beleuchtet, so können Elektronen oft über mehrere Energieniveaus hinweg gehoben werden. Nach dieser Anregung kann es dann vorkommen - und ist oft sogar sehr wahrscheinlich - dass die angeregten Elektronen in mehreren Zwischenschritten auf das ursprüngliche Niveau zurückspringen. Dabei wird die ursprüngliche Energie des Lichtes in mehrere Portionen aufgeteilt. Mit Hilfe von fluoreszierenden Materialien (z.B. Fluor) kann somit unsichtbares Licht (UV- oder Röntgenstrahlung) sichtbar gemacht werden. Phosphoreszenz: Nachleuchten Bei einigen Materialien, z.B. Phosphor, erfolgt die Anregung in ein hohes Energieniveau sehr schnell, während die Emission langsam erfolgt. Diese Materialien leuchten z.T. lange nach. |
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