Wird eine Substanz eine Zeit lang belichtet oder bestrahlt und leuchtet dann "von selber" weiter, so wird sie "phosphoreszierend" genannt. Die Anregung (Belichtung) muss mit Strahlen geeigneter Wellenlängen geschehen, wobei die abgestrahlten Frequenzen stets kleiner sind als die eingestrahlten.

Als Anregung kann sichtbares Licht, UV-Licht, Elektronen-, Röntgen- oder radioaktive Strahlung verwendet werden.
Seit Jahrzehnten bekannt und genutzt ist Zinksulfid ZnS, das Ionenkristalle in zwei Modifikationen bilden kann: Zinkblende und Zinkwurtzit. Nur die Zinkblende, verunreinigt (dotiert, unter 1%) mit Kupfer (ZnS:Cu) oder Silber (ZnS:Ag), leuchtet recht ordentlich gelblich-grün nach. Die Phosphoreszenz nimmt leider recht schnell ab. Im Handel gibt es Nachleuchtpapier als Bastelfolie oder Farben für Modellbauer auf der Basis Zinksulfid.

Sehr viel besser und haltbarer sind Erdalkalialuminate (SrO¡ o Al2O3), dotiert mit Seltenen-Erden-Elemente. Sie leuchten wesentlich heller und länger als Zinksulfid, in gelblich-grün oder bläulich.

Im praktischen Einsatz einer phosphoreszierenden Substanz sind deren Helligkeit (Intensität, Leuchtdichte), deren Nachleuchthelligkeiten und Nachleuchtdauer (Abklingzeit) von Interesse.
  • Die Leuchtdichte bestimmt den gesehenen Helligkeitseindruck von einer Fläche und wird gemessen in Milli-Candela pro qm: mcd/m².
  • Die Nachleuchthelligkeiten sind die Leuchtdichten nach Abschalten der Lichtquelle in Minuten. Oft werden die Messwerte sofort nach Abschalten, also 0 Minuten, und nach 10 und 60 Minuten angegeben.
  • Die Nachleuchtdauer ist die Zeit, nach der das Leuchten kaum noch wahrgenommen wird. Sie liegt bei 0,32 mcd/m², der 100fachen Wahrnehmungsgrenze des menschlichen Auges.


Eine typische Herstellerangabe sieht folgendermaßen aus:

Verstrichene Zeit in Minuten 1 5 10 30 60 Nachleuchtdauer
ZnS:Cu 331 58 24 7 3 >170 min
Produkt xyz 1109 290 148 45 20 >1000 min

Besser sind Exponentialkurven auf logarithmischem Papier oder Geraden auf doppelt-logarithmischem Papier.
Phosphoreszierende Substanzen haben ihre praktische Bedeutung bei Stromausfall als Notbeleuchtung, auf Hinweisschildern oder für Markierungen.

Man findet sie in Oszilloskopröhren oder Fernsehern mit Anregung durch eine Elektronenkanone. Oder bei nachleuchtenden Uhrenzeigern und Zifferblättern, wobei manchmal radioaktive Stoffe für ein "ewiges" Leuchten sorgen. Oder als Röntgenschirm bei Bestrahlung mit Röntgenstrahlen.
Hätten die Schildbürger ihre leeren Gefäße, mit denen sie versuchten, Sonnenlicht in ihr fensterloses Rathaus zu tragen, mit phosporeszierenden Substanzen gefüllt, wäre deren Geschichte ganz anders verlaufen.

Physikalisch gesehen spielen die Elektronen die ausschlaggebende Rolle: Bei Bestrahlung nehmen manche von ihnen Energie auf, verändern also ihren energetischen Zustand, und können nicht sofort wieder zu ihrem ursprünglichen Zustand zurückkehren. Sie befinden sich in einem höheren energetischen Minimum, aus dem sie wiederum ein wenig herausgehoben werden müssen, um zu ihrem ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Anschaulich: wie eine Kugel , die in eine flache Schale geworfen wird und nur noch einen kleinen Stupps zum Herausfallen benötigt. Das kann durch Erwärmen, Stoß oder erneute Strahlungszufuhr erreicht werden.

Phosporeszenz kann beeinflusst werden. Mit einer im Dunkeln leuchtenden Nachleuchtfolie kann man Nebenstehendes ausprobieren.
  • Wird die Folie kurz erwärmt, z. B. durch Handauflegen (am besten "betend", mit der Folie zwischen den Händen), leuchtet sie in den wärmeren Bereichen heller als in den kälteren. Der Handabdruck ist gut zu erkennen. Nach kurzer Zeit (wenn sich die Folie wieder abgekühlt hat), ist ein Negativbild zu sehen. Die Phosphoreszenz ist also durch Erwärmung kurzzeitig stärker geworden, aber auch stärker "verbraucht" worden
  • Wird die Folie mit Licht niedriger Wellenlänge bestrahlt, wird die Phosphoreszenz ebenfalls angeregt. Dies kann mit einer Infrarot-Fernbedienung geschehen, die man nahe an die Folie hält und dann eine Taste drückt.

1803 Hulme Versuche und Bemerkungen über die Einwirkung der Hitze und der Kälteauf das von Canton's Lichtmagneten eingesogne Sonnenlicht Annalen der Physik 12 224 225 226 227 228 229
1817 John Bemerkungen über die Lichtmagnete Annalen der Physik 55 453 454 455 456 457 458 459 460
1830 Pearsall Ueber die Wirkung der Elektricität auf die bei Erwärmung phosphorescirenden Mineralien Annalen der Physik und Chemie 96 (2-20) 252 253 254 255 256 257 258 259 260
1831 Pearsall Fernere Versuche über die Erregung von Phosphorescens und Farbe in Körpern mittelst Elektricität Annalen der Physik und Chemie 98 (2-22) 566 567 568 569 570 571 572 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584
1834 Osann Versuche über Phosphorescens durch Insolation, und Beschreibung eines neuen Photometers Annalen der Physik und Chemie 109 (2-33) 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 Tabelle
1839 Bequerel Untersuchungen über die Hervorrufung der Phosphorescens und über verschiedene Eigenschaften des elektrischen Funkens Annalen der Physik und Chemie 124 (2-48) 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549
1849 Bequerel Ueber die Phosphorescens durch Insolation Annalen der Physik und Chemie 153 (2-77) 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81
1861 Fiebig Ueber den Einfluß der Wärme auf Phosphorescens Annalen der Physik und Chemie 190 (2-114) 292 293 294 295 296
1868 Forster Ueber Darstellung künstlicher Leuchtsteine Annalen der Physik und Chemie 209 (2-133) 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258

Zurück zu "Lumineszenzen" Letzte Änderung 29.6.2005