Fluoreszenz
Fluoreszenz ist ein optisches Phänomen, bei dem ein Atom oder Molekül ein Photon absorbiert und später ein Photon mit niedrigerer Energie (d.h. größerer Wellenlänge) emittiert. Die Energiedifferenz der Photonen wird in Wärme umgewandelt.Das Phänomen ist eine besondere Art der Lumineszenz (kaltes Leuchten) und wurde nach dem fluoreszierenden Mineral Fluorit (Flussspat, Calciumfluorid, CaF2) benannt.
Im Unterschied zur Fluoreszenz folgt bei der Phosphoreszenz die Emission nicht unmittelbar auf die Absorption, d.h. innerhalb von 10-8 sec, sondern erst nach Millisekunden, Stunden oder gar Tagen.
Gemäß der Stokesschen Regel muss die Wellenlänge des emittierten Photons mindestens gleich oder größer sein als die des absorbierten Photons. Bei exakt gleichen Wellenlängen spricht man auch von Resonanzfluoreszenz.
Eine Ausnahme der Stokesschen Regel stellt die Zwei-Photonen-Fluoreszenz dar. Hier kann die Wellenlänge des emittierten Photons kleiner sein, als die der beiden absorbierten Photonen, solange das den Energieerhaltungssatz nicht verletzt. Normalerweise stellt die halbe Wellenlänge der beiden absorbierten Photonen die Untergrenze für die Wellenlänge des emittierten Photons dar.
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Es gibt viele natürliche und synthetische Verbindungen, die Fluoreszenz zeigen, und sie haben eine Reihe von Anwendungen:
Durch die Absorption (unsichtbaren) Ultravioletten Lichts und die Aussendung sichtbaren Lichts lässt sich eine Aufhellung erzielen:
In Leuchtstoffröhren wird UV-Licht (ultraviolettes Licht), das durch Gasentladung in der mit Quecksilberdampf gefüllten Röhre erzeugt wird, in sichtbares Licht umgewandelt.
An große Biomoleküle kann durch eine chemische Reaktion eine fluoreszierende chemische Gruppe angehängt werden, die dann als sehr sensitiver Marker für dieses Molekül dient. Beispiele:
Mineralien, Edelsteine, Fasern und viele andere Materialien, die in der Forensik oder an Sammlerstücken und Antiquitäten untersucht werden, haben unterschiedliche Fluoreszenzeigenschaften, wenn sie mit kurz- oder langwelligem UV-Licht oder mit Röntgenstrahlen bestrahlt werden, und können dadurch identifiziert werden.
Anwendungsgebiete
Aufhellung
Beleuchtung
Biochemie und Medizin
Mineralogie, Gemmologie (Edelsteinkunde) und Forensik
Weblinks