Soojuskiirgus ja luminestsents

Soojuskiirguseks nimetatakse aatomite poolt kiiratavat elektromagnetkiirgust, kus aatomite er­gas­ta­mine toimub soojusenergia arvelt.

Mida kõrgem on aine temperatuur, seda kiiremini aineosakesed (aatomid, molekulid) liiguvad. Soo­jus­liikumise käigus aineosakesed põrkuvad ning nende põrgete tulemusena võivad mõned aatomid ergastuda. Kui ergastunud aatom läheb tagasi madalaima lubatud energianivooga põhi­olekusse, toimub elektromagnetlaine kvandi (footoni) kiirgamine.

Soojuskiirguse intensiivsus sõltub (1) keha temperatuurist – kõrgema temperatuuriga kehad kiir­ga­vad intensiivsemalt; (2) kiirgava keha pindalast – suurema pindalaga kehad kiirgavad intensiivsemalt ning (3) kiirgava keha värvusest – tumedamad kehad kiirgavad intensiivsemalt.

Soojust kiirgavad kõik soojad kehad – hõõglamp, leek, ka inimesed ja püsisoojased loomad.

Elektromagnetilist kiirgust, mis tekib aatomite ergastamisel teiste energialiikide, mitte soojuse, arvelt, nimetatakse luminestsentsiks. Kuna luminestsentsi tekkimine ei eelda kõrget temperatuuri, siis nimetatakse luminestsentsi ka „külmaks valguseks“.

Luminestsentsi liigitatakse:

(1) fotoluminestsentsiks – ergastamise allikaks on ult­ra­valgus. Fotoluminestsents on iseloomulik lumino­fooridele. Lumi­no­foor on aine (pulber, kristall, keraamika), mille neeldunud energia vabastab footonite kiirguse. Järelhelenduse kestuse järgi saab luminofoore liigitada järgmiselt: fluorofoorid ja fos­foorid. Fluorofooride puhul jälgitakse fluorestsentsi, mille kiir­guse kestvus on määratud aatomi, iooni või molekuli s.t luminestsitsentri ergastatud seisundi eluea järgi. Fosfooride puhul leiab aset fosforestsents ning selle protsessi puhul võib järelhelendus kesta ka tunde. (Pildil luminofoorvärviga värvitud evakuatsioonitee).

fuusika145

(2) katood­luminestsentsiks – ergastamise allikaks on kiirete elektronide juga (vaata elektrivool gaasides –  katoodlahendus);

(3) radioluminestsentsiks – ergastamise allikaks on radioaktiivne kiirgus (näiteks raadiumi Ra poolt tekitatud helendus kella numbrilaual);

fuusika146

(4) elektro­lu­minestsentsiks – ergastamise allikaks on elektriväli (ja/või elektrivool)  – fotol on näha elektolmuminestseeruvate ele­men­tidega riided;

fuusika147

(5) kemoluminestentsiks – ergastamise allikaks on keemiline reaktsioon (näiteks helenduvates käevõrudes ja või signaalpulgakestes) ning

fuusika148

(6) bioluminestentsi – ergastamise allikaks on biokeemiline reaktsioon (jaanimardikad).

fuusika149