LUMINESCENCE

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Bioluminescence

Bioluminescence
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Diagramme d’énergie d’un atome représentant les niveaux électroniques.

Diagramme d’énergie d’un atome représentant les niveaux électroniques.
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Schéma de bandes d’un cristal

Schéma de bandes d’un cristal
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Spectre d’absorption et d’émission de fluorescence en fonction de la longueur d’onde

Spectre d’absorption et d’émission de fluorescence en fonction de la longueur d’onde
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Fluorescence et phosphorescence

C’est l’absorption d’un photon qui provoque la luminescence. Le terme photoluminescence regroupe les phénomènes de fluorescence et de phosphorescence. Historiquement, les deux phénomènes étaient distingués par leurs échelles de temps apparentes : la fluorescence semblait cesser « instantanément » à la coupure de la lumière d’excitation alors que la phosphorescence perdurait. Le premier matériau phosphorescent, décrit en 1603, est le « phosphore de Bologne », obtenu par un cordonnier, Vincenzo Cascariolo, en calcinant des pierres de la région du Monte Paterno avec du charbon. Après chauffage, les pierres continuaient à briller dans l’obscurité. Le mot « phosphorescent » est emprunté au grec et signifie littéralement « porteur de lumière ». Les pierres du cordonnier, une fois calcinées, contenaient du sulfure de baryum, composé phosphorescent.

Le mot « fluorescence », lui, a été inventé en 1852 par le physicien anglais George Gabriel Stokes qui avait remarqué que les cristaux de fluorite (fluorure de calcium) émettent une lumière bleue quand on les éclaire avec de la lumière ultraviolette. Le terme « fluor » a donc inspiré « fluorescence », bien que l’émission de ces cristaux soit en réalité liée à des impuretés dans le cristal qui n’ont rien à voir avec le fluor.

Les phénomènes de fluorescence ou de phosphorescence apparaissent donc lorsqu’un corps absorbe la lumière visible et bien souvent ultraviolette, puis la réémet à une longueur d’onde plus grande (décalée vers la partie rouge du spectre). Dès qu’on s’éloigne de l’atome isolé pour aller vers le cristal ou des molécules complexes en solution, on n’a plus des longueurs d’onde précises d’absorption et des longueurs d’onde précises d’émission, mais des bandes d’absorption (ensemble de longueurs d’onde que le matériau peut absorber) et des bandes d’émission (ensemble de longueurs d’onde que le matériau peut émettre).

Spectre d’absorption et d’émission de fluorescence en fonction de la longueur d’onde

Spectre d’absorption et d’émission de fluorescence en fonction de la longueur d’onde

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Le composé représenté absorbe la lumière bleue et ultraviolette et « fluoresce » avec un maximum d'intensité verte, soit vers des longueurs d'onde plus grandes (énergie plus faible). … 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Même si, bien souvent, on peut distinguer fluorescence et phosphorescence par leur durée, les interprétations anciennes ne sont pas correctes. D’ab[...]

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Pour citer l’article

Séverine MARTRENCHARD-BARRA, « LUMINESCENCE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 15 août 2018. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/luminescence/