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Lumineszenz

 
     
  Emission von Licht im sichtbaren, UV- und IR-Spektralbereich von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern nach Energiezufuhr. Manche Minerale haben die Eigenschaft, kurz-oder langzeitig sichtbares Licht auszusenden (zu lumineszieren). Erfolgt das Leuchten nur während der Anregung (der Energiezufuhr), so spricht man von Fluoreszenz, tritt es auch noch später und länger auf, nennt man die Lichterscheinung Phosphoreszenz. Je nach dem energetischen Charakter der Anregung unterscheidet man: a) Photolumineszenz bei Anregung durch (meist unsichtbare ultraviolette) Lichtstrahlung. Besonders kräftig und häufig fluoreszieren die Minerale Fluorit, Scheelit, Sphalerit und Willemit, während Diamant, Baryt, auch Calcit und Gips verschiedentlich phosphoreszieren; b) Radiolumineszenz bei Einwirkung von α-, β- und γ-Strahlen; c) Kathodenlumineszenz oder Kathodolumineszenz bei Anregung durch Kathodenstrahlen. Neben den oben genannten Mineralen reagieren auch Apatit, Halit, Zirkon, Diamant und andere; d) Thermolumineszenz, die verschiedentlich schon bei der Erwärmung eines Minerals in der Hand auftritt (z.B. Diamant, Fluorit und Topas), meist aber Temperaturen um und über 100ºC erfordert (z.B. bei den Mineralen Apatit, Baryt, Quarz, Calcit, Korund, Spinell); e) Tribolumineszenz, die bei einer mechanischen Einwirkung (z.B. Reiben, Kratzen, Zerbrechen) auf bestimmte Minerale, wie z.B. Sphalerit, Dolomit und Marmor, festzustellen ist.


Die Kathodolumineszenzfarben der Minerale sind z.T. recht charakteristisch und lassen sich zur Mineralerkennung und -bestimmung heranziehen. Mit einer geeigneten Einrichtung (Abb.), in Verbindung mit einem Mikroskopphotometer, lassen sich auch quantitative Messungen und Bestimmungen durchführen. Sie geben vor allem Auskunft über Wachstumsstrukturen, Umbildungsund Zersetzungsbereiche in Mineralphasen, Entmischungserscheinungen, Reliktstrukturen usw. An gezüchteten Kristallen können Wachstumszonen an der unterschiedlichen Färbung oder durch Schwankungen der Leuchtstärke erkannt werden. Eine gezielte Dotierung mit Luminophoren führt zu zahlreichen weiteren Anwendungsmöglichkeiten, auch an Gläsern und Kunststoffen.

LumineszenzLumineszenz: Einrichtung für Kathodenlumineszenz (schematisch): 1, 11 = dreh- und verschiebbarer Probenhalter, 2 = Elektronenkanone, 3 = Hochspannungsversorgung, 4 = Nadelschlussstutzen für Beschichten und Kontrastieren, 5 = Nadelventil, 6 = Gasflaschen, 7 = Objektiv, 8 = Beobachtungsfenster, 9 = Vakuumkammer, 10 = Anschlussstutzen für Vakuumpumpe.
 
 

 

 

 
 
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