par Chris Woodford. Dernière mise à jour : 27 avril 2020.

Lorsque vous vous réveillez au milieu de la nuit, sans savoir où vous êtes, il n’y a rien de plus rassurant que le cadran lumineux d’une montre. Vous n’avez pas besoin de trouver une lampe : il suffit de jeter un coup d’œil à votre poignet et vous savez exactement l’heure qu’il est. Les montres de ce type brillent toute la journée, mais nous ne remarquons pas leur éclat fantomatique en plein jour. Qu’est-ce qui les fait briller la nuit, bien après que toutes les autres sources de lumière se soient tues ? Bioluminescence (une étrange lueur bleue produite par des créatures océaniques) dans la mer de Chine orientale, observée depuis le côté d’un navire. Photo de Jordan Crouch avec l’aimable autorisation de l’US Navy.

Qu’est-ce que la luminescence ?

Lumineux signifie simplement émettre de la lumière ; la plupart des choses dans notre monde produisent de la lumière parce qu’elles ont de l’énergie qui provient à l’origine du Soleil, qui est la chose la plus grande et la plus lumineuse que nous puissions voir.Strictement parlant, bien que la Lune semble émettre de la lumière, elle n’est pas réellement lumineuse parce qu’elle reflète simplement la lumière du Soleil comme un miroir géant fait de roche. Lumineux est un mot assez vague en fait. On peut soutenir que même une ampoule de lampe de poche est lumineuse, car elle transforme l’électricité (énergie électrique) en lumière et la dirige vers nous. Mais les ampoules de ce type sont incandescentes et produisent de la lumière en dégageant de la chaleur. Les objets luminescents, en revanche, produisent de la lumière lorsque leurs atomes sont excités dans un processus qui ne nécessite que peu ou pas de chaleur pour se produire.

Photo : Lumineux ne signifie pas « brille dans le noir » : cela signifie qu’un objet émet une lumière qu’il produit lui-même. Strictement parlant, cela signifie que le Soleil (en haut) est lumineux mais que la Lune (en bas) ne l’est pas.Photos avec l’aimable autorisation du NASA Goddard Space Flight Center (Soleil) et du NASA Jet Propulsion Laboratory (Lune), via NASA on the Commons.

Quelle est la différence entre luminescence, fluorescence et phosphorescence ?

Photo : Ce cadran de montre « lumineux » est recouvert de peinture phosphorescente pour qu’il brille dans le noir. Il est étonnamment difficile à photographier (sans tricher !) car il émet très peu de lumière.

Les matériaux fluorescents produisent de la lumière instantanément, lorsque les atomes qui les composent absorbent de l’énergie et deviennent « excités ». Lorsque les atomes reviennent à la normale, en à peine un cent millième de seconde, ils émettent l’énergie qui les a excités sous forme de minuscules particules de lumière appelées photons. Dirigez une lumière ultraviolette (UV) sur un téléviseur ou un appareil photo volé et vous pourriez trouver l’adresse d’une personne vous brillant en retour, écrite à l’encre invisible. L’encre est composée de produits chimiques fluorescents qui absorbent l’énergie de la lumière UV, s’excitent et restituent cette énergie sous forme de photons de lumière visible.Éteignez la lumière UV et l’encre disparaît à nouveau. Vous pouvez en savoir plus sur la façon dont les atomes produisent de la lumière dans l’encadré de notre article sur la lumière.

Lorsque nous parlons de montres et de peintures « lumineuses », nous parlons en réalité de phosphorescence, qui est très similaire à la fluorescence : le processus par lequel les lampes à économie d’énergie produisent de la lumière.

Photo : Une lampe fluorescente compacte (LFC) à économie d’énergie. Le produit chimique fluorescent est une sorte de revêtement blanc crayeux à l’intérieur des minces tubes de verre. Vous avez peut-être remarqué que les lampes de ce type continuent de briller un peu même après que vous les avez éteintes ? Comme les montres lumineuses, les produits chimiques phosphorescents sont encore suffisamment excités pour émettre de la lumière pendant un certain temps après avoir été stimulés.

Les matériaux phosphorescents fonctionnent à peu près de la même manière que les fluorescents, sauf qu’il y a un délai entre le moment où ils absorbent l’énergie et celui où ils émettent de la lumière. Parfois, la phosphorescence dure quelques secondes après que l’énergie stimulante a été retirée ; parfois, comme dans les montres lumineuses, elle dure des heures. Vous avez probablement remarqué qu’il faut un peu de temps pour « charger » une montre lumineuse en énergie avant qu’elle ne brille dans l’obscurité. Vous avez peut-être aussi remarqué qu’une montre lumineuse brille davantage au début de la nuit. Lorsque l’aube se lève, elle est généralement à court d’énergie et ne brille plus, ce qui n’est pas vraiment surprenant. Une montre ne peut pas fabriquer de la lumière à partir de rien du tout sans violer l’une des lois les plus fondamentales de la physique – la conservation de l’énergie.