av Chris Woodford. Senast uppdaterad:

När du vaknar mitt i natten och är osäker på var du befinner dig finns det inget mer lugnande än den självlysande urtavlan på en klocka. Du behöver inte leta efter en lampa: det räcker med att kasta en blick på din handled så vet du exakt vad klockan är. Klockor som denna lyser hela dagen lång – vi lägger bara inte märke till deras spöklika sken på dagtid. Vad får dem att lysa på natten, långt efter att alla andra ljuskällor har dämpats?

Foto: Bioluminescens (ett kusligt blått sken som produceras av havsdjur) i Östkinesiska havet, sett från sidan av ett fartyg. Foto av Jordan Crouch med tillstånd av US Navy.

Vad är luminescens?

Luminöst betyder helt enkelt att det avger ljus; de flesta saker i vår värld producerar ljus eftersom de har energi som ursprungligen kommer från solen, som är det största och mest ljusstarka som vi kan se.Strängt taget, även om månen ser ut att avge ljus, är den egentligen inte ljusstark eftersom den helt enkelt reflekterar ljuset från solen som en gigantisk spegel gjord av sten. Lysande är ett ganska vagt ord. Man kan hävda att till och med en ficklampslampa är självlysande, eftersom den omvandlar elektricitet (elektrisk energi) till ljus och lyser upp det mot oss. Men sådana glödlampor är glödlampor och skapar ljus genom att producera värme. Luminescerande saker, däremot, skapar ljus när deras atomer blir exciterade i en process som kräver lite eller ingen värme.

Foto: Det betyder att ett föremål avger ljus som det självt producerar. Strängt taget betyder det att solen (överst) är självlysande, men att månen (nederst) inte är det.Bilderna är en artighet av NASA Goddard Space Flight Center (solen) och NASA Jet Propulsion Laboratory (månen), via NASA on the Commons.

Vad är skillnaden mellan luminescens, fluorescens och fosforescens?

Foto: Ett objekt som lyser upp själv: Den här ”självlysande” urskivan är belagd med fosforescerande färg så att den lyser i mörkret. Den är förvånansvärt svår att fotografera (utan att fuska!) eftersom den avger mycket lite ljus.

Fluorescerande material producerar ljus direkt när atomerna i dem absorberar energi och blir ”exciterade”. När atomerna återgår till det normala, på så lite som en hundratusendedel av en sekund, avger de energin som exciterade dem som små ljuspartiklar som kallas fotoner. Om du lyser ultraviolett ljus (UV-ljus) på en stöld-tv eller en kamera kan du se någons adress lysa tillbaka på dig, skriven med osynligt bläck. Bläcket består av fluorescerande kemikalier som absorberar energi från UV-ljuset, blir exciterade och sedan avger energin i form av fotoner i synligt ljus.Stäng av UV-ljuset och bläcket försvinner igen. Du kan läsa mer om hur atomer skapar ljus i funktionsrutan i vår artikel om ljus.

När vi talar om ”självlysande” klockor och färg menar vi egentligen fosforescens, som är mycket likt fluorescens: den process genom vilken energisparlampor skapar ljus.

Foto: En energisparande kompaktlysrör (CFL). Den fluorescerande kemikalien är ett slags kritvit beläggning på insidan av de tunna glasrören. Du kanske har lagt märke till att sådana här lampor fortsätter att lysa lite grann även efter att du har stängt av dem? Precis som självlysande klockor är fosforkemikalierna fortfarande tillräckligt upphetsade för att avge ljus en tid efter att de har stimulerats.

Fosforiserande material fungerar på ungefär samma sätt som fluorescerande ämnen, förutom att det finns en fördröjning mellan att de absorberar energi och avger ljus. Ibland varar fosforescens i några sekunder efter det att den stimulerande energin har avlägsnats; ibland – som i lysande klockor – varar den i timmar. Du har säkert lagt märke till att det tar lite tid att ”ladda upp” en självlysande klocka med energi innan den lyser i mörkret. Du kanske också har märkt att en självlysande klocka lyser mest i början av natten. När gryningen bryter fram har den vanligtvis slut på energi och slutar lysa, vilket inte borde vara någon större överraskning. En klocka kan inte göra ljus av ingenting utan att bryta mot en av fysikens mest grundläggande lagar – bevarandet av energi.