Je leest:

Van noorderlicht tot TL-buis

Van noorderlicht tot TL-buis

Hoe elektroluminiscentie voor een lichtend effect zorgt

Auteur: | 1 januari 2007

Op wolkenloze winternachten zie je soms een prachtig verschijnsel aan de hemel: een bleekgroen, rose of wit schijnsel, in de vorm van langzaam bewegende vlekken of strepen. Het is poollicht, in Europa ook wel noorderlicht genoemd. Wist je dat het verschijnsel dat eraan ten grondslag ligt ook voorkomt in TL-buizen, spaarlampen en black lights?

Poollicht.
United States Air Force, Senior Airman Joshua Strang via Publiek domein

In ons land is poollicht niet vaak te zien, maar verder naar het noorden zie je het veel vaker. De onbewolkte hemel is dan een spectaculaire lichtshow van heldergroene of roze lichtgordijnen, soms helderder dan de volle maan. Net als het lichten van de zee, is poollicht ‘koud’ licht. Het is het gevolg van luminescentie.

Beide verschijnselen hebben te maken met zuurstof. Bij de bioluminescentie van de eencelligen in de zee is het zuurstof die onder oplichten door enzymen wordt weggewerkt. Bij poollicht zorgt de zonnewind voor het oplichten.

De zon is een erg slordige lichtbron. Niet alleen licht, maar ook allerlei soorten straling en deeltjes komen er vandaan, onder andere elektronen. Als zo’n vlaag elektronen botst met de zuurstof hoog in de atmosfeer van de aarde, licht de zuurstof op, en ontstaat poollicht.

De kleur van chemie

Dit artikel is afkomstig uit het hoofdstuk ‘Licht op chemie’ uit de VU-uitgave ‘De kleur van chemie’, een bundeling van informatieve brochures voor scholieren.

Dat deze vorm van koud licht elektroluminescentie heet, ligt dus voor de hand.

Een bliksembuis

Behalve deze spectaculaire vorm van elektroluminescentie, is er ook een heel gewone vorm. Die ligt ten grondslag aan TL-buizen en spaarlampen. Daar heeft het niet met zuurstof te maken, maar met kwik. Dat blijkt nog veel gevoeliger voor botsingen met snelle elektronen.

Een TL-buis is een gedeeltelijk luchtledig gezogen buis, met wat kwikdamp en een restje vloeibaar kwik. Tussen de uiteinden kan zó’n hoge spanning gezet worden dat het in de buis gaat bliksemen. En net als bij een gewone bliksem bestaat deze ontlading uit snelle elektronen. In de buis kunnen die botsen met kwik-atomen – of eigenlijk met de elektronen aan de buitenkant van het kwikatoom.

Die kwik-elektronen krijgen zo’n klap van hun snelle soortgenoten, dat ze op een heel verkeerde plaats in het atoom terecht komen of zelfs uit het atoom getikt worden. Na enige tijd komen ze wel terug naar hun oude plek, maar voordat ze weer rustig op hun plaats zitten, moeten ze hun overtollige energie kwijt. Dat kan door het uitstralen van licht.

Wikimedia Commons

Jammer genoeg is dat ‘kwiklicht’ voor het grootste deel ultraviolet licht. Het is zo goed als onzichtbaar. Alleen een restje paarsblauw licht verraad dat de lamp aan is. Het is precies dat licht dat je ziet bij de kwiklampen waar men in supermarkten bankbiljetten mee controleert. En het is het vervreemdende licht van de ‘black light’ lampen in de disco.

Om er voor te zorgen dat een gewone TL-lamp zichtbaar licht uitstraalt, is behalve de elektroluminescentie nóg een lichtgevend effect nodig: fotoluminescentie. Dat betekent zoveel als: het uitzenden van licht door bestralen met licht. Lees daarover in het artikel Kleurverschuivers.

Vrije Universiteit Amsterdam

Het boek ‘De kleur van chemie’ werd in 2007 uitgegeven door de Faculteit der Exacte Wetenschappen van de Vrije Universiteit Amsterdam (Afdeling Scheikunde en Farmaceutische Wetenschappen). Het is een geactualiseerde bundeling van informatieve brochures voor havo/vwo scholieren. Ze belichten de rol van de scheikunde op tal van gebieden.

Alle Kennislinkartikelen uit het hoofdstuk ‘Licht op chemie’:

Dit artikel is een publicatie van VU Amsterdam, Faculteit der Exacte Wetenschappen.
© VU Amsterdam, Faculteit der Exacte Wetenschappen, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 januari 2007

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.