A phosphor is a substance that exhibits the phenomenon of luminescence; it emits light when exposed to some type of radiant energy. The term is used both for fluorescent or phosphorescent substances which glow on exposure to ultraviolet or visible light, and cathodoluminescent substances which glow when struck by an electron beam (cathode rays) in a cathode-ray tube.
When a phosphor is exposed to radiation, the orbital electrons in its molecules are excited to a higher energy level; when they return to their former level they emit the energy as light of a certain color. Phosphors can be classified into two categories: fluorescent substances which emit the energy immediately and stop glowing when the exciting radiation is turned off, and phosphorescent substances which emit the energy after a delay, so they keep glowing after the radiation is turned off, decaying in brightness over a period of milliseconds to days.
Fluorescent materials are used in applications in which the phosphor is excited continuously: cathode-ray tubes (CRT) and plasma video display screens, fluoroscope screens, fluorescent lights, scintillation sensors, white LEDs, and luminous paints for black light art. Phosphorescent materials are used where a persistent light is needed, such as glow-in-the-dark watch faces and aircraft instruments, and in radar screens to allow the target 'blips' to remain visible as the radar beam rotates. CRT phosphors were standardized beginning around World War II and designated by the letter "P" followed by a number.
Phosphorus, the light-emitting chemical element for which phosphors are named, emits light due to chemiluminescence, not phosphorescence.
The scintillation process in inorganic materials is due to the electronic band structure found in the crystals. An incoming particle can excite an electron from the valence band to either the conduction band or the exciton band (located just below the conduction band and separated from the valence band by an energy gap). This leaves an associated hole behind, in the valence band.
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vignette|Chimiluminescence du luminol. La luminescence est une émission de lumière dite « froide » par opposition à l'incandescence qui est dite « chaude ». La lumière émise par luminescence résulte d'interactions entre particules électriquement chargées. Dans les cas les plus fréquents, ce sont des transitions électroniques ayant lieu dans des atomes, des molécules ou des cristaux qui provoquent l'émission de photons.
L'électroluminescence (EL) est un phénomène optique et électrique durant lequel un matériau émet de la lumière en réponse à un courant électrique qui le traverse, ou à un fort champ électrique. Cela est à distinguer de l'émission de lumière en raison de la température (incandescence) ou de l'action des produits chimiques (chimiluminescence). L'électroluminescence est probablement mise en évidence sur un globe de soufre en rotation frotté à la main mis au point dans les années 1660 par Otto von Guericke, précurseur des machines électriques à friction.
vignette|Un diamant vu par cathodoluminescence. La cathodoluminescence est le phénomène optique et électrique que l'on observe lorsqu'un faisceau d'électrons produit par un canon à électrons (par exemple un tube à rayons cathodiques) bombarde un échantillon en phosphore (par exemple), conduisant à l'émission de lumière (dans le domaine UV, visible ou infrarouge). L'application la plus répandue est l'écran de télévision (lorsque celui-ci est un tube à rayons cathodiques).
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