В природе давно известно излучение, отличное по своему характеру от всех известных видов излучения (теплового излучения, отражения, рассеяния света и т. д.). Этим излучением является люминесцентное излучение, примерами которого может служить свечение тел при облучении их видимым, ультрафиолетовым и рентгеновским излучением, g-излучением и т. д. Вещества, способные под действием различного рода возбуждений светиться, получили название люминофоров.
Люминесценция—неравновесное излучение, избыточное при данной температуре над тепловым излучением тела и имеющее длительность, большую периода световых колебаний. Первая часть этого определения приводит к выводу, что люминесценция не является тепловым излучением, поскольку любое тело при температуре выше 0 К излучает электромагнитные волны, а такое излучение является тепловым. Вторая часть показывает, что люминесценция не является таким видом свечения, как отражение и рассеяние света, тормозное получение заряженных частиц и т. д. Период световых колебаний составляет примерно 10-15с, поэтому длительность, по которой свечение можно отнести к люминесценции, больше—примерно 10-10с. Признак длительности свечения дает возможность отличить люминесценцию от других неравновесных процессов.
В зависимости от способа возбуждения различают: фотолюминесценцию (под действием света), рентгенолюминесценцию (под действием рентгеновского излучения), катодолюминесценцию (под действием электронов), электролюминесценцию (под действием электрического поля), радиолюминесценцию (при возбуждении ядерным излучением), хемилюминесценцию (при химических превращениях), триболюминесценцию (при тастирании и складывании некоторых кристаллов). По длительности свечения условно различают: флуоресценцию (t£10-8с) и фосфоресценцию—свечение, продолжающееся заметный промежуток времени после прекращения возбуждения.
Первое количественное исследование люминесценции проведено более ста лет назад
Дж. Стоксом, сформулировавшим в 1852 г. следующее правило: длина волны люминесцентного излучения всегда больше длины волны света, возбудившего его. С квантовой точки зрения правило Стокса означает, что энергия hn падающего фотона частично расходуется на какие-то неоптические процессы, т. е.
hn= hnлюм+DЕ,
откуда nлюм< n или lлюм>l, что и следует из сформулированного правила.