Kellojen luminesenssiperiaatteet ja materiaalien luokittelu

Aineen luminesenssi-ilmiöt jaetaan yleensä kahteen luokkaan: toinen on aineen kuumentuessa tapahtuva lämpösäteily ja valon emissio, ja toinen on aineen virittyminen energian absorption seurauksena, jolloin se siirtyy virittyneeseen tilaan (epävakaa tila) ja palaa sitten perustilaan vapauttaen energiaa valona. Kelloissa käytettävä luminoiva pinnoite hyödyntää tätä jälkimmäistä periaatetta, eli fluoresoivat materiaalit emittoivat valoa virittymisen jälkeen.

Luminoivien materiaalien tyypit

Perinteiset luminoivat pinnoitemateriaalit voidaan jakaa itsevalaiseviin ja valoa varastoiviin tyyppeihin. Itsevalaisevat fosforit luottavat pääosin sisältämiinsä radioaktiivisiin hivenaineisiin, jotka lähettävät säteilyä ja virittävät fosforin hehkumaan. Valoa varastoivat fosforit taas eivät sisällä juuri lainkaan radioaktiivisia aineita, mutta niiden on ensin imeytettävä ja varastoitava riittävä määrä ulkoista valoa, jolloin niiden elektronit siirtyvät matalalta energiatasolta korkeammalle energiatasolle varastoitumaan. Kun ympäristö pimenee, ne vapauttavat varastoitua energiaa hitaasti vaiheittain; tällöin elektronit siirtyvät korkealta energiatasolta matalammalle, ja fosfori alkaa hehkua. Koska valoa varastoiva tyyppi ei itsessään sisällä säteilyä virittäviä materiaaleja, sen jälkihohto on kestoltaan hetkellisesti heikompi kuin itsevalaisevan tyypin.