scintillazione
Astronomia
Apparente tremolio e variazione rapida o irregolare dello splendore e del colore della luce emessa dalle stelle. La s. delle stelle è dovuta allo stato di continua turbolenza dell’atmosfera terrestre, per cui, variando l’indice di rifrazione dei vari strati atmosferici da punto a punto e da istante a istante, risultano soggetti a continui mutamenti il colore, la posizione apparente e lo splendore delle stelle. Per i pianeti, che sono sorgenti luminose di diametro apprezzabile, gli effetti della s. per fasci di luce provenienti da punti diversi del loro disco apparente si compensano vicendevolmente, sicché essi si distinguono dalle stelle per la fissità della luce da loro emessa. Anche le radiosorgenti (radiogalassie, quasar) sono soggette a un fenomeno di s. che, tuttavia, non è prodotto dall’atmosfera, ma dal mezzo interplanetario.
L’apparecchio usato per l’osservazione della s. si chiama scintillometro.
Fisica
Fenomeno consistente nell’emissione, da parte di determinate sostanze (scintillatori), di luce, per fluorescenza o per fosforescenza, allorché sono colpite da radiazioni. Le sostanze che presentano s. tale da dar luogo ad applicazioni pratiche possono dividersi nelle categorie: gas nobili, cristalli ionici, semiconduttori, cristalli organici, liquidi organici, soluzioni solide di sostanze organiche. Nei gas nobili, caratterizzati da emissione nell’ultravioletto, la s. consegue a un effetto di fluorescenza, con tempi molto brevi. Nei cristalli ionici e nei semiconduttori, il meccanismo della s. è connesso a transizioni tra la banda di conduzione, cui gli elettroni del materiale sono pervenuti per ionizzazione ed eccitazione da parte della radiazione incidente, e quella di valenza, attraverso livelli di impurezze interni alla banda proibita (nel qual caso si ha fluorescenza) oppure a una transizione diretta tra stati metastabili di impurezze e la banda di valenza (e in tal caso si ha fosforescenza). Nei cristalli organici, come la naftalina e l’antracene, l’emissione di luce è dovuta alla transizione tra stati elettronici delle molecole.
Negli scintillatori liquidi organici costituiti da soluzioni di sostanze radioluminescenti, come il p-trifenile in toluene, l’emissione luminosa è dovuta a transizioni, in una molecola di soluto, di elettroni ivi migrati dal solvente a seguito dell’interazione con la radiazione incidente. Negli scintillatori organici in genere l’emissione luminosa risulta caratterizzata da tempi molto brevi di decadimento, dell’ordine di 10−8-10−9 s. Particolarmente usati sono gli scintillatori plastici (v. fig.) costituiti da soluzioni di scintillatori organici (composti della serie aromatica contenente anelli benzenici) in un solvente solido plastico di tipo aromatico (poliviniltoluene, polistirene ecc.) o acrilico (polimetilmetacrilato, plexiglas ecc.): l’energia ceduta dalla particella ionizzante al solvente viene trasferita in tempi molto brevi al soluto che provvede alla conversione in radiazione di luminescenza.