Luminescence: навъ, методҳо, ва барномаҳои. Thermally luminescence њавасманд - ин чӣ аст?

Luminescence - намудани хориҷшавии сабук аз љониби маводҳои муайян дар ҳолати нисбатан хунук аст. Он аз радиатсияи мақомоти тафсонро, ба монанди ҳезум фурӯзон ё ангишт, як оҳан гудохта ва хоаг гудохта аз ҷониби ҷорӣ барқ фарқ мекунад. партобҳои luminescence мушоҳида мешавад:

• дар neon ва хурди чароғҳои, телевизор, экранҳои радар ва fluoroscopes;
• ки дар моддаҳои органикӣ, ба монанди luminol ё luciferin дар fireflies;
• дар pigments муайян истифода бурда дар реклама ОРУ;
• бо раъду барқ ва Aurora.

Дар ҳамаи ин падидаҳои партобҳои нур аст, бо гарм кардани маводи боло ҳарорати боиси нест, Пас аз он аст нури хунук номида мешавад. Арзиши амалии маводи luminescent кардани қобилияти онҳо оид ба табдил додани шакли ноаёни энергияро ба аст нури намоён.

Манбаъњои ва раванди

падида luminescence дар натиҷаи маводи азхудкунии барқ рух медиҳад, барои мисол, аз як манбаи ултрабунафш ё X-рентген, болори электрон, аксуламалҳои кимиё, ва ғайра. д. Ин боиси дар атоми амволи ба ҳолати ҳаяҷон. Аз он ноустувор аст, ки бармегардад моддӣ ба давлати аслии худ, ва энергияи ғарқи аст, нур ва / ё гармии озод карда мешаванд. Раванди мегирад танҳо электрон чодари. самаранокии luminescence вобаста ба дараҷаи табдили энергия excitation ба равшанӣ мебарад. Шумораи мавод, ки иҷрои кофӣ барои истифодаи амалии, нисбатан хурд аст.

Luminescence ва incandescence

excitation luminescence ба excitation аз атоми вобаста нест. Вақте ки маводи гарм сар ба дар натиҷаи лампаҳои бахшад, атоми худ дар давлати хурсанд мешаванд. Гарчанде ки онҳо ҳатто дар ҳарорати хонагӣ ҳолате, он кофӣ аст, ки радиатсионӣ дар минтақаи spectral дур инфрасурх ба амал омад. Бо афзоиши ҳарорат баст басомади радиатсионӣ электромагнитӣ дар минтақа намоён. Аз тарафи дигар, дар ҳарорати хеле баланд, ки истеҳсол мешавад, ки барои мисол, дар найҳои зарбаи, collisions атомӣ метавонад то қавӣ, ки электрон аз онҳоро ҷудо кардем ва recombine, нӯрпошӣ нур. Дар ин ҳолат, luminescence ва лампаҳои якхела гардад.

pigments хурди ва рангњои,

pigments анъанавӣ ва рангњои доранд, ранги онҳо инъикос, ки бахше аз спектри аст, ки иловагї равона созад. Як қисми ками энергияи аст, ба гармӣ табдил, вале партобҳои назаррас рух медиҳад. Лекин, агар аз пигмент хурди нур дар доираи як минтақа аз ҷумла бирӯяд, он метавонад photons, аз инъикоси дидаед. Ин дар натиҷаи равандҳои доираи ранг ва ё пигмент молекулаи, ки тавассути он нури ултрабунафш метавонад ба намоён табдил, барои мисол, сабук кабуд рух медиҳад. усулҳои luminescence Чунин дар реклама берунӣ ва зарраҳои шустани истифода бурда мешавад. Дар ин ҳолат, ки «clarifier" дар матоъ на танҳо барои инъикос сафед, балки низ барои табдил радиатсионӣ ултрабунафш ба кабуд, зард ҷуброни ва густариши whiteness боқӣ мемонад.

омӯзиши аввали

Ҳарчанд Aurora раъду барқ ва доирае гӯшҳошон fireflies ва занбӯруғӣ ҳамеша ба мардум маълум, таҳқиқоти luminescence аввал бо маводи синтетикї сар, вақте ки Vincenzo Kaskariolo alchemist ва кафшдӯзе аз Болония (Италия), ки дар 1603 г. Омехтаи тафсон аз сулфат барий (barite дар шакли, spar вазнин) бо ангишт. Дар хокаи ба даст баъд аз сардшавии, шаб luminescence кабуд муомилот, ва Kaskariolo пай бурд, ки он метавонад аз тарафи мутеи хокаи ба нури офтоб барқарор карда мешавад. Дар моддањои «лоҷувард Solaris» ё sunstone ном дошт, чунки alchemists умедвор буд, ки он тавонад ба рӯй фулузоти арзон ба тилло бошад, рамзи он офтоб аст. Afterglow боиси таваҷҷӯҳи бисёр олимон аз давра, маводи додан ва номҳои дигар, аз ҷумла «фосфор», ки маънои «интиқолдиҳанда нур».

Имрӯз номи "фосфор» аст, танҳо барои элементи химиявї истифода бурда мешавад, дар ҳоле, ки маводи microcrystalline luminescent ном phosphor. "Фосфор" Kaskariolo, аз афташ, судфид барий буд. ҳалли судфид калсий - Дар аввал phosphor тиҷоратӣ дастрасро (1870) як «ранг Balmain» гашт. яке аз муҳимтарин дар технологияи муосир - Дар 1866, ки дар нахустин phosphor устувори судфид руҳ тасвир шудааст.

Яке аз аввалин таҳқиқоти илмии luminescence аст, ки дар rotting ҳезум ва ё гӯшт ва fireflies зоҳир мешавад, ки дар 1672 аз тарафи олими англисӣ Роберт Boyle, ки, ҳарчанд ӯ дар бораи пайдоиши биохимиявї ин нур нест, медонам, ҳанӯз насб баъзе аз хосиятҳои асосии системаҳои bioluminescent анҷом дода шуд:

• Бахшад, сард;
• мумкин аст аз ҷониби агентҳои кимиёвї ба монанди спиртӣ, кислотаи ва аммиак фурў;
• радиатсионӣ талаб дастрасӣ ба ҳаво.

Дар солҳои 1885-1887, дар он ба қайд гирифта шуд, ки иќтибосњо хом аз fireflies West Ҳиндустон (pyrophorus) ва Foladi моллюск чун нури маҳсулоти омехта.

Дар аввал маводҳои chemiluminescent самараноки пайвастагињои синтетикӣ nonbiological ба монанди luminol, кашф, дар 1928 сол буданд.

Chemi- ва bioluminescence

Бештари энергетика дар реаксияњои химиявї, аз ҷумла аксуламалҳои oxidation озод, дорои шакли гармӣ. Дар баъзе аксуламалҳои, вале як қисми истифода барангехтан электрон то ба сатҳи баландтар, ва дар молекулаҳои хурди пеш аз chemiluminescence (CL). Таҳлилҳо нишон медиҳанд, ки CL падидаи универсалӣ аст, аммо шиддатнокии luminescence ба тавре хурд, ки дар он талаб мекунад, ки истифодаи детекторҳои ҳассос аст. вуҷуд доранд, вале баъзе аз пайвастагињои, ки ба намоиш равшане, CL. Беҳтарин ин маълум luminol, ки бар oxidation бо peroxide гидроген метавонад нури кабуд ё кабуд-сабз қавӣ ҳосил аст. Дигар Қудрати CL-моддаҳои - ва lofin lucigenin. Сарфи назар аз дурахши CL худ, на ҳамаи онҳо дар тағйир энергияи химиявӣ ба рӯшноии самаранок мебошанд, яъне. К. Камтар аз 1% аз молекулаҳои нури мерезед. Дар солҳои 1960 он пайдо шуд, ки esters кислотаи oxalic, oxidized дар наафтонед беоб дар ҳузури пайвастагињои хушбӯй хеле хурди бо самаранокии 23% мерезед, нури дурахшон.

Bioluminescence як навъи махсуси chemiluminescence catalyzed бо ферментҳои аст. Натиҷаи luminescence ин аксуламалҳои метавонад 100% мерасад, ки маънои онро дорад, ки ҳар як молекулаи аз reactant luciferin дарояд нӯрпошӣ давлатӣ. Ҳамаи маълум имрӯз вокуниши bioluminescent аксуламалҳои oxidation дар ҳузури ҳаво рух catalyzed.

luminescence thermally њавасманд

Thermoluminescence маънои нест, радиатсияи гарм, вале таҳкими маводи партобҳои сабук, ки электрон, ки аз тарафи гармии ҳаяҷон. Thermally luminescence мушоҳида дар баъзе минералњо ва махсусан дар phosphors булӯр њавасманд баъд аз онҳо аз ҷониби равшании хурсанд шуда буданд.

photoluminescence

Photoluminescence ки таҳти амали ҳодисаи радиатсионӣ электромагнитӣ оид ба маводи рух медиҳад, мумкин аст, дар доираи нури намоён ба воситаи ултрабунафш ба х-рентгенӣ ва радиатсияи анвои дод. Дар luminescence, њамли аз тарафи photons, wavelength нури муомилот ба таври умум ба баробар ва ё бузургтар аз wavelength аз шавқовар аст (м. E. баробар ё қудрат камтар). Ин тафовут дар wavelength боиси дигаргун шудани энергияи воридотӣ ба ларзишҳоро аз атоми ё ions. Баъзан, бо чӯбе лазерӣ пуршиддат, сабук муомилот метавонад wavelength кӯтоҳтар доранд.

Далели он, ки ба PL мумкин аст аз ҷониби радиатсияи ултрабунафш ба ҳаяҷон, ки аз тарафи физики олмонӣ Johann Ritter дар 1801 кашф шуд, ӯ пай бурд, ки phosphors бахшад, равшан дар минтақаи ноаёни қисми арғувонфурӯш, ки аз спектри, ва ба ин васила радиатсионӣ ултрабунафш дар кушода шуд. Дар табдили ултрабунафш ба нури намоён аст, аҳамияти бузурги амалӣ.

Анвои тасҳеҳоти ва х-рентген барангехтан phosphors, ва дигар маводи crystalline ба давлат luminescence бо раванди ionization пас аз навшудаи электрон ва ions, whereby luminescence рух медиҳад. Истифодаи он дар fluoroscopy истифода дар radiology, ва counters scintillation аст. Дар Китоби охир ва чен радиатсионӣ анвоъ равона диск Камушки бо phosphor, аст, ки дар робита бо оптикӣ рӯи photomultiplier.

triboluminescence

Вақте, ки кристаллњо баъзе моддаҳои, ба монанди қанди сафед, мазлумонро, шарораи намоён. Дар ҳамин аст, ки дар бисёр моддаҳои органикӣ ва ғайриорганикӣ ба мушоҳида мерасад. Ҳамаи ин намудҳои luminescence тавлидшуда аз ҷониби пардохти барқ мусбат ва ҳам манфӣ. Охирин аз тарафи рӯи ҷудогона механикӣ дар раванди crystallization истеҳсол. партобҳои Light гоҳ сурат мегирад тарафи холӣ - ё бевосита байни moieties аз молекулаҳои, ё тавассути excitation аз luminescence атмосфера наздик рӯи ҷудо.

electroluminescence

Тавре thermoluminescence, electroluminescence (EL), истилоҳи бар мегирад, намудҳои гуногуни luminescence Хусусияти умумии он чунин аст, ки нур муомилот аст, вақте, ки моњонаи барқ дар газҳо, моеъ ва маводи сахт. Дар 1752 Bendzhamin Франклин ба luminescence обњо барқ дидагонашонро нобино-њамли тавассути атмосфера муқаррар карда мешавад. Дар 1860, чароғе моњонаи аввал дар Ҷамъияти шоҳигарии Лондон намоиш дода шуд. Вай нури сафед дурахшон бо масрафи барқи баландшиддат тавассути гази дуоксиди карбон дар дар фишори паст истеҳсол. чароғҳои хурди муосир бар маҷмӯи electroluminescence ва симоб photoluminescence атоми ҳаяҷон аз тарафи чароғе озод барқ асос ёфта бошад, радиатсияи ултрабунафш муомилот бо онҳо ба рӯшноии намоён тавассути phosphor мубодила мешавад.

EL дар electrodes дар давоми электролиз сабаби навшудаи ions (ва ба ин васила як навъ chemiluminescence) ба мушоҳида мерасад. Зери таъсири соҳаи барқ дар қабатҳои тунуки руҳ luminescent партови судфид нур рух медиҳад, аст, ки он низ ба мисли electroluminescence номида мешавад.

алмос, ёқут, лаъл, фосфор булӯр ва баъзе намак платина мураккаб - Шумораи зиёди маводи luminescence зери таъсири электрон суръат эљод мекунад. Дар аввал истифодаи амалии cathodoluminescence - Oscilloscope (1897). экранҳои монанд истифода phosphors crystalline беҳтар дар телевизор, radars, oscilloscopes ва микроскоп электрон истифода бурда мешавад.

радио

унсурҳои радиоактивӣ метавонанд зарраҳо алфа (nuclei helium), электрон ва рентген анвоъ (а радиатсионӣ электромагнитӣ-энергетикии баланд) дидаед. Радиатсионӣ luminescence - як доирае ба ҳаяҷон аз тарафи моддањои радиоактивї. Вақте ки ҳиссачаи алфа тирборон phosphor crystalline, дар зери микроскоп ба flicker ночизи намоён. Ин принсип истифода физики англисӣ Эрнест Рутерфорд, ки ба исбот, ки заррае дорад аслӣ марказии. Ранг Худшиносӣ-тобон истифода маркировкаи соъати ва воситаҳои дигар дар бораи RL асос ёфтааст. Онҳо аз phosphor ва маводи радиоактивӣ, барои мисол tritium ё radium иборат аст. равандҳои радиоактивӣ бар офтоб мерезед, ба кайҳон оммаи бузурги электрон ва ions: - таъсирбахш luminescence табиӣ Фаҷри аст. Вақте ки онҳо дар рӯи замин наздик машавед, майдони geomagnetic худ онҳоро ба қутби равона. равандҳои Газ-озод дар қабатҳои болоии атмосфера ва эҷоди як Aurora машҳури.

Luminescence: физикаи раванди

Интишори коғазҳои хусусии нури намоён (яъне. E. Бо wavelengths байни 690 Н.М. ва 400 Н.М.) excitation талаб энергетика, аст, ки ҳадди ақал қонун Эйнштейн муайян мекунад. Энергетика (E) ба Планк кард доимӣ (з) баробар аст, зарб тарафи басомади нур (ν) ва ё бо суръати он дар як чангкашак (с), ҷудо аз тарафи wavelength (λ): E = hν = НС / λ.

Ҳамин тариқ, энергетика лозим барои excitation дар ьудуди аз 40 kilocalories (барои сурх) ба 60 ккал (барои зард), ва 80 калория (ба арғувон) дар як ВМЊИ дороии. Боз як изҳори барқ ба таври - дар volts электрон (1 Е.В. = 1,6 × 10 ^-12 erg) - аз 1,8 то 3,1 Е.В..

Дар энергияи excitation ба электрон барои luminescence, ки аз сатҳи замин он ба як олӣ ҷаҳида гузаронида мешавад. Ин шартҳо аз тарафи қонунҳои механикаи квантї муайян карда мешавад. механизмњои гуногуни excitation вобаста аст, ки оё он дар атоми ягона ва молекулаҳои, рух медиҳад ё дар таркиби молекулаҳои дар булӯр. Онҳо аз тарафи амали зарраҳо босуръати, ба монанди электрон, ions мусбат ва ё photons оғоз карда мешавад.

Аксаран, энергетика excitation ба таври назаррас баландтар аз талаб ба миён як электрон ба радиатсионӣ аст. Барои мисол, phosphor luminescence экранҳои телевизиони булӯр, электрон cathode истеҳсол бо маънои energies аз 25,000 volts. Бо вуҷуди ин, ранги нури хурди қариб мустақил энергетика ҳиссачаи аст. Ин аст, аз ҷониби сатҳи давлат ба ҳаяҷон аз марказҳои энергетика булӯр таъсири мусбат мерасонад.

лампаҳои хурди

Дар зарраҳо, аз сабаби он luminescence рух - ин электрон берунии атоми ва ё молекулаҳои. Дар лампаҳои хурди, ба монанди заррае симоб аст, зери таъсири энергетика 6,7 Е.В. ё бештар ронда, бардошта, яке аз ду электрон чодари ба сатҳи баландтар аст. Баъд аз бозгашти он ба давлат замин фарқи дар соҳаҳои энергетика ҳамчун нури ултрабунафш бо wavelength 185 Н.М. муомилот. Гузариш байни пойгоҳи ва сатҳи дигар истеҳсол радиатсияи ултрабунафш дар 254 Н.М., ки дар навбати худ, метавонад дигар phosphor тавлиди нури намоён барангехтан.

Ин радиатсионӣ махсусан дар бухори симоб паст фишори (10 ^-5 атмосфера) истифода бурда, дар пурзӯр аст, чароғҳои масрафи газ фишори паст қарор дорад. Ҳамин тариқ тақрибан 60% -и энергияи электрон аст, ба табдил нури ултрабунафш monochromatic.

Дар фишори баланд, басомади зиёд мекунад. Соња, дигар як хати spectral аз 254 Н.М. иборат, ва энергетика радиатсионӣ аст аз хатҳои spectral дахлдор ба зинањои гуногуни электронӣ паҳн: 303, 313, 334, 366, 405, 436, 546 ва 578 Н.М.. чароғҳои симоб фишори баланди барои партави истифода бурда мешавад, зеро намоён 405-546 Н.М. нури кабуд-сабз, дар ҳоле ки табдил қисми радиатсионӣ дар нур сурх бо истифода аз phosphor дар натиҷаи сафед бозгардад.

Вақте ки молекулаҳои газ ба ҳаяҷон аст, самтњои luminescence нишон басомадҳои васеи; на танҳо электрон ба сатҳи энергетикӣ олӣ, вале ҳамзамон ба ҳаяҷон ҳаракат vibrational ва давравӣ аз атоми дар маҷмӯъ баланд. Сабаб ин аст, энергетика vibrational ва давравӣ аз молекулаҳои ҳастанд, 10 ^-2 ва 10 ^-4 аз энергияи потенциалии гузариш, ки илова кунед, то ба муайян plurality ҷузъҳои wavelength каме фарқ аз гурӯҳе қодир аст. Дар молекулаҳои калон якчанд тасмаҳои ба цам, барои њар як навъи гузариш. молекулаҳои радиатсия дар ҳалли advantageously ribbonlike, ки аз тарафи ҳамгироии шумораи нисбатан зиёди молекулаҳои ҳаяҷон ва молекулаҳои пардохтпазирии боиси. Дар молекулаҳои, тавре, ки дар атоми иштирок дар luminescence ба электрон берунии orbitals молекулӣ.

Fluorescence ва phosphorescence

Ин шартҳои мумкин аст, фарқ на танҳо дар асоси давомнокии luminescence, балки бо усули худ истеҳсолот. Вақте ки электрон ба давлати singlet бо кори доимӣ ба ҳаяҷон дар он 10 ^-8 ҳо, ки аз он ба осонӣ метавонад ба хок баргардӣ, моддањои энергетикии худро ҳамчун fluorescence эљод мекунад. Дар давраи гузариш, ки чарх дигаргун намешавад. давлатҳои асосӣ ва ба ҳаяҷон доранд multiplicity монанд.

Electron, вале мумкин аст ба дараҷаи олӣ (ба ном «давлати triplet ҳаяҷон») бо табобати бозгашт худро баланд. Дар механикаи квантї, ба гузариши аз давлат triplet ба singlet манъ аст, ва аз ин рӯ, дар замони зиндагии худ бештар. Аз ин рӯ, дар ин ҳолат luminescence дарозмуддат зиёд аст: дар phosphorescence нест.