4.3. Люмінесценція та її застосування.

Люмінесценція - це свічення, надлишкове над температурним, тривалість якого набагато більше за період світлових хвиль. За типом збудження розрізняють:

Хемілюмінесценцію – світіння яке виникає під час деяких хім. реакцій (світлячки, гниючі дерева);

Триболюмінесценція – світіння під час механічного тертя, руйнування деяких кристалів;

Катодолюмінісценція – за рахунок бомбардування речовини електронами (кінескоп, осцилограф);

Електролюмінісценція – її спричиняє проходження електричного струму, або електричне поле в газах (північне сяйво, газонаповнені рекламні трубки);

Фотолюмінесценція – світіння тіл під дією видимого світла, -променів.

Люмінесценція - один з широко розповсюджених в природі видів випромінювання. Воно виникає як власне не рівноважне свічення збуджених атомів, молекул або утворених ними частинок. Люмінесценція повинна бути попередньо збуджена, тобто джерело свічення - атом або молекула, що поглинула квант енергії, повинна знаходитися в збудженому стані. При вивченні цього цікавого явища визначну роль відіграють роботи школи академіка С.І.Вавілова. Ним запропонована класифікація явищ люмінесценції на основі їх кінетики.

В сі явища люмінесценції поділяються на: свічення дискретних центрів і рекомбінаційне свічення. В першому випадку процес збудження і процес випромінювання проходить в одному і тому ж центрі. У випадку рекомбінаційного свічення центр поглинання і центр випромінювання просторово розділені і для обидвох класів свічення суттєво різна кінетика процесів, його тривалість, закон затухання. Свічення дискретних центрів в свою чергу поділяються на резонансне, спонтанне і вимушене. Резонансна люмінесценція виникає після поглинання збудженого світла молекулою, що переходить з основного стану на перший збуджений, звідки через деякий час повертається в основний стан, випромінюючи квант світла (рис.1).

Спонтанна люмінесценція здійснюється, якщо після поглинання кванта світла збуджена молекула повертається до не збудженого стану без будь-якої додаткової зовнішньої дії (рис.2).

Вимушений процес люмінесценції дискретних центрів виникає тоді, коли збуджена молекула находиться в метастабільному стані, перехід з якого на основні рівні заборонено правилами відбору. Для виникнення люмінесценції необхідна зовнішня дія на збуджену молекулу. Вона часто здійснюється за допомогою впливу на молекулу електромагнітного випромінювання.

З-номірності: 1.Правило стокса: Довжина хв.. фотолюмінісценсії як правило більша ніж довжина хв. світла. З квант точки зору: енергія кванта світла,яка збуджує люмінісцесію частково витрач на не оптичні процеси: тобто або . W-енергія витрачена на різні процеси крім люмінесценції. 2. у деяких випадках фотолюменесцентне випромінювання має у своєму спектрі довжини хвиль менші від довжин хвиль світла, що збуджує люмінесценцію: до енергії збудж фотона + енергія теплового руху част люмінесценціюючої реч: .а-коеф що залеж від природи люмінофора.к-стала Больцмана. Т-т-ра люмінофора.

3. залежність інтенсивності спонтанної люмінесценції від часу : .It-інтенсивність світіння в момент часу t.Io-інт світіння в момент припинення збудження люмінесценції. -сер тривалість збудженого стану речовини. 4.з-н Вавилова:квантовий вихід (відн к-ті фотонів люм випр. до до к-ті погл фотонів збудж світла) фотолюмінесценсії сталий при зміні довжини хв. збуджуючого світла у стоковій обл. ( ) і швидко зменшується зі збільшенням у антисток обл.( ) в межах спектральної смуги поглинання люмін. речовини.Із з-ну Вавилова випл що ен вихід(відн погл ен люмінофором,від джерела яке збуджує люм.) фотолюмінесценції у стоковій обл. зроста пропорц до , а антисток обл. швидко зменш до нуля, оскільки енергія падаючих фотонів недостатня для збудження люмінесценції: .Явище люм широко викор під час ств різних типів техн. пристроїв, значне застосув сьогодні мають люмінесцентні лампи,електролюмінісцентні сигнальні пристрої, люмінесцентні екрани ел-пром приладів, люмінесцентний аналіз харч продуктів і реч у різних галузях науки і техніки.

Білет №5