7.2 Люминесценция

Все тела помимо теплового и равновесного излучения в результате различных внешних воздействий дают избыточное излучения, которые не определяются температурой тела. Все виды свечений, возбуждаемые за счет внешнего источника энергии, называются люминесценцией.

Люминесценция обусловлена колебаниями сравнительно небольшого числа атомов или молекул вещества, которые под воздействием источника энергии переходят в возбужденное состояние. Излучения возникает в результате перехода атомов или молекул из этих состояний в основное не возбужденное или менее возбужденное состояние.

Интенсивность люминесценции определяется формулой:

_,

где τ – средняя продолжительность времени жизни возбужденного состояния атомов или молекул;

t – время люминесценции.

Вещества, у которых наблюдается люминесценция, называются люминофорами. Люминесценция различают по типам в зависимости от источников возбуждения:

1) УФ и видимое свечение – фотолюминесценция;

2) рентгеновское и γ-излучение – рентгенолюминесценция;

3) α и β- частицы – радиолюминесценция;

4) электрическое поле – электролюминесценция;

5) химические реакции – хемолюминесценция;

6) пламя – кандолюминесценция.

7) механические возбуждения – триболюминесценция

Люминесценция практически всегда подчиняется закону Стокса:

Длина волны люминесценции больше длины волны возбуждающего излучения:

E_воз = Е_люм + W,

где W – потеря энергии возбуждающего света на другие процессы.

Имеются отклонения от закона Стокса (наблюдается антистоксово свечение):

В случае антистоксового свечения часть энергии поступает за счет энергии движения атомов и молекул люминофоров, то есть будет наблюдаться охлаждение люминофоров.

7.3 Фотохимические превращения

Фотохимические превращения – это превращения под воздействием света. Энергия света расходуется на разложение сложных веществ на более простые вещества. Фотохимические реакции подчиняются закону Эйнштейна:

На первый акт фотохимического превращения идет один квант поглощенного света.

Масса превращенного вещества определяется законом Бунзена-Роско:

М = К٠Ф٠t,

где М – масса;

К – коэффициент, зависящий от типа реакции;

Ф – мощность излучения;

t – время.

7.4 Сенсибилизированные реакции

Сенсибилизированные реакции – это фотохимические реакции, протекающие в присутствии специальных катализаторов, которые называются сенсибилизаторы. В ряде случаев вещества на прямую не взаимодействуют с излучением, тогда в систему добавляют сенсибилизатор способный поглощать излучения и переходить в активное состояния (возбужденное).

Далее активная форма сенсибилизатора передает энергию основному веществу и вызывает его превращения. Это находит применения в ик-фотографии.

8 Магнитные свойства твердых тел

8.1 Магнитное поле в магнетиках

Количественно магнитное поле характеризуется магнитной индукцией .

Магнитная индукция – это сила действующая на единичный заряд движущийся с единичной скоростью в направлении перпендикулярном магнитной индукции:

Где – сила Лоренца;

–скорость;

q – заряд.

Направление силы определяется по правилу левой руки.

Магнитная индукция связана с напряженностью поля:

где μ₀ – магнитная проницаемость вакуума, μ₀= 4π ·10^-7 Гн/м;

Н – напряженность магнитного поля, [А/м].

Под действием поля тело намагничивается и в нем возникают микроскопические магнитные моменты.

где n – нормальный вектор;

S – площадь ограниченная контуром с током;

i – сила тока в контуре;

М – магнитный момент;

V – объем.

–намагниченность,

–магнитная восприимчивость.

Таким образом тело находящиеся в магнитном поле создает свое собственное магнитное поле.

где μ – магнитная проницаемость магнетика.

В = μ₀·μ·Н.

По величине магнитной восприимчивости все твердые тела делятся:

1) диамагнетики <0;

2) парамагнетики >0;

3) ферромагнетики >>0.

Диамагнетики		Парамагнетики		ферромагнетики
Cu	-0,9·10-5	O2	360·10-5	Fe	>1000
Алмаз	-2·10-5	NiSO4	120·10-5	Co	>150
Si	-0,3·103	Pt	26·10-5	Ni	>240