- •§4.1. Магнітне поле і його характеристики. Дія магнітного поля на контур зі струмом. Принцип суперпозиції. Класифікація магнетиків
- •§4.2. Закон Біо-Савара-Лапласа. Магнітне поле прямолінійного та колового струмів
- •§4.3. Циркуляція вектора напруженості магнітного поля. Вихровий характер магнітного поля. Поле довгого соленоїда
- •§4.4. Дія магнітного поля на струм; сила Ампера. Магнітна взаємодія струмів
- •§4.5. Сила Лоренца. Рух електричних зарядів у магнітному полі
- •§4.6. Магнітний потік. Теорема Гауса для магнітного поля
- •§4.7. Робота переміщення провідника та контура зі струмом в магнітному полі
- •§4.8. Явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея. Правило Ленца
- •§4.9. Індуктивність контура. Явище самоіндукції. Енергія магнітного поля
- •§4.10. Магнітне поле в речовині
- •§4.11. Вихрове електричне поле
- •§4.12. Струми зміщення. Теорема про циркуляцію вектора напруженості магнітного поля (закон повного струму)
- •§4.13. Система рівнянь Максвелла. Електромагнітне поле
- •§5.1. Гармонічні коливання. Диференціальне рівняння гармонічних коливань та його розв’язок. Амплітуда, фаза, частота, період коливань
- •§5.2. Математичний маятник
- •§5.3.Фізичний маятник
- •§5.4. Енергія гармонічних коливань
- •§5.5. Додавання однаково направлених гармонічних коливань однакової частоти
- •§5.6. Додавання взаємно перпендикулярних коливань
- •§5.7. Згасаючі коливання
- •§5.8. Вимушені коливання
- •§5.9. Поняття хвилі, рівняння хвилі. Поздовжні і поперечні хвилі. Фронт хвилі і хвильові поверхні. Довжина хвилі, хвильове число, фазова швидкість
- •§5.10. Хвильове рівняння
- •§5.11. Енергія пружної хвилі
- •§5.12. Групова швидкість і дисперсія хвиль
- •§5.13. Стоячі хвилі
- •§5.14. Електромагнітні коливання
- •§5.15. Вимушені електромагнітні коливання
- •§5.16. Електромагнітні хвилі. Шкала електромагнітних хвиль
- •§5.17. Енергія електромагнітних хвиль. Вектор Умова-Пойнтінга
- •Розділ 6. Оптика
- •§6.1. Елементи геометричної оптики: закони відбивання і заломлення світла; тонкі лінзи
- •§6.2. Монохроматичні світлові хвилі
- •§6.3. Інтерференція світла
- •§6.4. Інтерференція світла на тонких плівках
- •§6.5. Дифракція світла. Принцип Гюйгенса - Френеля. Метод зон Френеля
- •§6.6. Дифракція Фраунгофера
- •§6.7. Дифракція рентгенівських променів
- •§6.8. Поляризація світла. Типи і способи поляризації
- •§6.10. Дисперсія світла
- •§6.11. Квантова природа випромінювання. Теплове випромінювання
- •§6.12. Фотоефект
- •§6.13. Тиск світла
- •§6.14. Ефект Комптона
- •§6.15. Гальмівне рентгенівське випромінювання
- •§7.1. Ядерна модель атома. Борівський воднеподібний атом. Спектральні серії
- •§7.2. Корпускулярно-хвильовий дуалізм матерії; гіпотеза де Бройля. Співвідношення невизначеностей Гайзенберга
- •§7.3. Хвильова функція та її зміст. Рівняння Шрьодінгера
- •§7.4. Частинка в одновимірній прямокутній потенціальній ямі. Проходження частинки через потенціальний бар’єр
- •§7.5. Квантовий лінійний гармонічний осцилятор
- •§7.6. Воднеподібні атоми в квантовій механіці. Квантові числа
- •§7.7. Магнітний момент атомів. Досліди Штерна і Герлаха. Власний момент електрона (спін). Ферміони і бозони
- •§7.8. Принцип Паулі. Стани електронів в складних атомах
- •§7.9. Характеристичне рентгенівське випромінювання
- •§7.10. Енергія молекул. Молекулярні спектри
- •§7.11. Люмінесценція
- •§7.12. Поглинання, спонтанне і вимушене випромінювання. Квантові генератори
- •§7.13. Теплові коливання кристалічної решітки і теплоємність твердих тіл
- •§7.14. Елементи зонної теорії твердих тіл
- •§7.14.2. Розподіл частинок з напівцілим спіном (ферміонів), в т.Ч. І електронів, за енергіями описується квантовою функцією розподілу Фермі-Дірака
- •§7.15. Електропровідність металів і напівпровідників
- •§7.16. Напівпровідникові структури
- •§8.1. Склад і характеристики ядра
- •§8.2. Дефект маси та енергія зв’язку ядра. Ядерні сили
- •§8.3. Радіоактивність
- •§8.4. Ядерні реакції
- •§8.5. Елементарні частинки та фундаментальні взаємодії
§7.11. Люмінесценція
З точки зору квантової механіки випромінювання тіл зумовлене переходами атомів (молекул, кристалу) із збудженого стану в основний чи нижчий енергетичний стан. Характер випромінювання визначається способом переведення атомів (молекул, кристалу) в збуджений стан. Якщо збудження здійснюється тепловим шляхом, тобто нагріванням тіл, то випромінювання називається тепловим (рівноважним, температурним). Усі інші види збуджень супроводжуються випромінюванням, яке називається люмінесценцією. За С. Вавіловим, люмінесценція – це оптичне випромінювання тіла, що є надлишковим над тепловим при цій же температурі в даному спектральному діапазоні; при цьому тривалість свічення перевищує 10-10 с, тобто не припиняється зразу ж після вимкнення збудження. Розрізняють два види люмінесценції: флуоресценцію, коли =10-910-8 с, і фосфоресценцію, коли > 10-8с.
Крім того, залежно від способу збудження, розрізняють такі види люмінесценції:
-
фотолюмінесценція, що виникає при поглинанні речовиною світла;
-
електролюмінесценція, що виникає в неоднорідних середовищах під дією сильного електричного поля;
-
катодолюмінесценція, що виникає при бомбардуванні речовини електронами;
-
хемілюмінесценція, що зумовлена хімічними реакціями в середовищах.
С
Рис.7.21
,
звідси: зб > люм і зб < люм.
Важливою характеристикою фотолюмінесценції є квантовий вихід, як відношення числа Nл фотонів люмінесцентного випромінювання до числа Nз збуджуючих фотонів, тобто
Як правило, значення Вк залишаються постійними (і дещо меншим від одиниці) при малих довжинах хвиль збуджуючого випромінювання і різко падають до нуля, коли енергія збуджуючих фотонів стає недостатньою для переведення атомів речовини в збуджений стан (рис. 7.21). На вказаному рисунку також приведена спектральна залежність енергетичного виходу фотолюмінесценції Be – відношення енергії люмінесцентного випромінювання до енергії збуджуючого світла, тобто
. (7.72)
Якщо припустити, що Вк = 1, то формула (7.72) запишеться як , з якої випливає лінійна залежність енергетичного виходу від довжини хвилі збуджуючого світла при малих зб.
Фотолюмінесценція та інші види люмінесценції спостерігаються в газах, рідинах і твердих тілах. Зокрема, штучні кристали (ZnS, CdS тощо), леговані певними домішками – активаторами, які мають високий квантовий і енергетичний вихід люмінесценції, називаються кристалофосфорами (люмінофорами). В лампах денного світла реалізуються одночасно як катодолюмінесценція, так і фотолюмінесценція. Перший процес відбувається в газовому середовищі (пари руті) за рахунок бомбардування атомів електронами, прискореними електричним полем; при цьому виникає свічення як видимого, так і ультрафіолетового (переважно) діапазонів. Стінки лампи покриті шаром люмінофору, який люмінесціює під впливом УФ-випромінювання. При цьому спектральний склад фотолюмінесцентного випромінювання близький до випромінювання Сонця.