Люминесценция, фотолюминесценция и ее основные закономерности
Люминесценция – это неравновесное излучение, избыточное при данной температуре над тепловым излучением. Люминесценция возникает под действием внешних воздействий, не обусловленных нагреванием тела. Это холодное свечение. В зависимости от способа возбуждения различают: фотолюминесценцию (под действием света), хемилюминесценцию (под действием химических реакций), катодолюминесценцию (под действием быстрых электронов) и электролюминесценцию (под действием электрического поля).
Люминесценция прекращающаяся сразу
(
с)
после исчезновения внешнего воздействия,
называется флуоресценцией. Если
люминесценция исчезает через
с
после окончания воздействия, то она
называется фосфоресценцией.
Вещества, которые люминесцируют,
называются люминофорами. К ним относятся
соединения урана, редких земель, а также
сопряженные системы, у которых чередуются
связи
,
ароматические соединения: флуоресциин,
бензол, нафталин, антрацен.
Фотолюминесценция подчиняется закону
Стокса: частота возбуждающего света
больше испускаемой частоты
,
где
- часть поглощенной энергии, переходящей
в тепловую.
Основной характеристикой люминесценции является квантовый выход равный отношению числа излученных квантов к числу поглощенных. Есть вещества, у которых квантовый выход близок к 1 (например, флуоресциин). У антрацена квантовый выход равен 0,27.
Явление люминесценции получило широкое
применение на практике. Например,
люминесцентный анализ – метод определения
состава вещества по характерному его
свечению. Метод очень чувствительный
(примерно
),
позволяет обнаруживать ничтожное
количество примесей и применяется для
точнейших исследований в области химии,
биологии, медицины и пищевой промышленности.
Люминесцентная дефектоскопия позволяет обнаружить тончайшие трещины на поверхности деталей машин (исследуемая поверхность покрывается для этого люминесцентным раствором, который после удаления остается в трещинах).
Люминофоры используются в люминесцентных лампах, являются активной средой оптических квантовых генераторов, применяются в электронно-оптических преобразователях. Используются для изготовления светящихся указателей различных приборов.
Физические принципы устройства приборов ночного видения
Основу прибора составляет электронно-оптический преобразователь (ЭОП), который преобразует невидимое глазом изображение объекта в ИК лучах в видимое изображение (рис.4).
Рис.4. |
1 – фотокатод, 2 – электронная линза, 3 – люминесцирующий экран,
Инфракрасное излучение от объекта вызывает фотоэлектронную эмиссию с поверхности фотокатода, причем величина эмиссии с различных участков последнего изменяется в соответствии с распределением яркости спроецированного на него изображения. Фотоэлектроны ускоряются электрическим полем на участке между фотокатодом и экраном, фокусируются электронной линзой и бомбардируют экран, вызывая его люминесценцию. Интенсивность свечения отдельных точек экрана зависит от плотности потока фотоэлектронов, вследствие чего на экране возникает видимое изображение объекта.
Лекция 10 Теория атома водорода по Бору