Різне - Різне - Фізика теми 1-52 розширений курс - 35. Люмінесценція, її види. Флюоресценція та фосфоресценція
35. Люмінесценція, її види. Флюоресценція та фосфоресценція. Метастабільні рівні. Правило Стокс. Поняття про люмінесцентний аналіз.
Люмінесценцієюназивають будь-яке не теплове випромінювання.
Джерела енергії для цього випромінювання можуть бути різними; відповідно говорять про різні види люмінесценції. Найбільш важливими з них є:хемолюмнесцепція -світіння, що виникає при деяких хімічних реакціях (найчастіше при окисленні);біолюмінесценція- це хемолюмінесценція в живих організмах (світляки, багато морських тварин, деякі бактерії). Зараз велику увагу привертає слабка хемолюмінесценція в УФ-області, що супроводжує багато процесів у клітинах. Вона, мабуть, пов'язана з передачею інформації від клітини до клітини. Доведено, наприклад, що УФ-випромінювання, що випускається клітинами на стадії мітозу, стимулює поділ сусідніх клітин. катодолюмінесценція (від старовинної назви електронних пучків "катодні промені") - світіння під дією потоку електронів, яке використовується, зокрема, у кінескопах телевізорів та електронно-променевих трубках. Сюди відноситься свічення, що виникає в газовому розряді.електролюмінесценція- свічення, що виникає в електричному полі (найчастіше в напівпровідниках).
Найбільш цікавим видом люмінесценції єфотолюмінесценція.Це такий процес, при якому атоми або молекули поглинають світло (або УФ-випромінювання) в одному діапазоні довжин хвиль, а
випускають зовсім в іншому діапазоні (наприклад, поглинають сині промені, а випромінюють жовті). Речовина поглинає кванти з відносно великою енергією hvo (з малою довжиною хвилі). При випромінюванні світла електрон переходить через проміжні рівні, послідовно випускаючи два або більше квантів (частоодин із таких проміжних переходів виявляється безвипромінювальним, тобто енергія електрона при такому переході перетворюється на теплову енергію). Зрозуміло, що енергія кожного з випущених квантів буде меншою, ніж енергія поглиненого кванта, інакше порушився б закон збереження енергії. Дчина хвилі світла, що випускається, при цьому повинна бути меншою. Якщо сказане сформулювати в загальному вигляді, отримаємозакон Стокса:спектр люмінесценції зрушений у бік довших хвиль щодо спектра того випромінювання, яке викликало люмінесценцію> (Остання називаютьзбудливимвипромінюванням). Звідси, зокрема, випливає, що якщо ми хочемо отримати свічення у видимій частині спектру, треба як збуджуючий взяти джерело ультрафіолетового випромінювання (наприклад, ртутно-кварцову лампу зі світлофільтром, що пропускає УФ-промені).
Флуоресценція та фосфоресценція
Досвід показав, що люмінесцентні речовини бувають двох типів. В одних світіння припиняється практично миттєво при вимиканні збудливого світла. Такекороткочаснесвічення називається флуоресценція. У речовинах іншого типу після вимкнення збуджуючого світла світіння згасаєпоступово(за експоненційним законом). Час релаксації (час, протягом якого яскравість світіння зменшується в раз) для різних речовин може становити від часток секунди до багатьох годин і навіть доби. Таке тривале світіння називаєтьсяфосфоресценція(елемент фосфор тут ні до чого). Причина тривалого світіння полягає в тому, що в атомах або молекулах, здатних до фосфоресценції, є так званіметастабнльнірівні.Метастабцльнимназивається такою енергетичний рівень, на якому електрони можуть затримуватися значно довше, ніж на звичайнихрівнях