Закони люмінесценції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Закони люмінесценції

Зміст

Вступ

1. Загальна характеристика люмінесценції

2. Огляд законів люмінесценції

Висновки

Список використаних джерел

Вступ

Люмінесценція - це одне з найкрасивіших явищ. Воно належить до тих явищ, які людство спостерігає вже дуже багато років, хоча пояснювати навчилося зовсім недавно. До люмінесценції відноситься північне сяйво, світіння світлячків, світіння морської води відноситься до люмінесценції проживає там планктону. І всі ці явища людство спостерігає практично весь час свого існування.

Перший опис люмінесценції виникло приблизно в XVII столітті одночасно з відкриттям фосфору. Фосфор (його назва так і перекладається - «дає світло») володіє люмінесценцією, яка проявляється в результаті його окислення. Стосується це, звичайно, тільки білого фосфору.

Вже ближче до нашого часу, в кінці XIX століття, люмінесценція отримала набагато більший розвиток, були описані інші процеси люмінесценції. Більш широке поширення люмінесценції пов'язано, звичайно, з тим, що їй нарешті знайшли застосування. Вперше за довгі роки Стокс в кінці XIX століття запропонував використовувати люмінесценцію в аналітичних цілях: для аналізу присутності різних органічних сполук зі зміни спектра люмінесценції, інтенсивності і так далі. Але розвиток такої аналітичний метод отримав тільки в середині XX століття в зв'язку з роботами радянського фізика Вавилова. Він написав книгу, яка присвячена цьому методу аналізу.

1. Загальна характеристика люмінісценції

люмінесценція тепловий випромінювання фізичний

Люмінесценція - випромінювання, що представляє собою надлишок над тепловим випромінюванням, що випускається речовиною при даній температурі, і триває після поглинання енергії протягом часу, який значно перевищує період світлових хвиль.

Перша частина цього визначення відокремлює люмінесценцію від теплового випромінювання. Дійсно, будь-яка речовина, що має температуру вище абсолютного нуля, випромінює електромагнітні хвилі. Це випромінювання є температурним, незважаючи на те, що температура речовини може бути істотно нижче температури навколишнього середовища. Друга частина визначення люмінесценції, що стосується тривалості свічення, дозволяє відокремити люмінесценцію від інших видів світіння - відображення і розсіювання світла, гальмівного випромінювання заряджених частинок… Так як період світлових хвиль становить величину порядку 10 - ¹⁵ с, то тривалістю, достатньою для того, щоб віднести який-небудь вид світіння до люмінесценції, вважається величина 10 ^{- 10} с і вище.

Люмінесценція, на відміну від теплового світіння, є нерівноважним випромінюванням. Для того щоб викликати люмінесценцію речовини, до неї необхідно підвести ззовні певну кількість енергії. Частинки речовини (атоми, молекули), переходять в збуджений енергетичний стан. Збуджені частки досить швидко втрачають надлишкову енергію і переходять в основний стан. Такий перехід може відбуватися з випромінюванням фотонів люмінесценції або без випромінювальння, шляхом передачі енергії оточуючим часткам у вигляді тепла. Для виникнення люмінесценції необхідно, щоб ймовірність випромінювальних переходів перевищувала ймовірність безвипромінювальних переходів. Таким чином, Рзечовини можуть люминесцировать, перебуваючи в будь-якому агрегатному стані - газоподібному, рідкому (розчини речовин), твердому (скла, кристалічні речовини). Основною умовою люмінесценції є наявність у речовин дискретних енергетичних спектрів. Речовини з безперервним енергетичним спектром (наприклад, метали в конденсованому стані) НЕ люминесцируют, оскільки енергія збудження у них безперервно переходить в теплоту.

Загальна назва речовин, що володіють здатністю люминесцировать - люмінофори. Так само називаються неорганічні люмінофори. Складні неорганічні кристалічні люмінофори з дефектною структурою, викликаної впровадженням в їх кристалічну решітку іонів важких металів (активаторів), називають крісталлофосфоров. Органічні люмінофори прийнято називати органолюмінофорамі.

2. Огляд законів люмінісценції

Основними законами люмінесценції є:

1. Закон Стокса: спектр люмінесценції речовини зміщений в область більш довгих хвиль щодо його спектра поглинання.

2. Закон Вавилова: квантовий вихід і спектр люмінесценції складних молекул не залежить від довжини хвилі збудження.

Обидва ці закону пояснюються наявністю внутрішньої конверсії в складних молекулах, в результаті якої випускання завжди відбувається з найнижчих підрівнів порушених електронних станів на всі підрівні основного стану, незалежно від того, на які коливально-обертальні підрівні верхніх електронних станів були збуджені молекулою. Основна вимога до спектрального діапазону хвиль, використовуваних для збудження люмінесценції, - він повинен потрапляти всередину смуги поглинання цієї речовини.

Закон люмінесценції встановлений Стоксом в 1852 році, згідно з яким довжина хвилі випромінювання люмінесценції завжди більше довжини хвилі світла, яке поглинається і викликає люмінесценцію.

Таким чином, hv (погл.)> hv (люм.) Така люмінесценція називається стоксовою. Пізніше було виявлено, що при фотолюмінесценції також спостерігається випромінювання з довжиною хвилі менше довжини хвилі світла, що викликає люмінесценцію. Таке випромінювання, коли hv (погл.) < hv (люм.) називають антистоксовою.

Висновки

Люмінесценція являє собою світло, яке виділяється за рахунок енергії, що виникає під час переходу з'єднання із збудженого стану в основний. З'єднання може бути органічним або неорганічним, стан з найменшою енергією - це основний стан. Якщо ми якимось чином переводимо з'єднання в збуджений стан, тобто володіє більшою енергією, то далі воно може повернутися в основний стан будь-яким доступним йому способом, але в тому числі виділяючи енергію, яка витрачається на освіту фотонів, квантів світла. Якщо ця подія відбувається, то ми говоримо про люмінесценцію.

Список використаних джерел

1. Birowosuto M.D., Dorenbos P., de Haas J.T.M., van Eijk C.W.E., Krдmer K.W., Gьdel H.U.: Optical spectroscopy and luminescence quenching. J. Lumin. 118, 308-316 (2006). doi:10.1016/j.jlumin.2005.09.001

2. Родний П.А., Єршов М.М., Захаров Н.Г.: Спектрально-кінетичної дослідження характеристик власної люмінесценції. Оптика і спектроскопія. 53, 89-93 (1982)

3. Fedorov N., Belsky A., Constant E., Descamps D., Martin P., Vasil'ev A.N.: Quenching of excitonic luminescence of alkaline earth fl uorides excited by VUV harmonics of femtosecond laser. J. Lumin. 129, 1813-1816 (2009). doi:10.1016/j.jlumin.2009.04.083

Размещено на Allbest.ru