Люминесценции тушение

РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ ТУШЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ [c.371]

С одним из видов потери энергии при люминесценции (стоксов-ской потерей) мы уже познакомились. Существуют и другие виды потери энергии возбуждения при люминесценции. Познакомимся с некоторыми из них (так называемыми видами тушения люминесценции). [c.371]

Температурное тушение. Опыты показывают, что повышение температуры люминесцирующих веществ (очевидно, что температура не должна превышать температуры термического разложения вещества) приводит к уменьшению выхода люминесценции. [c.371]

Температурная устойчивость к тушению у различных веществ различна. В одних веш,ествах люминесценция гаснет даже при —100° С, а в других она гаснет при температуре только свыше 400° С. [c.372]

Тушение при соударениях (тушения первого и второго родов ). Внешние тушения характерны тем, что при этих процессах происходит передача энергии одной возбужденной молекулы другой. Если в результате ударов второго рода энергия возбуждения молекулы передается другим, не способным люминесцировать молекулам, то понятно, что такой процесс приведет к соответствующему тушению люминесценции, которое и называется тушением второго рода. Тушение второго рода тем эффективнее, чем ближе друг к другу лежат возбужденные уровни соударяющихся молекул. При равенстве энергий возбуждения соударяющихся молекул ВОЗМОЖНО ИХ [c.372]

Явление ослабевания люминесценции вследствие введения посторонних веществ носит название тушения люминесценции. Механизм этого процесса ясен для случая резонансной флуоресценции газов. Атом находится в возбужденном состоянии в среднем 10 — 10 с. За это время может произойти столкновение возбужденного атома с каким-либо атомом или молекулой примеси. При этом может оказаться, что энергия возбужденного атома передается частице, которая с ним столкнулась, и расходуется на какие-либо процессы, происходящие в данной частице, или переходит в тепло (столкновения второго рода). Таким образом, часть возбужденных атомов лишается возможности участвовать в излучении, и следовательно, происходит ослабление (тушение) первоначально наблюдаемой люминесценции. Взамен нее может произойти химическая реакция с молекулой, которая сама не поглощает света, но заимствует его от возбужденного атома (сенсибилизированная фотохимическая реакция, см. 190). Поглощенная энергия, переданная при столкновении второй частице, может пойти на возбуждение последней и вызвать ее люминесценцию (сенсибилизированная люминесценция). [c.755]

Особенно важное значение имеет случай специального свечения, наблюдаемого под действием радиоактивных излучений (Р- и у-лучи). Как показал П. А. Черенков (1934 г.), работавший под руководством С. И. Вавилова, свечение такого рода возникает у весьма разнообразных веществ, в том числе и у чистых жидкостей. Обнаружив, что это свечение не испытывает тушения, Вавилов пришел к мысли, что оно не является люминесценцией, как считалось ранее, и связал его происхождение с движением электронов через вещество. Полное разъяснение явления было дано в теоретическом исследовании И. Е. Тамма и И. М. Франка (1937 г.), которые показали, что свечение должно иметь место, если скорость электрона превосходит фазовую скорость света в данном веществе. [c.761]

Под действием разнообразных факторов часть энергии возбуждения рассеивается, не переходя в свет флуоресценции (люминесценции). Процессы, приводящие к превращению части поглощенной световой энергии в тепло или другие формы энергии, что ведет к уменьшению выхода флуоресценции, называются тушением флуоресценции. Рассмотрим некоторые наиболее характерные виды тушения. [c.257]

Световое тушение проявляется при воздействии на флуоресцирующее вещество интенсивным (как правило, от лазерного источника) невозбуждающим световым потоком. Интенсивное невозбуждающее излучение, взаимодействуя с возбужденными молекулами, вызывает их вынужденный переход. Тем самым уменьшается число возбужденных молекул, проявляющееся на опыте в уменьшении интенсивности люминесценции. Степень тушения пропорциональна интенсивности тушащего светового потока. Световое тушение в отличие от других видов тушения является селективным по отношению к ориен- [c.258]

Тушение люминесценции. Под этим термином понимают уменьшение выхода люминесценции, обусловленное различными факторами, приводящими к относительному возрастанию вероятности безызлучательных переходов центров люминесценции (по сравнению с вероятностью излучатель-пых переходов). Тушение люминесценции может наблюдаться при добавлении в люминофор специальных примесей— центров тушения. Энергия возбуждения передается от центров люминесценции к центрам тушения, которые затем переходят в основное состояние за счет безызлучательных переходов. Интересно, что тушение люминесценции наблюдается и при достаточно сильном повышении концентрации самих центров люминесценции в этом случае говорят о концентрационном тушении. [c.194]

К тушению первого рода были отнесены все те процессы, в которых уменьшение выхода люминесценции вызывается химическими или физико-химическими воздействиями на невозбужденные молекулы исследуемого вещества. В этом случае часть энергии поглощенного света идет не на перевод молекул из невозбужденного в возбужденное состояние, а расходуется на их диссоциацию,, ионизацию или на увеличение энергии их колебания и вращения. Такие процессы развиваются с большой скоростью и происходят за время, соизмеримое с временем собственных колебаний молекул —10 с). [c.179]

К тушению второго рода были отнесены все те процессы, в которых уменьшение выхода люминесценции вызывается воздействием на возбужденные молекулы исследуемого вещества. В этом случае происходит безызлучательная дезактивация возбужденных молекул, которая развивается либо вследствие передачи энергии от возбужденных молекул к невозбужденным, либо благодаря переходу энергии возбуждения в энергию колебания ядер, либо из-за развития химических реакций с участием возбужденных молекул. [c.179]

В случае тушения второго рода, при экспоненциальном законе затухания свечения (4.1) и экспоненциальном ходе тушения люминесценции, выполняется важное соотношение между выходом свечения и средней длительностью возбужденного состояния исследуемых молекул [c.180]

Многие посторонние примеси могут также вызывать тушение люминесценции в газах, жидкостях и в твердых телах. В качестве тушителей могут выступать как неокрашенные (не имеющие поглощения в видимой области), так и окрашенные (обладающие интенсивным видимым поглощением) соединения. Механизм их взаимодействия с молекулами исследуемого люминесцирующего вещества существенно неодинаков. [c.181]

Тушение люминесценции посторонними поглощающими веществами осуществляется за счет резонансной передачи (миграции) энергии возбуждения от люминесцирующего вещества к тушителю. При этом миграция энергии будет тем значительнее, чем сильнее перекрываются между собой спектры люминесценции исследуемого вещества со спектрами поглощения тушителя. В тех случаях, когда посторонние молекулы сами обладают люминесцентной способностью, в результате миграции на них энергии возбуждения возникает их сенсибилизированная люминесценция. [c.181]

Температурное тушение свечения кристаллофосфоров связано не только с действием нагревания на светящийся центр, но и с возникновением нового процесса — заполнением возбужденных центров, потерявших электрон, электронами, поднимающимися из валентной зоны под воздействием тепловой энергии. Нейтрализованные таким путем возбужденные центры свечения не могут уже служить местом последующей рекомбинации. Образовавшиеся вследствие ухода электронов дырки, перемещаясь по валентной зоне, встречаются с центрами тушения (особыми местами решетки, не способными давать люминесценцию) и локализуются на них. Для устойчивой локализации необходимо, чтобы уровни центров тушения были расположены над валентной зоной значительно выше, чем уровни центров свечения. При таком положении уровней тушения электроны из валентной зоны не смогут подняться к локализовавшимся дыркам тепловым путем. Дырки рекомбинируют с электронами из полосы проводимости. Однако рекомбинация около центра тушения не дает свечения. [c.187]

Обычно активатор вводится в решетку в количествах, достаточных для подавления действия случайных малых примесей. Однако необходимо избегать сильных искажений решетки и образования центров с участием двух и более ионов активатора, поскольку такие центры либо дают измененное свечение, либо не светятся вовсе. Тушение люминесценции, наступающее при введении больших количеств активатора, носит название концентрационного тушения свечения кристаллофосфоров. [c.188]

ЗАДАЧА 12. ВЛИЯНИЕ АССОЦИАЦИИ МОЛЕКУЛ КРАСИТЕЛЕЙ НА ЭЛЕКТРОННЫЕ СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ И КОНЦЕНТРАЦИОННОЕ ТУШЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ИХ РАСТВОРОВ [c.208]

Концентрационное тушение люминесценции растворов красителей [c.212]

Экспериментально определяют величины Т для серии исследуемых растворов различных концентраций. Разделив полученную кривую суммарного тушения Т = Т(С) на найденную ранее зависимость Х = Х(С), находят функцию х = х(С), характеризующую ход суммарного миграционного тушения люминесценции [c.214]

Оказалось, что миграция энергии от возбужденных к невозбужденным мономерам не приводит к развитию заметного концентрационного тушения люминесценции. Следовательно, можно считать, что Хм=1- Поэтому кривая х=х(С) по существу характеризует ход миграционного тушения, вызванного передачей энер- [c.214]

У разных веществ неактивное поглощение и миграция энергии возбуждения вносят различный вклад в суммарное концентрационное тушение люминесценции. В качестве примера на рис. 80 [c.214]

Упражнение 2. Изучение концентрационного тушения люминесценции растворов красителей. [c.216]

Исходя из соотношения (4.53) и полученной ранее зависимости Х = Х(С), определите ход миграционного тушения люминесценции к = х(С). Постройте на одном графике зависимости Т = Т(С), Х = Х(С) и х = х(С). [c.216]

Температурное тупление является, как мы это отметили, результатом внутримолекулярных процессов. Поэтому подобный вид тушения люминесценции называется внутренним. Возможны также процессы, при которых безызлучательный переход молекулы из возбужденного состояния в основное осуществляется не в результате внутримолекулярного взаимодействия частей самой молекулы, а в результате их взаимодействия с невозбужденными молекулами без предварительрюго размена энергии возбуждения на колебательные. Подобные процессы тушения названы внешними тушениями . К внешним тушениям относятся так называемые тушения при соударениях, концентрационное тушение и т. д. [c.372]

Концентрационное тушение. Пусть имеем жидкий раствор, например водный раствор красителя родамина, способный люмиие-сцировать при возбуждении светом. Как показывают опыты, увеличение концентрации раствора в начальный период приводит к увеличению свечения. Это понятно, так как увеличивается концентрация поглощающих свет, а следовательно, и люминесцирую-щих молекул. Однако начиная с некоторого значения концентрации дальнейшее ее увеличение вызывает резкое уменьшение яркости свечения. Подобное уменьшение яркости люминесценции называется концентрационным тушением. [c.373]

Причиной концентрационного тушения люминесценции, как показывают проведенные многочисленные исследования, является образование в концентрированных растворах ассоциатов, состоящих из двух или более молекул люминесцентного вещества. Эти сложные соединения (ассоциаты), поглощая световую энергию, не лю-мииесцируют происходит так называемое тушение (внутреннее) вследствие неактивного поглощения энергии. Увеличение концентрации раствора приводит к соответствующему увеличению числа не активных к люминесценции комплексов и потому к концентрационному тушению люминесценции. Действие неактивных комплексов усиливается еще и тем, что из-за перекрывания их спектра поглощения спектром люминесценции неассоциированных молекул происходит также неактивное поглощение свечения люминесци-рующих молекул. Такое перекрывание спектров поглощения и испускания, а также увеличение концентрации раствора создают благоприятное условие для миграции (переноса) энергии возбужденных молекул к неактивным комплексам путем резонансного взаимодействия между ними. [c.373]

В случае люминесценции жидких (и твердых) веществ также наблюдается тушение например, интенсивность люминесценции многих растворов сильно уменьшается при добавлении йодистого калия. По-видимому, и в этих случаях присутствие тушителя вызывает переход энергии возбуждения люминесцирующей молекулы к молекулам тушителя. В конечном счете энергия, отнятая у возбужденных молекул, обычно распределяется среди всего вещества, слегка нагревая его. Сходное явление тушения наблюдается и при повышении концентрации люминесцирующего вещества (так называемое концентрационное тушение). Опыт показывает, что значительное повышение концентрации вещества обычно сильно понижает выход флуоресценции, и при очень больших концентрациях он становится незначительным. В качестве примера приведем рис. 39.6, который показывает падение выхода флуоресценции водного раствора флуо-ресцеина с повышением его концентрации. [c.755]

Данное определение однозначно отличает люминесценцию от всех других видов свечения и дает возможность надежного экспериментального установления люминесцентного характера свечения. Для этой цели не требуется производить сложные определения времени свечения. Достаточно убедиться, что оно не слишком мало. А для этого можно провести опыты по тушению предполагаемой люминесценции подходящим тушителем. Для тушения необходимо, чтобы длительность возбужденного состояния была заведомо больше среднего времени между соударениями с молекулами тушителя. Время это при не слишком малых концентрациях возбужденных молекул и тушащего вещества не меньще 10" —10" с. Поэтому нелюминесцентные, т. е. чрезвычайно быстро прекращающиеся (т < 10" с) виды свечения не успевают испытать тушение. [c.761]

Возьмем, например, водный раствор родамина 6G центры люминесценции — молекулы родамина. Поставим кювету с этим раствором на пути сине-голубого светового пучка (Х=0,45ч-0,35 мкм) и будем наблюдать люминесценцию, постепенно увеличивая концентрацию молекул родамина в растворе. Сначала по мере роста К01щентрации центров люминесценции возрастает интенсивность люминесцентного свечения. При этом уменьшится глубина проникновения возбуждающего светового пучка внутрь раствора свечение будет прижиматься к стенке кюветы со стороны падения светового пучка. При некоторой концентрации молекул родамина возбуждающий свет полностью поглощается в тонком поверхностном слое раствора. Дальнейшее повышение концентрации молекул приводит к тому, что свечение этого слоя начинает ослабевать — возникает концентрационное тушение люминесценции. [c.194]

Кинетика люминесценции. Зависимость интенсивности люминесцентного свечения от времени (в частности, закон затухания люминесценции после прекращения возбужде- 1ия), а также зависимость интенсивности свечения от интенсивности возбуждения, температуры люминофора, концентрации тех или иных примесей — все это связано с кинетикой люминесценции. Она в значительной мере зависит от характера элементарных процессов, обусловливающих люминесценцию в конкретном люмино4юре. На кинетику люминесценции существенно влияют факторы, приводящие к ее тушению или, напротив, к стимулированию. [c.196]

Как известно, частота люминесцентного свечения меньше частоты возбуждающего излучения. Поэтому вполне понятно применение люминофоров для детектирования ультрафиолетовых лучей они возбуждают люминофор, который затем высвечивается в видимой области спектра. Но люминофоры могут с успехом детектировать также и инфракрасное излучение. Для этой цели используют вещества со стимулированной люминесценцией. Детектируемое инфракрасное излучение играет роль стимулятора, обеспечивающего переход центра люминесценции с метаста-бильного уровня на уровень высвечивания (см. рис. 8.1, 3). В крист аллофосфор ах инфракрасное излучение может способствовать освобождению электронов из ловушек и тем самым стимулировать люминесценцию. В отдельных случаях инфракрасное излучение может инициировать переходы, при которых энергия возбуждения передается центрам тушения тогда наблюдается не усиление, а, наоборот, ослабление люминесценции кристаллофосфора. [c.198]

Процессы тушения молекулярной люминесценции. Выход люминесценции очень чувствителен к различным внутримолекулярным и межмолекулярным взаимодействиям, которые вызывают его-уменьщение и приводят к развитию процессов тушения люминесценции. Так, при увеличении температуры наступает температурное тушение, при добавлении посторонних примесей — тушение посторонними примесями, при увеличении концентрации — концентрационное тушение и т. д. С. И. Вавилов разделил все известные виды тущения на два класса тушение первого и второго рода. [c.179]

Сильное тушение люминесценции обычно наблюдается при увеличении концентрации раствора. Одновременно происходят уменьшение т и деформации электронного спектра поглощения молекул растворенного вещества. Концентрационное тушение является обратимым процессом — выход свечения полностью восстанавливается при обратном разведении концентрированного раствора. Оно связано с возникновением ассоциированных молекул в концентрированных растворах. При увеличении концентрации происходит сближение молекул и их ассоциация. Как правило, ассоци- [c.180]

Миграционное тушение будет тем сильнее, чем значительнее перекрываются друг с другом спектры поглощения нелюминесци-рующих ассоциатов со спектрами люминесценции мономерных молекул. Это связано с тем, что вероятность передачи энергии возбуждения от молекулы к к молекуле I определяется выражением [c.212]

Каждый из двух процессов тушения может по-разному зависеть от концентрации раствора. Поэтому важно иметь возможность проводить их количественное разделение. Для этой цели излучают концентрационную зависимость спектров поглощения (рис. 79) и из нее по формуле (4.46) определяют долю мономеров, находящихся в растворах разной концентрации Х = Х С). Эта зависимость одновременно характеризует изменение числа ассоциированных молекул в растворе, а следовательно, и ход концентрационного тущения люминесценции, обусловленного их неактивным поглощением возбуждающего света. [c.213]

Не производя пока разделения различных видов миграцион ного тушения люминесценции, обозначим [c.214]

Рис. 80. Различные виды концентрационного тушения люминесценции водных растворов родамина 6Ж (й) и Na-флyope цeинa (б)- 1 — суммарное концентрационное тушение 2 — тушение, вызванное неактивным поглощением 3 — миграционное тушение

При достаточно высокой температуре полупроводника энергия электрона в возбужденном состоянии может оказаться выше и тогда электрон в основное состояние скатывается вниз по кривой Wa безьалучательно с испусканием фононов. В силу этого люминесценция с повышением температуры уменьшается. Это явление называют температурныш тушением люминесценции. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...