Люминесценция

Проявлению дефектов помогают сорбционные пр)оцессы, а также влияние эффектов люминесценции, цветных контрастов. При цветном методе проявление дефектов производят, например, путем нанесения на поверхность объекта каолино- [c.218]

ВОЙ суспензии, растворенной в воде или в спирте. При применении люминесценции проявителем может служить тальк в форме порошка, который наносится на поверхность, затем удаляется, а потом поверхность освещают ультрафиолетовым светом. [c.219]

Энергия поглощенного света не всегда приводит к химической реакции. Это связано с тем, что она, перейдя во внутреннюю энергию возбуждения молекулы, может претерпеть в дальнейшем ряд различных превращений — в результате люминесценции излучаться обратно частично или полностью, рассеиваться в виде тепла путем соударений поглощающих молекул друг с другом и с молекулами растворителя. О том, что энергия не остается надолго в поглощающей молекуле, свидетельствует тот факт, что цвет большинства веществ не изменяется во время освещения. Это означает, что возбужденные молекулы довольно быстро возвращаются в основное состояние, в котором они опять могут поглощать свет тех же длин волн, что и до освещения. [c.355]

Известны различные виды излучения вещества — отражение и рассеяние света, тепловое излучение, излучение заряженных частиц при их ускоренном или заторможенном движении и т. д. Однако существует излучение, отличное от этих видов как по характеру возбуждения и протекания, так и по характеристикам самого излучения (спектральному составу, поляризации и т. д.). К таким видам излучения относится свечение окисляющегося в воздухе фосфора, свечение газа при прохождении через него электрического тока, свечение тел после облучения их светом, свечение специальных экранов при ударе о них электронов (экраны телевизоров, осциллографов и др.) и т. д. Все эти виды излучения, как увидим дальше, обусловлены переходом частиц (атомов, молекул, ионов и других более сложных комплексов) из возбужденного состояния в основное и называются люминесценцией. Понятие люминесценция было введено впервые Видеманом в 1888 г. Существенный вклад в развитие учения о люминесценции был сделан советской школой физиков, во главе которой стоял акад. С. И. Вавилов. [c.356]

МЕХАНИЗМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ [c.356]

Поскольку явление люминесценции обусловлено переходами системы из возбужденных состояний в основное, то очевидно, что возникновение и протекание люминесценции должно находиться в прямой связи со структурой вещества — газа, жидкости и твердого тела, состоящих из атомов и молекул. [c.356]

Состояние атома может быть таким, что непосредственный переход Е. -> Ei невозможен или маловероятен. Такое состояние (Е.,) называется метастабильным. Если система поглощает энергию, равную 3 — .,, то она может вернуться снова в состояние 3, откуда возможен переход в основное состояние. Такая люминесценция будет характеризоваться значительной продолжительностью (примерно от 10" с до целых секунд). На рис. 16.3 показаны метастабильный уровень молекулы и некоторые из возможных переходов. Волнистые линии изображают маловероятные переходы из метастабильного состояния в основное. Подобное свечение возникает только при участии внешних воздействий, способных перевести атомы (или молекулы) из метастабильного СОСТОЯНИЯ в возбужденное. [c.358]

КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ПО МЕТОДУ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ПО ДЛИТЕЛЬНОСТИ СВЕЧЕНИЯ [c.360]

Возбуждение люминофора можно производить разными способами. Выбор того или иного вида возбуждения зависит от конкретного случая и от характера центра и среды люминесценции. В зависимости от характера центра и среды люминесценции в одном случае подходящим является один вид возбуждения, а в другом случае — другой. [c.360]

Различают следующие виды люминесценции по виду возбуждения. [c.360]

Флуоресценция и фосфоресценция. По длительности свечения различают два вида люминесценции — флуоресценцию и фосфоресценцию. [c.361]

Люминесценцию с длительностью порядка 10" —10" с и меньше называют флуоресценцией. Под фосфоресценцией понимают свечение, продолжающееся заметный промежуток времени (от с до нескольких часов) после прекращения возбуждения. Подобное разделение люминесценции на флуоресценцию и фосфоресценцию, строго говоря, является условным, и установить точную границу между ними невозможно. [c.361]

В заключение данного параграфа сделаем замечание относительно самого характера и свойства люминесцентного излучения. Поскольку все заключительные акты излучения при люминесценции происходят самопроизвольно, независимо друг от друга, то подобное излучение будет являться некогерентным. Люминесцентное излучение является также неравновесным (в отличие от теплового излучения). [c.361]

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ В ГАЗАХ, ЖИДКОСТЯХ И ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ [c.361]

Спектр излучения (спектр люминесценции) определяется видом атомов и давлением газа. Например, свечение одноатомных частиц ртути, гелия и т. д. обладает линейчатым спектром, в то время как свечение паров бензола дает полосатые спектры. [c.361]

Люминесценция в жидкостях. В жидкостях возможны излучение дискретных центров и рекомбинационные процессы. Длительность излучения дискретных центров в жидкостях весьма мала, лишь в отдельных случаях длительность свечения доходит до 10 с. [c.361]

Люминесценция в твердых телах. Подобные, но более разнообразные процессы происходят в твердых кристаллических телах. В некоторых кристаллических телах наблюдается высвечивание дискретных центров, а в некоторых — рекомбинационное свечение. Встречаются кристаллы, в которых существует свечение обоих видов одновременно. [c.361]

Если электрону в валентной зоне сообщить энергию, превышающую ширину запрещенной зоны, то он, покидая валентную зону, перейдет в зону проводимости (рис, 16.4, /), При движении по зоне проводимости электрон, потеряв часть своей энергии, опускается к ее дну (рис. 16.4, 2), а в дальнейшем переходит на локальный уровень активатора (рис, 16.4, < ). При уходе электрона из валентной зоны возникает дырка, которая ведет себя подобно положительному заряду. Дырка, двигаясь по валентной зоне, рекомбинирует (рис. 16.4, 4) с электроном, попавшим на уровень активатора из зоны проводимости. Выделенная энергия при рекомбинации электрона и дырки возбуждает ион активатора, являющийся центром высвечивания. Поскольку движение электрона в зоне проводимости происходит с большой скоростью, то процесс люминесценции в данном случае является весьма кратковременным. [c.362]

Дальнейшие исследования в области люминесценции привели к установлению другого, отличного от правила Стокса закона. Согласно этому закону, при фотолюминесценции наблюдается также излучение с длиной волны, меньшей длины волны возбуждающего света. Такое излучение обычно называют антистоксовым. [c.363]

Как вышеупомянутые, так и другие закономерности люминесценции не были объяснены с помощью классических представлений. Все попытки в этом направлении неизбежно кончались неудачей. Правильное истолкование указанных явлений возможно лишь на основе квантовой теории света и структуры частиц — атомов и молекул. [c.364]

Резонансная флуоресценция. Кроме люминесценции с измененной длиной волны наблюдается также свечение с неизменной длиной волны, т. е. длина волны света возбуждения совпадает с длиной волны света люминесценции. Этот вид люминесценции называется резонансной флуоресценцией. Она впервые наблюдалась Вудом в 1904 г. при исследовании оптических свойств паров натрия. Механизм возникновения резонансной флуоресценции заключается в следующем. Атом (или молекула), поглощая световой квант, переходит в некоторое возбужденное состояние. Спустя время, равное продолжительности жизни атома в этом возбужденном [c.366]

Согласно правилу Левшина, спектры поглощения и люминесценции при подходящем выборе координат являются зеркально- [c.366]

Обе системы энергетических уровней, нижняя и верхняя, которые соответствуют сравниваемым полосам поглощения и люминесценции, должны обладать одинаковым строением, причем частота линии симметрии соответствует частоте электронного перехода. [c.367]

Как следует из соотношения (16.7), мощность люминесценции частоты V однозначно связана с коэффициентом поглощения той же частоты, что позволяет, зная частотную зависимость а (v), легко найти частотную зависимость (v) и наоборот, т. е. если изве- [c.367]

Для количественной характеристики процесса люминесценции пользуются понятиями так называемых энергетического и квантового выходов, впервые введенных С. И. Вавиловым в 1924 г. [c.368]

Квантовый выход. Квантовый выход люминесценции (Вкв) определяется отношением числа испускаемых при стационарном режиме световых квантов (q,,) к общему числу поглощенных квантов q ) в тот же самый промежуток времени, т. е. [c.368]

Квантовый выход в зависимости от частоты возбуждающего люминесценции света и структуры люминесцирующей молекулы может быть меньше, равен или больше единицы. В первом случае не каждый поглощенный квант вызывает излучение. Равенство единице квантового выхода означает, что каждому поглощенному кванту соответствует точно один квант люминесценции. Даже [c.368]

Под люминесценцией при стационарном режиме понимается люминесцентное излучение, происходящее с постоянной энергией в единицу времени в течение достаточно конечного промежутка времени. [c.368]

Люминесценция характеризуется кроме неравновесности также и длительностью. В этой связи представляет интерес установить закон изменения интенсивности высвечивания люминесценции со временем. Установим этот закон для двух случаев — случаев самостоятельного и рекомбинационного свечения. [c.369]

Закон затухания люминесценции (16.16) сохраняет силу и в случае, когда переход из возбужденных состояний в основное происходит частично безызлучательно, т. е. излучают не все молекулы, переходящие в основное состояние. Тогда [c.370]

Люминесценция наблюдается во всех агрегатных состояниях — в газах, в жидкостях и в твердых телах. Например, пары и газы Оа, Sa, J2, N32 и т. д., соли редких земель, соединения бензольного ряда ароматические соединения (нафталин, антрацен и др.), разные виды красителей, неорганические кристаллы с примесями тяжелых металлов (например, ZnS с u lj или с Mn lj), называемые кристаллофосфорами, являются люминесцентными веществами — люминофорами. [c.356]

Рекомбинационное излучение. Излучение центров люминесценции мо> (ет происходить и за счет так называемого рекомбинационного свечения. Рекомбинационное свечение возникает как следствие воссоединения (рекомбинации) двух частей центра высвечивания (электрона и иона, а также двух частей диссоциированной молекулы), отделенных друг от друга при возбуждении. При рекомбинации этих двух частей выделяется энергия, равная энергии их разъединения (ионизации или диссоциации) эта энергия может быть ис Юльзована для возбуждения центра, в состав которого входит один из разъединенных остатков. [c.359]

Высвечивание может происходить как в отдельных центрах (молекуле, ионе или комплексе), так и при участии всего вещества люминофора. Например, при рекомбинационном свечении процесс преобразования энергии возбуждения в люминесценцию протекает, как отметили, следующим образом сначала в результате возбуждения происходит разделение разноименно заряженных частиц, затем они рекомбинируют с новыми партнерами , в результате чего в люминесценции участвует весь люмино( р. К аналогичному выводу придем и при объяснении высвечивания кристаллофосфоров на основе зонной теории. В этой связи различают два класса свечения так называемое свечение дискретных центров и свечение вещества. Под свечением дискретных центров понимают люминесценцию, развивающуюся в пределах отдельных частиц, выделенных из остального вещества среды. В случае люминесценции вещества, как отметили выше, при поглощении, переносе к месту излучения и излучении энергии участвует все вещество люминофора. Подобная классификация люминесценции была введена В. Л. Лев-шиным. [c.359]

Хемилюминесценция — свечение вещества при протекании химических реакций. Энергия возбуждения люминесценции, в этом случае черпается из запасов химической энергии реагирующих веществ. В качестве примера хемилюминесценции можно привести явление свечения окиси фосфора, возникающее,при окислении фосфора. Свечение, возникающее в различных живых организмах, тоже обусловлено химическими процессами, протекающими в них. Это разновидность хемилюминесценции называется биологолюминесцен-цией (свечение светлячков, моллюсков и др.). [c.360]

Прочие виды люминесценции. Известны также триболюминес-ценция — свечение при трении некоторых веществ, кристалло-люминесценция — свечение, возникающее при механическом сжатии кристаллов, и ионолюминесценция — свечение при прохождении ультразвуковых волн через растворы некоторых веществ. В первых двух случаях люминесценции свечение возникает за счет ультрафиолетового излучения разряда, возникающего при образовании электрических полей, соответственно у трущихся поверхностей и в местах разлома. В случае ионолюминесценции свечение [c.360]

Люминесценция в газах. В газах люминесценция происходит как за счет высвечивания дискретных центров, так и за счет рекомбинационного свечения. В газе возможна также сенсибилизованная люминесценция. [c.361]

Закон Стокса — Ломмеля. Первый закон люминесценции был установлен Стоксом в 1852 г. Согласно закону Стокса, длина волны излучения люминесценции всегда больше длины волны света, возбудившего люминесценцию. [c.363]

Что касается температурной зависимости интенсивности того или иного вида люминесцентного излучения, то она следует из формулы, выражающей распределение числа частиц по энергетическим уровням в зависимости от температуры. Так как интенсивность излучения определяется числом квантов, а последнее в свою очередь — числом переходов, вызвавших люминесцентное излучение, то, поскольку при относительных низких температурах большинство атомов находятся в основном состоянии El, излучение будет происходить в основном по схеме, указанной на рис. 16.6, т. е. излучение будет стоксовым. С увеличением температуры число частиц с энергией Ei уменьшается, а число частиц с энергией 2 увеличивается. Благодаря этому соответственно уменьшается интенсивность стоксова излучения и увеличивается интенсивность антистоксовЯ", т. е. излучение произойдет с заметной интенсивностью также по схеме, указанной на рис. 16.7. Следует отметить, что поскольку большинство частиц в начале находилось в основном состоянии, то уменьшение их числа с увеличением температуры составляет малую долю от общего числа частиц в состоянии Ei- Следовательно, уменьшение интенсивности стоксова излучения с увеличением температуры будет слабым. Этого нельзя сказать относительно изменения (увеличения) интенсивности антистоксова излучения. При достаточно высокой температуре люминесцирующей системы общая интенсивность излучения ослабевает. Это объясняется тем, что при высоких температурах устанавливается почти равномерное распределение частиц по энергетическим состояниям и возбуждающее излучение не может заметно изменить это равновесие, другими словами, поглощение, а следовательно, и люминесценция [c.365]

Применение для возбуждения коротко юлг ового (ультрафиолетового, рентгеновского и 7-излучения) излучения, энергия которого достаточна для возбуждения более одного центра свечения, может привести к тому, что квантовьп выход превысит единицу, т. е. один поглощенный квант может вызвать излучсиие двух и более квантов. Однако очевидно, что и в этом случае средняя энергия люминесценции среды будет меньшей поглони ииой. [c.369]

Оптика (1977) -- [ c.356 , c.374 ]

Физика твердого тела (1985) -- [ c.313 ]

Атомная физика (1989) -- [ c.78 ]

Техника в ее историческом развитии (1982) -- [ c.370 ]

Производство электрических источников света (1975) -- [ c.124 ]

Конструкционные материалы (1990) -- [ c.589 ]

Лазеры сверхкоротких световых импульсов (1986) -- [ c.34 , c.330 , c.346 ]

Лазерная термометрия твердых тел (2001) -- [ c.49 , c.86 , c.188 ]

Кавитация (1974) -- [ c.180 , c.183 ]

Оптика (1986) -- [ c.495 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.192 , c.654 ]

Справочник по электротехническим материалам (1959) -- [ c.86 ]

Неразрушающие методы контроля сварных соединений (1976) -- [ c.120 , c.199 , c.200 ]

Теория твёрдого тела (0) -- [ c.576 ]

Справочное руководство по физике (0) -- [ c.383 ]

Ультразвук и его применение в науке и технике Изд.2 (1957) -- [ c.510 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...