Luminescence: types, rêbazên, û sepanên. Thermally luminescence têt - ev çi ye?

Luminescence - weþan, ronahî bi materyalên hin di dewleta nisbeten sar e. Ev ji tîna bedena incandescent, wekî dar nedixistin an komir, a hesin bihatî, û a wire tenûrê, ji aliyê niha elektrîkê jî cihê ye. weþan luminescence dît ku:

• li neon û floransê qendîlên, televîzyon, Aksîyonên bi radar û fluoroscopes;
• Di madeyên organîk ên mîna luminol an luciferin li fireflies;
• li pigments hin bikaranîn, di reklamê servekirî;
• bi birûsk û aurora.

Li van hemû diyardeyên weþan, ronahî bi germ maddî jor germîya odeyê de bû sedema ne, da ku ronahiya sar kir. Nirxa pratîk ji materyalên luminescent de kapasîteya xwe ya ji bo veguhartina forma invisible yên enerjiyê nav e ronahiyê.

Çavkanî û pêvajoya

diyardeyeke luminescence wek encameke madî û hidûdên enerjiyê pêk tê, ji bo nimûne, ji çavkaniya ultraviyole an X-rayê, lîs û elektronek, reaksiyonên kîmyewî, û hwd. d. Ev results li atoman, cismê ku dewletê bi heyecan e. Ji ber ku ew nearam e, vegere madî ji bo dewletê wê ya orjînal de, û enerjî de bihelînin wek ronahiyê û / an germê berdan. The pêvajoya dimeşin tenê elektronan derve. berevpêşbirina luminescence girêdayî li ser radeya digîhîje yên enerjiyê Kahîn nav ronahiyê. Hejmara ji materyalên ku performansa bes ji bo bikaranîna pratîk, biçûk e.

Luminescence û incandescence

Kahîn luminescence ya ku li Kahîn yên atoman related ne. Dema amûrên hot dest pê bikin û di encama ampûlên pêt, atoman xwe li dewleteke bi heyecan in. Tevî ku ew di germîya odeyê de vibrate, ev bes e ku radyasyonê li herêma engrave dûr Infrared de pevçûnek qewimiye. Bi zêdebûna germahiya pîroz frekansa ji tîrêjên elektromanyetîk a li herêmê xuya. Li aliyê din, li Germiya pir bilind ku bi bi giştî, ji bo nimûne, di tubes şokê, Alêksandryê atomî dikare wisa xurt ku elektronan bi ji wan cuda û recombine, .Magnus ronahiyê. Di vê rewşê de, luminescence û incandescent yektirí bibe.

pigments Fluorescent û dyes,

pigments adetî, û dyes heye color ku ew bive, ku beşek ji Panelîst e ku hev temam dikin nav xwe de bihelînin. A beşekî biçûk ya enerjiyê ye, nav germiya bîya, lê a weþan girîng pêk tê. Eger, lê belê, ji şanik de têlên ronahiyê di cûrbecûr yên herêma taybetî xewan, ew nikare fotonê, cuda ji neynika emit. Ev, weke encama pêvajoyên di nav dye an şanik di molekulek, by ku ronahiya ultraviyole dikarin bên nav xuya vegerî, ji bo nimûne, ronahiya şîn dibe. rêbazên luminescence wiha bi reklam û derve û li powders şuştina bikaranîn. Di doza dawîyê de, "clarifier" di hunandina ne bi tenê ji bo bi navkirin, spî, di heman demê de jî ji bo misilmankirina Tirûşkandina ultraviyole nav şîn, zer û qerebûkirdinewe û başkirina spîtiya dimîne.

xebatên zû

Tevî ku aurora birûsk û rohniyek pîsik ji fireflies û fungi her tim ji bo mirovahiyê tê zanîn, xebatên luminescence yekem bi maddî sentetîk de dest pê kir, dema ku Vincenzo Kaskariolo alchemist û pêlavan li Bologna (Îtalya), di 1603 g. Bêna tenûrê, ji sulfate barium (barite di form, spar giran) bi komir. The toz bidestxistin piştî sarbûna, şev luminescence şîn durist dibe, û Kaskariolo dît ku ew dikare bibe by pêwîste ji toz ji tava çêkirin. Cewhera "lapis Solaris" an sunstone navê wî bû, ji ber ku alchemists hêvî dikir, ku karibin vegerin û metalên base nav zêr e, sembola ku ji ya rojê ye. Afterglow sedemê hatiye berjewendiya gelek zanyaran ji dema, materyalên dide û navên din, di nav de "phosphorus", ku tê maneya "hilgirê ronahî".

Îro bi navê "phosphorus" bi tenê ji bo Elementa kîmyayî bikar anîn, li dema ku maddî paper luminescent bi navê phosphor. "Fosfor" Kaskariolo, xuya dike, pirrjimar barium bû. çareseriya pirrjimar calcium - The yekem phosphor bazirganiya License de (1870) a "paint Balmain" bû. yek ji yên herî giring in, bi teknîka modern - di 1866 de, di yekem phosphor stabîl pirrjimar zinc ji qal kirin.

Yek ji yekem lêkolînên zanistî yên luminescence, ku li rizîyaye dar an xwîn û fireflies re bê diyarkirin, di 1672 ji aliyê zanyarê English Robert Boyle, ku, tevî ku wî di derbarê bûyeran de biochemical ji ronahiya vê de ne dizanin, yet set hin ji yên ku taybetmendiyên bingehîn yên Sîstemên bioluminescent pêk hat:

• Bikar bîne, sar;
• mirov dikare bi madeyên kîmyewî yên wek alkol, acid hydrochloric û ammonia çewisandin;
• tîrêjên pêwîst access to hewa.

Di salên 1885-1887, lê hat pîrozkirin ku qeydên xav ji fireflies West Indian (pyrophorus) û Foladi clam dema ku ronahiya berhemên tevlihev.

Ya yekem, materyalên chemiluminescent bi bandor compounds sentetîk nonbiological wek luminol, vedîtin li 1928 sal bûn.

Chemi- û bioluminescence

Piraniya enerjiya di reaksiyonên kîmyewî, bi taybetî jî reaksiyonên oxidation berdan, ev form of germiya. Di hin reaksiyonên, di heman demê de beşekî ji bo dixî elektronan xwe bi astên pêflvetir, û li gerdên floransê ber chemiluminescence (CL). Lêkolîn nîşan didin ku CL a diyardeyeke gerdûnî ye, lê sewiyê de luminescence li qas biçûk e ku pêwîstî bi bikaranîna rêk hesas e. hene, lê belê, hin ji yên ku compounds ku di pêşangehekê de, radigînin CL. The best of van zanîn luminol, ku li ser oxidation bi peroxide hydrogen dikarin lampeyeke şîn an blue-kesk xurt nagre e. Din ji raseriya CL-madeyên - û lofin lucigenin. Tevî ku şewqa CL xwe, bi hemû yên bi wan re li kolîlka enerjiya kîmyayî nav ronahiyê de bi bandor in, ango. K. Less ji% 1 ji gerdên ronahî emit. Di salên 1960î de ev hate dîtin ku esters ji acid skilpadder, oxidized li bandûra wan anhydrous li ber compounds bînbiheştîn lê pir têlên bi adanî ê ji 23% emit ronahî geş.

Bioluminescence a type taybet yên chemiluminescence catalyzed destê enzîma e. Deranîna luminescence ji van reaksiyonên nikarin 100% bigihîje, tê wê wateyê ku her molekulek ji reactant luciferin bikeve .Magnus dewletê. Hemû zanîn îro berteka bioluminescent reaksiyonên oxidation li ber hewa diqewimin catalyzed.

luminescence thermally têt

Thermoluminescence wateya tu tirûşkandina germahiyê, di heman demê de xurtkirina materyalên weþan, ronahî, ji elektronan bi ku ji aliyê germahî coş. Thermally luminescence dît li hin madenê û bi taybetî jî li phosphors cama şiyarkirin, piştî ew ronahiya bi coş kirin.

photoluminescence

Photoluminescence ku di bin vê çalakiyê de ji bûyerê tîrêjên elektromanyetîk a li ser maddî pêk tê, dikare di cûrbecûr yên ronahiyê bi rêya ultraviyole ji bo x-ray û tîrêjên gamma çêkirin. Di luminescence, bi xapandinê ji aliyê fotonê, .Her ronahî derketî bi giştî ji bo wekhev an mezintir dike .Her yên herî bi kelecan e (m. E. Wekheviya an hêza less). Ev cudahiya di nav tevnekê de, ku ji ber veguherîna enerjî höndör nav vibrations yên atoman an nebûbûn. Carna, bi girş laser dijwar, ronahiya durist dikare .Her kurttir heye.

Ev rastiyeke ku, di PL, dikare bi destê Tirûşkandina ultraviyole bi coş, ji aliyê fîzîknasekî German Johann Ritter li 1801 hat keşif kirin, ew dît ku phosphors rohniyek bi şewqa xwe ya li herêmê veşartî yê part binefşî ya bi zelaliya xwe, û bi vî awayî tîrêjên UV vekirin. The zivirîna UV ji ronahiyê xuya ye ji bo me girîng pratîk.

Gamma û x-tîrêjên dixî phosphors, û madeyên din ên pak û zelal ya dewletê luminescence destê pêvajoya ionization li pey recombination elektronan û nebûbûn, usûlê luminescence pêk tê. Bikaranîna wê di fluoroscopy bikaranîn li rontgenê, û counters scintillation e. Nivîsên borî û bipîvin tîrêjên gamma di derhêneriya li ser disc wire bi phosphor, ku di têkiliyê de optîk e ku bi surface of the photomultiplier.

triboluminescence

Dema ku crystals hin maddeyên, wek şekirê, şûr, bi carekê xuya. Heman ku di gelek madeyên organîk û Inorganic dît. Van cureyên luminescence ku di doz electric erênî û neyînî. Recent destê surfaces veqetandina mekanîk, di pêvajoya çêkirina çêkirin. weþan, ronahiya wê de pêk tê ji aliyê bicîhanîna - rasterast di navbera moieties ya molekulan, an bi rêya Kahîn ji luminescence ji atmosfera nêzîkî surface veqetiyan.

electroluminescence

Wek thermoluminescence, electroluminescence (EL), peyvê de cureyên cuda yên luminescence taybetmendîya hevpar a ku ku ronahiya durist e ku dema ku bidawîbûna elektrîkê li gazên, avî û materyalên solid. Di 1752 Bendzhamin Franklin li luminescence ji bidawîbûna elektrîkê-birûskê bi xapandinê bi atmosfera avakirin. Di 1860, çira bidawîbûna cara yekem li Royal Society of London nîşan kirin. Ew ronahiya spî dibiriqe, bi a bidawîbûna voltaja bilind bi rêya karbondîoksîtê ya li fişara nizim çêkirin. qendîlên floransê Modern bi ser yek ji electroluminescence û mercury photoluminescence atoman bi coş û bi çira bidawîbûna elektrîkê li gor, li Tirûşkandina ultraviyole durist dibe, wan nav ronahiyê di rêya phosphor bîya.

EL li elektrod di dema electrolysis ji ber recombination ji nebûbûn (û bi vî awayî a kind of chemiluminescence) dît. Di bin bandora qada elektrîkê di tebeqên tenik ji zinc luminescent weþan pirrjimar ji ronahiyê pêk tê, ku ew jî wek electroluminescence behskirin.

diamond, eqîqê sor, phosphorus krîstal û hinek xwê platîn aloz - A hejmara mezin ji materyalên luminescence di bin bandora elektronan bi lez derdide. Ya yekem, di pratîkê ji cathodoluminescence - Oscilloscope (1897). jî mesajek li manend ên bikaranîna phosphors kirîstalî başkirin di televîzyonên didîtin, oscilloscopes û microscopes electron bikaranîn.

ji radio

Herwaha dikarin keriyên alpha (dikit helium), elektron û tîrêjên gamma (a tîrêjên elektromanyetîk-bilind ê enerjî), verêse. Radiation luminescence - rohniyek bi coş û bi cismê radyoaktîf. Dema particle alpha bibarînin. Phosphor kirîstalî, di bin mîkroskop, li Flicker tiny xuya. Ev prensîb, bi bikaranîna fîzîknasekî English Ernest Rutherford, ji bo îsbatkirina ku atom xwedî sîsika navendî. paint Self-dabaş bikaranîn ji bo Pîrozkirina watches û amûrên din jî bi ser RL bingeha. Ew ji phosphor û cismê radyoaktîf, ji bo nimûne tritium an radium pêk tên. pêvajoyên radyoaktîf ser rojê emit nav qada girseyên mezin yên elektronan û îyonên: - Impressive luminescence xwezayî borealis aurora ye. Dema ku ew bi Earth nêzîk, warê geomagnetic wê ji wan re ji bo ku li kenarê derhêneriya. pêvajoyên Gas-bidawîbûna di tebeqeyên jorîn ji atmosfera û biafirîne aurora navdar.

Luminescence: fîzîkê yên pêvajoya

Der ronahiyê (ie. E. Bi pêlên di navbera 690 nm û 400 nm) Kahîn pêwîstî bi enerjî, ya ku qet nebe qanûna Einstein destnîşankirin. Energy (E) ji Planck ya berdewam (h) wekhev e, zêde ji aliyê frequency ji ronahiya (ν) an, leza wê ya di valahîyê (c), parçe bi tevnekê de (λ): E = hν = hc / λ.

Bi vî awayî, ji bo enerjiyê pêwîst ji bo Kahîn rêzeçiyayên ji 40 kilocalories (ji bo red) ji bo 60 kcal (ji bo zer), û 80 kalorî (ji bo mor) per mol ya mirovekî. Din derbirîna enerjiyê way - di volts electron (1 eV = 1,6 × 10 ^-12 erg) - ji 1.8 ji 3.1 eV.

The enerjiyê Kahîn ku elektronan ku ji bo luminescence ku ji asta erdê wê ji bo yek jê mezintir bavêje veguhestin. Van şert û mercan bi destê qanûnên mekanîka qûantan destnîşankirin. mekanîzmayên cuda Kahîn girêdayî, ka ew li atoman yek û molekûlan, diqewime an li combinations ji gerdên di cama. Ew bi destê çalakiyê ji keriyên bi lez, wek elektronan, îyonên pozîtîf an fotonê destpêkirin.

Gelek caran, enerjiya Kahîn li girîng bilindtir e ji pêwîst ji bo bilindkirina elektronek ji germahiyê ye. Ji bo nimûne, phosphor luminescence jî mesajek li televizyonê cama, elektron elektironî çêkirin bi mean enerjîya ji 25,000 volts. Lê dîsa jî, rengê ronahiya floransê hema bêje serbixwe yên enerjiyê particle ye. Ev ji alîyê asta dewletê de bi heyecan ji navendên enerjiya cama bandora.

qendîlên floransê

Keriyên, ji ber ku luminescence pêk tê - ev elektronan derve yên atoman an gerdên. Di qendîlên floransê, wekî atom mercury di bin bandora yên enerjiyê 6.7 eV an zêdetir biręvebirin, rakirina yek ji du elektronan ji leşê asteke bilindtir. Piştî vegera xwe ya ji bo dewletê de li erdê cudahiya di warê enerjiyê de wekî ronahiya ultraviyole bi tevnekê de ji 185 nm durist dibe. Derbasbûna di navbera baregeha û asta din berhem Tirûşkandina ultraviyole at 254 nm, ku di dora xwe, dikarin din phosphor enerjiyê ronahiyê xuya dixî.

Ev tîrêjên taybetî li vapor mercury kêm zexta (10 ^-5 atmosfera) bikaranîn, di dijwar e qendîlên bidawîbûna gazê ji fişara nizim. Bi vî awayî li ser ji% 60 enerjî û elektronek ji nav misilmanan ronahî UV monochromatic.

Li tansiyona bilind, ji firehiya zêde dike. Spectra êdî ji yek line engrave of 254 nm pêk tên, û enerjî tîrêjên de ji xeta engrave destdayî ji bo astên cuda elektronîk belavkirin: 303, 313, 334, 366, 405, 436, 546 û 578 nm. qendîlên mercury tansiyona bilind bi ji bo ronakkirina bikaranîn, ji ber ku xuya 405-546 nm ronahî blue-kesk, dema guhartina beşek ji radyasyonê di ronahiya sor bikaranîna phosphor ku di encama spî rû.

Dema gerdên gazê bi heyecan in, Spectra luminescence xwe nîşan berdide berfireh; ne bi tenê dikarî elektronan bi asta enerjiya bilind, di heman demê de bi hev re bi heyecan motion vibrational û rotational ji atoman û li ser hemû rakir. Ev e ji ber ku enerjiya vibrational û rotational ji gerdên in 10 ^-2 û 10 ^-4 yên enerjîya guherîne, ku lê zêde bike up to define pirrengîyeke yên pêkhateyên dike .Her hinekî cuda yên a band yek. The gerdên mezintir xwedî çend caw bereyê ve, yek jî ji bo her cure derbasbûna. gerdên Radiation li çareseriya advantageously ribbonlike ku ji aliyê têkiliya hejmara nisbeten mezin ji gerdên bi heyecan û molekûlan avika ji sedema. Di gerdên, weke ku di atoman ku tev li luminescence ji elektronan derve yên orbitals gerdî.

Fluorescence û phosphorescence

Ev term dikare emekdar, ne bi tenê li ser bingeha duration of luminescence, di heman demê de jî bi rêbaza xwe ya hilberînê. Dema elektronek ji bo dewleta singlet bi Îsawî bi coş û tê de 10 ^-8 s, ji yên ku ew bi hêsanî dikare bi erdê re vegere, cismê enerjiya xwe wek fluorescence derdide. Di dema derbasbûna, li spin nayê göhastinê. dewletên bingehîn û bi heyecan xwedî curbicurîya similar.

Electron, lê belê, dikare ji bo asta enerjiya bilind (bi navê "dewleta triplet heyecan") bi dermankirinê pişta xwe rakir. Di fîzîka, guherîna ku ji dewletê triplet ji bo singlet qedexe ye, û ji ber vê yekê, di dema jiyana xwe de gelek bêtir. Ji ber vê yekê, ji luminescence di vê rewşê de dema dirêj de çiqas bêtir e: e phosphorescence hene.