Luminescence: Cineálacha, modhanna, agus iarratais. Teirmeach luminescence spreagtha - cad é seo?

Is é an astú solais ag ábhair áirithe i stát sách fuar - luminescence. Tá sé éagsúil ó radaíocht na gcomhlachtaí gealbhruthach, mar adhmad a dhó nó guail, a iarann leáite agus sreang téite ag sruth leictreach. Tá astaíochtaí luminescence faoi deara:

• i neon agus fluaraiseach lampaí, teilifíseáin, scáileáin radair agus fluoroscopes;
• i substaintí orgánacha cosúil le luminol no luciferin i fireflies;
• i líocha áirithe a úsáidtear i bhfógraíocht lasmuigh;
• le tintreach agus Aurora.

I ngach na feiniméin nach bhfuil astaíochta solais de bharr téamh an t-ábhar os cionn teocht an tseomra, agus mar sin tá sé ar a dtugtar solas fuar. Is é an luach praiticiúil na n-ábhar luminescent a gcumas a athrú ar an bhfoirm dofheicthe fuinnimh ina solas infheicthe.

Foinsí agus próiseas

Tarlaíonn feiniméan luminescence mar thoradh ar ábhar ionsú fuinnimh, mar shampla, ó fhoinse ultraivialait nó X-ghathanna, bíomaí leictreon, imoibrithe ceimiceacha, agus mar sin de. d. Mar thoradh air seo na hadaimh tsubstaint ar staid fhlosctha. Ós rud é go bhfuil sé éagobhsaí, tá na tuairisceáin ábhartha chun a staid bhunaidh, agus an fuinneamh a ghlacann scaoiltear mar éadrom agus / nó teas. Baineann an próiseas amháin na leictreoin seachtrach. Braitheann éifeachtúlacht luminescence ar mhéid an thiontú fuinnimh excitation i solas. Líon na n-ábhar a bhfuil a ndóthain feidhmíochta a n-úsáid phraiticiúil is, réasúnta beag.

Luminescence agus incandescence

Níl excitation luminescence a bhaineann leis an excitation na n-adamh. Nuair a thosaíonn ábhar te a Glow de bharr bleibíní, go bhfuil a gcuid adamh i staid fhlosctha. Cé go vibrate siad fiú ag teocht an tseomra, tá sé go leor gur tharla an radaíocht sa réigiún speictreach bhfad infridhearg. Le teocht ag méadú shifts minicíocht na radaíocht leictreamaighnéadach sa réigiún infheicthe. Ar an láimh eile, ag teochtaí an-ard a ghintear, mar shampla, i feadáin turraing, is féidir imbhuailtí adamhach a bheith chomh láidir go bhfuil na leictreoin scartha uathu agus recombine, astaíochta solais. Sa chás seo, luminescence agus gealbhruthach bheith aitheanta.

líocha fluaraiseacha agus ruaimeanna,

tá líocha traidisiúnta agus ruaimeanna dath mar a léiríonn siad go bhfuil cuid den speictream atá comhlántach absorbed. Tá cuid bheag den fhuinneamh thiontú i teasa, ach a tharlaíonn astaíochtaí suntasach. Más rud é, áfach, súnn, an lí fluaraiseacha solas i réimse réimse áirithe, is féidir é a scaoileann fótón, difriúil ó machnaimh. Tarlaíonn sé seo mar thoradh ar phróisis laistigh den dath nó lí móilín, trínar féidir solas ultraivialait a thiontú feiceáil ina, mar shampla, solas gorm. Modhanna luminescence sórt sin a úsáidtear i bhfógraíocht lasmuigh agus i púdair níocháin. Sa chás deireanach sin, tá an "clarifier" sa fíochán ní hamháin chun machnamh a dhéanamh ar an bán, ach freisin a thiontú radaíocht ultraivialait gorm isteach, buí de chúiteamh agus a fheabhsú mbáine.

staidéir go luath

Cé go bhfuil aurora tintreach agus Glow dull na fireflies agus fungais curtha ar eolas i gcónaí le cine daonna, thosaigh na staidéir luminescence chéad leis an ábhar sintéiseach, nuair Vincenzo Kaskariolo alchemist agus gréasaí de Bologna (An Iodáil), i 1603 g. Meascán a théitear ar shulfáit bhairiam (barite san fhoirm, spar trom) le gual. An púdar a fhaightear tar éis fuaraithe, oíche luminescence gorm astaítear, agus Kaskariolo deara gur féidir é a chur ar ais ag faoi réir an púdar solas na gréine. Ainmníodh an tsubstaint "lapis solaris" nó Sunstone, mar gheall ar hailceimiceoirí ag súil go bhfuil sé in ann dul miotail bonn i óir, ar a bhfuil an tsiombail an ghrian. Afterglow ba chúis leis an mhaithe le go leor eolaithe den tréimhse, ábhair a thabhairt agus ainmneacha eile, lena n-áirítear "fosfar", a chiallaíonn "iompróir an tsolais".

Sa lá atá inniu an t-ainm "fosfar" Is é ach amháin chun na dúil cheimiceach, agus an t-ábhar microcrystalline luminescent dtugtar fosfair. "Fosfar" Kaskariolo, is cosúil, bhí suilfíd bhairiam. Tháinig an chéad fosfair fáil ar bhonn tráchtála (1870) a "péint Balmain" - réiteach suilfíd cailciam. In 1866, cuireadh síos air sa chéad fosfair cobhsaí suilfíd since de - ar cheann de na cinn is tábhachtaí sa teicneolaíocht nua-aimseartha.

Ceann de na chéad staidéir eolaíocha den luminescence, a bhfuil léiriú ar rotting adhmad nó flesh agus fireflies, rinneadh i 1672 ag an eolaí Sasanach Robert Boyle, a, cé nach raibh a fhios aige maidir le hionad tionscnaimh bithcheimiceach an solas, ach a leagtar ar roinnt de na hairíonna bunúsacha na gcóras bioluminescent:

• Glow fuar;
• Is féidir é a chur faoi chois ag oibreáin cheimiceacha nós alcól, aigéad hidreaclórach agus amóinia;
• Éilíonn rochtain ar an aer radaíochta.

Sna blianta 1885-1887, tugadh faoi deara go soláthrófar sleachta as amh ó fireflies West Indiach (pyrophorus) agus Foladi clam nuair a mheasctar tháirgeadh solas.

Ba iad na chéad ábhair chemiluminescent éifeachtacha comhdhúile sintéiseacha nonbiological nós luminol, fuair sé amach i 1928 bliana.

Chemi- agus bioluminescence

An chuid is mó den fhuinneamh a scaoiltear sa imoibrithe ceimiceacha, go háirithe imoibrithe ocsaídiúcháin, tá bhfoirm teasa. I roinnt frithghníomhartha, ach cuid úsáidtear chun leictreoin a suas go dtí leibhéil níos airde, agus i móilíní fluaraiseacha spreagfaidh roimh an chemiluminescence (CL). Staidéar a thaispeáint go bhfuil CL feiniméan uilíoch, ach tá an déine luminescence chomh beag go n-éilíonn sé úsáid a bhaint as brathadóirí íogaire. Tá, áfach, roinnt de na comhdhúile a thaispeáint beoga CL. An chuid is fearr aithne acu seo luminol, ar féidir ar ocsaídiúcháin le sárocsaíd hidrigine toradh solas láidir gorm nó gorm-uaine. láidreachtaí eile ar díol CL-Substaintí - agus lofin lucigenin. In ainneoin a n-CL gile, nach bhfuil gach ceann acu éifeachtach ag athrú fuinneamh ceimiceach i solas, ie. K. Níos lú ná 1% de na móilíní scaoileann solas. Sna 1960í fuarthas amach go scaoileann na eistir d'aigéad ocsaileach, oxidized i dtuaslagóirí ainhidriúil i láthair comhdhúile aramatacha an-fluaraiseacha solas geal le héifeachtacht de 23%.

Is bioluminescence de chineál speisialta chemiluminescence catalyzed ag einsímí. Is féidir leis an aschur luminescence de na frithghníomhartha bhaint amach 100%, rud a chiallaíonn go dtiocfaidh gach móilín imoibreáin luciferin astaíoch stáit. Gach eolas lá atá inniu imoibriú catalyzed bioluminescent frithghníomhartha ocsaídiúcháin a tharlaíonn i láthair aer.

luminescence teirmeach spreagtha

Ciallaíonn Thermoluminescence aon radaíocht teirmeach ach na n-ábhar astaíochta solais, na leictreoin atá excited ag teas a neartú. Teirmeach spreagadh luminescence breathnaíodh i roinnt mianraí agus go háirithe i phosphors criostail tar raibh siad tógtha ag solas.

fhótalonracht

Fhótalonracht a tharlaíonn faoi an gníomh de eachtra radaíocht leictreamaighnéadach ar an ábhar is féidir, a dhéanamh ar an réimse an tsolais infheicthe tríd an ultraivialait a x-gha agus radaíocht gáma. Go luminescence, tharlódh de bharr fótón, tá tonnfhad an tsolais a astaítear chomhionann go ginearálta nó ar mó ná tonnfhad an spreagúil (m. E. Comhionann nó níos lú cumhachta). An difríocht i tonnfhad ba chúis leis an athrú ar an fuinneamh ag teacht isteach i vibrations na n-adamh nó ian. Uaireanta, le bhíoma léasair dian, is féidir solas a astaítear bheith tonnfhad níos giorra.

Ós rud é gur féidir leis an PL bheith tógtha ag radaíocht ultraivialait Thángthas, ag an fisiceoir Gearmánach Johann Ritter in 1801, thug sé faoi deara go bhfuil na phosphors Glow geala sa réigiún dofheicthe den chuid corcra an speictrim, agus dá bhrí sin d'oscail an radaíocht UV. Is é an chomhshó UV solas infheicthe tábhacht phraiticiúil mhór.

Gamma agus x-ghathanna phosphors, agus ábhair criostalach eile spreagfaidh leis an stát luminescence trí phróiseas ionization ina dhiaidh recombination na leictreon agus ian, trína dtarlaíonn luminescence. Is é an úsáid a bhaint as é in Fluarascópachta a úsáidtear i raideolaíocht, agus cuntair scintillation. An taifead seo caite agus a thomhas radaíocht gáma dhíriú ar diosca atá brataithe le fosfair, atá i dteagmháil optúla leis an dromchla an photomultiplier.

triboluminescence

Nuair a bheidh na criostail ar shubstaintí áirithe, ar nós siúcraí, brúite, Spark le feiceáil. An rud céanna faoi deara i go leor substaintí orgánacha agus neamhorgánacha. Gach na cineálacha luminescence a ghineann na luchtanna leictreacha dearfacha agus diúltacha. Le déanaí arna dtáirgeadh ag dromchlaí deighilt mheicniúil sa phróiseas crystallization. Bíonn astaíochta solais ansin siúl trí urscaoileadh - go díreach idir na pháirt na móilíní, trí excitation de luminescence ar an t-atmaisféar aice leis an dromchla scartha.

electroluminescence

Mar thermoluminescence, electroluminescence (EL), folaíonn an téarma cineálacha éagsúla gné luminescence coitianta a bhfuil solas a astaítear nuair a urscaoileadh leictreacha i gáis, leachtanna agus ábhar soladach. In 1752, bhunaigh Benjamin Franklin an luminescence urscaoilte leictreach lightning-spreagtha tríd an atmaisféar. Sa bhliain 1860, cuireadh an lampa urscaoileadh léirithe den chéad uair sa Chumann Ríoga na Londain. a tháirgtear sí solas bán geal le urscaoileadh ardvoltais tríd an dé-ocsaíd charbóin ag brú íseal. lampaí fluaraiseacha nua-aimseartha bunaithe ar mheascán de electroluminescence agus mearcair fhótalonracht adamh gríosadh lampa leictreacha urscaoileadh, tá an radaíocht ultraivialait a astaítear acu thiontú i solas infheicthe tríd an fosfair.

EL faoi deara ag na leictreoidí le linn leictrealú mar gheall ar recombination na n-ian (agus dá bhrí sin ar chineál an chemiluminescence). Faoi thionchar an réimse leictrigh i sraitheanna tanaí de astaíochta shuilfíd since luminescent solais Tarlaíonn, atá chomh maith dá ngairtear electroluminescence.

Astaíonn Tá líon mór na n-ábhar luminescence faoi thionchar leictreoin luasghéaraithe - Diamond, Ruby, fosfar criostail agus salann platanam casta áirithe. An chéad cur i bhfeidhm praiticiúil cathodoluminescence - Oscilloscope (1897). scáileáin den chineál céanna ag baint úsáide as phosphors criostalach níos a úsáidtear i teilifíseáin, radar, Ascalascóip agus micreascóip leictreon.

raidió

Is féidir le gnéithe radaighníomhacha scaoileann alfa-cháithníní (núicléis héiliam), leictreoin agus gáma-ghathanna (a radaíocht leictreamaighnéadach ard-fhuinnimh). Radaíocht luminescence - luisne gríosadh an tsubstaint radaighníomhach. Nuair alfa gcáithníní bombard fosfair criostalach, le feiceáil faoin micreascóp crith bheag. An prionsabal baint úsáide Béarla fisiceoir Ernest Rutherford, a chruthú go bhfuil an t-adamh ina croí lárnach. Féin-lonrúil péint a úsáidtear le haghaidh uaireadóirí agus uirlisí eile marcála bunaithe ar an RL. Is éard atá iontu an fosfair agus an tsubstaint radaighníomhach, mar shampla tritiam nó raidiam. Is é an borealis Aurora - Go hiontach luminescence nádúrtha: Próisis radaighníomhacha ar an ghrian scaoileann isteach i spás MAISEANNA ollmhór leictreon agus ian. Nuair siad i gceann an Domhan, ordóidh a réimse geomagnetic iad na cuaillí. Próisis Gáis-urscaoileadh i sraitheanna uachtair an t-atmaisféar agus a chruthú Aurora cáiliúil.

Luminescence: fisic den phróiseas

Éilíonn Astuithe an tsolais infheicthe (ie. E. Le tonnfhaid idir 690 nm agus 400 nm) excitation fuinnimh, atá arna chinneadh ag an dlí Einstein laghad. Fuinneamh (E) is ionann agus Planck tairiseach (h), arna iolrú ar an minicíocht an tsolais (ν) nó ar a luas i bhfolús (c), arna roinnt ar an tonnfhad (λ): E = hν = hc / λ.

Dá bhrí sin, raonta an fuinneamh is gá chun an excitation ó 40 kilocalories (do dearg) go 60 kcal (le haghaidh buí), agus 80 calories (go corcra) in aghaidh an mol na substainte. Bealach eile chun fuinneamh a chur in iúl - i volta leictreoin (1 eV = 1,6 × 10 ^-12 GCF) - 1.8-3.1 eV.

Is é an fuinneamh excitation a aistriú chuig leictreoin atá freagrach as an luminescence a léim ón leibhéal na talún go ceann níos airde. Tá na coinníollacha seo a chinneann dhlíthe na Meicnic chandamach. meicníochtaí éagsúla de excitation ag brath ar cibé an bhfuil sé i adaimh aonair agus móilíní, nó i teaglaim de mhóilíní sa chriostal. Tá siad arna dtionscnamh ag an ngníomh na cáithníní luathaithe, ar nós leictreon, hiain dearfach nó fótón.

Go minic, is é an fuinneamh excitation i bhfad níos airde ná mar is gá a ardú leictreon radaíocht. Mar shampla, fosfair luminescence scáileáin teilifíse criostail, leictreoin catóide a tháirgtear le fuinneamh meán de 25,000 volta. Mar sin féin, is é an dath an tsolais fluaraiseacha beagnach neamhspleách ar an fuinneamh na gcáithníní. Tá sé tionchar ag an leibhéal stát excited na hionaid fuinnimh criostail.

lampaí fluaraiseacha

Na cáithníní, mar gheall ar a dtarlaíonn luminescence - seo leictreoin amuigh den adamh nó móilíní. I lampaí fluaraiseacha, cosúil le adamh mearcair thiomáint faoi thionchar an fhuinnimh 6.7 eV nó níos mó, ardú ar cheann den dá leictreon seachtrach go dtí leibhéal níos airde. Tar éis a filleadh ar an stát talamh atá an difríocht i bhfuinneamh astaítear mar solas ultraivialait le tonnfhad de 185 nm. Táirgeann an t-aistriú idir an bonn agus leibhéal eile radaíocht ultraivialait ag 254 nm, ina dhiaidh sin is féidir, spreagfaidh ghiniúint fosfair eile solas infheicthe.

Tá an radaíocht dian go háirithe ag gaile mearcair brú íseal (10 ^-5 atmaisféar) a úsáidtear i lampaí gás-díluchtúcháin brú íseal. Dá bhrí sin tá thart ar 60% den fhuinneamh leictreoin thiontú i solas UV mhonacrómataigh.

Ag brú ard, méadaíonn an mhinicíocht. Spectra thuilleadh comhdhéanta de líne speictreach cheann de 254 nm, agus tá an fuinneamh radaíocht dháileadh ó na línte speictreacha fhreagraíonn do leibhéil leictreonacha éagsúla: 303, 313, 334, 366, 405, 436, 546 agus 578 nm. lampaí mearcair brú Ard a úsáidtear le haghaidh soilsiú, ós rud é an infheicthe 405-546 nm solas gorm-uaine, agus ag athrú mar chuid den radaíocht i bhfianaise dearg ag baint úsáide as fosfair mar a casadh toradh bán.

Nuair a bhíonn móilíní gáis excited, a thaispeáint a gcuid speictrim luminescence bandaí leathana; ní leictreoin amháin go bhfuil a ardaíodh leis an leibhéil fuinnimh níos airde ach tairiscint vibrational agus rothlach sceitimíní an am céanna de na hadaimh ar an iomlán. Tá sé seo mar go bhfuil fuinneamh vibrational agus rothlach na móilíní 10 ^-2 agus 10 ^-4 de na bhfuinneamh-aistriú, a chur suas go dtí shainiú iolrachas na comhpháirteanna tonnfhad beagán difriúil de bhanna amháin. Tá na móilíní móra stiallacha forluí agus arís eile, ceann amháin do gach cineál aistriú. móilíní Radaíochta i réiteach ribbonlike advantageously go ba chúis leis an idirghníomhú idir líon sách mór de móilíní bís agus móilíní tuaslagóir. Sna móilíní, mar atá sna hadaimh baint acu leis an luminescence leictreoin amuigh na bhfithiseán móilíneacha.

Fhluaraiseacht agus phosphorescence

Is féidir leis na téarmaí a idirdhealú, ní hamháin bunaithe ar an ré luminescence, ach freisin ag a modh táirgthe. Nuair leictreoin bís go stát singléid le tionacht ann 10 ^-8 s, as ar féidir a sheoladh ar ais go héasca ar an talamh, astaíonn an tsubstaint a fuinnimh mar fhluaraiseacht. Le linn an t-aistriú, nach bhfuil an casadh a athrú. Tá stáit Basic agus corraithe iliomad den chineál céanna.

Leictreon, áfach, is féidir, a ardú go leibhéal fuinnimh níos airde (ar a dtugtar "stát Triplet sceitimíní") lena cóireáil ar ais. I meicnic chandamach, na haistrithe ón stát Triplet don singléid toirmiscthe, agus dá bhrí sin, an t-am ar a saol i bhfad níos mó. Dá bhrí sin, is é an t-luminescence sa chás seo téarma i bhfad níos fada: tá phosphorescence.