Լուսարձակում: տեսակները, մեթոդներն ու դիմումները. Thermally խթանել լուսարձակում - ինչ է սա:

Լուսարձակում - ն արտանետումների լույսի որոշակի նյութերի համեմատաբար սառը վիճակում: Այն տարբերվում է ճառագայթման շիկացած մարմինների, ինչպիսիք են այրվող փայտի կամ ածուխի մի հալած երկաթի եւ մետաղալար տաքացվող էլեկտրական հոսանքի: լուսարձակում արտանետումների նկատվում:

• ի նեոնային եւ ցերեկային լույսի լամպեր, հեռուստացույցների, ռադարների էկրաններից եւ fluoroscopes.
• օրգանական նյութերի, ինչպիսիք են luminol կամ luciferin ի fireflies.
• որոշ գունանյութերի օգտագործվող ի արտաքին գովազդի.
• կայծակի եւ Aurora.

Այս բոլոր երեւույթների լույսը արտանետումների չի առաջացրել է ջեռուցման նյութական վերոնշյալ սենյակային ջերմաստիճանում, ուստի այն կոչվում է սառը լույսը: Գործնական արժեքը luminescent նյութերի նրանց կարողությունը վերափոխել անտեսանելի ձեւը էներգիայի տեսանելի լույսի.

Աղբյուրների եւ գործընթացը

լուսարձակում երեւույթ տեղի է ունենում հետեւանքով էներգիայի կլանման նյութական, օրինակ, մի աղբյուր ուլտրամանուշակագույն կամ ռենտգենյան ճառագայթների, էլեկտրոնային ճառագայթների, քիմիական ռեակցիաների, եւ այլն. դ. Սա հանգեցնում է թմրադեղերի ատոմների մինչեւ գրգռված վիճակում է: Քանի որ դա անկայուն, նյութական վերադառնում է իր սկզբնական վիճակում, եւ կլանված էներգիայի ազատ է արձակվել, քանի որ լույսի եւ / կամ ջերմության. Այդ գործընթացը ներառում է միայն արտաքին էլեկտրոնները: լուսարձակում արդյունավետությունը կախված աստիճանի փոխակերպման գրգռում էներգիայի մեջ լույսի. Թիվն նյութերի, որոնք ունեն բավականաչափ կատարումը գործնական օգտագործման, համեմատաբար փոքր է:

Լուսարձակում եւ հուր

լուսարձակում գրգռումը կապված չէ գրգռում ատոմների. Երբ տաք նյութերը սկսում է շիկանալ հետեւանքով էլեկտրական լամպ, նրանց ատոմների են գրգռված վիճակում է: Թեեւ նրանք ցնցվել նույնիսկ սենյակային ջերմաստիճանում, դա բավարար է, որ ճառագայթման տեղի է ունեցել հեռու ինֆրակարմիր սպեկտրի տարածաշրջանում: Աճող ջերմաստիճանը տեղաշարժեր հաճախականությունը էլեկտրամագնիսական ճառագայթման տեսանելի տարածաշրջանում: Իսկ մյուս կողմից, շատ բարձր ջերմաստիճանների, որոնք առաջացած, օրինակ, հարվածային խողովակների, ատոմային բախումները կարող է լինել այնքան ուժեղ են, որ էլեկտրոնները են առանձնացվել նրանցից եւ վերամիավորել, emitting լույսը: Այս դեպքում, լուսարձակում եւ շիկացած դառնալ իրարից:

Լյումինեսցենտ գունանյութեր եւ ներկերի,

Պայմանական գունանյութեր եւ ներկերի ունեն գույնը, քանի որ նրանք արտացոլում այդ մասը սպեկտրի, որը լրացնող կլանել. Մի փոքր մասը էներգիայի փոխակերպվել ջերմության, բայց մի զգալի արտանետումների տեղի է ունենում: Եթե, այնուամենայնիվ, ցերեկային լույսի ԳՈՒՆԱՆՅՈՒԹԵՐԻ ներծծում է լույս շարք որոշակի տարածքում, ապա դա կարող է արտադրել ֆոտոնի տարբեր արտացոլումից: Դա տեղի է ունենում հետեւանքով գործընթացների շրջանակներում ներկ կամ ԳՈՒՆԱՆՅՈՒԹԵՐԻ մոլեկուլում, ըստ որի ուլտրամանուշակագույն լույսը կարող է փոխակերպվել տեսանելի, օրինակ, կապույտ լույսի: Նման LuMiNESCENCE մեթոդները օգտագործվում են գովազդի եւ լվացքի փոշիների. Վերջինի դեպքում, «clarifier» մնում է հյուսվածքային ոչ միայն արտացոլում են սպիտակ, այլեւ փոխանակելու ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման into կապույտ, դեղին փոխհատուցում եւ ընդլայնելով whiteness.

վաղ ուսումնասիրությունները

Չնայած նրան, որ կայծակ Aurora եւ ձանձրալի կենդանություն է fireflies եւ fungi միշտ եղել հայտնի են մարդկությանը, առաջին լուսարձակում հետազոտությունները սկսվեց սինթետիկ նյութերից, երբ Վինչենցո Kaskariolo ալքիմիկոս եւ կոշկակարի Բոլոնիայի (Իտալիա), 1603 գ., Ջեռուցվում խառնուրդ բարիում sulfate (բարիտային այն ձեւով, ծանր spar) ածուխի. Փոշի է ձեռք բերել այն բանից հետո, սառեցման, գիշերային կապույտ լուսարձակում արտանետվել, իսկ Kaskariolo նկատեց, որ այն կարող է վերականգնվել Ըստ ենթարկելու փոշի արեւի. The նյութ էր անվանել «կապույտ Solaris» կամ Sunstone, քանի որ ալքիմիկոսները հույս է հայտնել, որ դա կարող է դիմել բազային մետաղներ մեջ ոսկու, խորհրդանիշը, որը արեւը: Վերջալույս է առաջացրել հետաքրքրությունը շատ գիտնականների շրջանում, տալով նյութերի եւ այլ անուններ, այդ թվում «ֆոսֆորի», որը նշանակում է «կրող լույսի»:

Այսօր անունը «ֆոսֆոր» օգտագործվում է միայն քիմիական տարր, իսկ microcrystalline լուսավոր նյութը կոչվում է ֆոսֆորային: «Ֆոսֆոր" Kaskariolo, ըստ երեւույթին, եղել է barium սուլֆիդային: Առաջին կոմերցիոն մատչելի phosphor (1870) դարձավ «paint Balmain», - լուծումը կալցիումի սուլֆիդ: 1866-ին, այն էր, նկարագրված է առաջին կայուն zinc սուլֆիդային ֆոսֆորի մասին - մեկը առավել կարեւոր է ժամանակակից տեխնոլոգիաների.

Մեկը առաջին գիտական ուսումնասիրությունների լուսարձակում, ինչը դրսեւորվում է rotting փայտանյութի կամ միս եւ fireflies, կատարվել է 1672 թ., Ըստ անգլիական գիտնական Ռոբերտ Բոյլը, ով, չնայած նա չի իմանալ, որ կենսաքիմիական ծագման այս լույսի, դեռ սահմանված որոշ հիմնական հատկությունների bioluminescent համակարգերի

• Հուր ցուրտ;
• այն կարող է ճնշել քիմիական գործակալների, ինչպիսիք են ալկոհոլի, աղաթթու եւ ամոնիակ:
• ճառագայթում պահանջում մուտք դեպի օդ:

Այն տարիներին 1885-1887, նշվեց, որ նավթի քաղվածքներ են fireflies West Indian (pyrophorus) եւ աքցան Foladi երբ խառնվում արտադրել լույսը:

Առաջին արդյունավետ chemiluminescent նյութերը nonbiological սինթետիկ միացություններ, ինչպիսիք են luminol, հայտնաբերված 1928 տարվա ընթացքում:

Chemi- եւ bioluminescence

Մեծ մասը էներգիայի թողարկվել է քիմիական ռեակցիաների, մասնավորապես օքսիդացման ռեակցիաների, ունի ձեւ ջերմության. Որոշ արձագանքներ հարուցեց, սակայն մի մասի կողմից, որոնք օգտագործվել են հարուցել էլեկտրոնները մինչեւ բարձրագույն մակարդակներում, եւ ցերեկային լույսի մոլեկուլների մինչեւ լյումինեսցենցիայի (CL): Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ CL հանդիսանում է ունիվերսալ երեւույթ, բայց լուսարձակում ինտենսիվությունը այնքան փոքր է, որ պահանջում է օգտագործման զգայուն դետեկտորների. Կան, սակայն, որոշ միացությունների, որոնք չցուցադրել վառ CL: Լավագույն հայտնի դրանք luminol, որը վրա օքսիդացման հետ ջրածնի պերօքսիդ, կարող զիջել ուժեղ կապույտ կամ կապույտ-կանաչ լույսը. Այլ ուժեղ CL-նյութերի `եւ lucigenin lofin: Չնայած իրենց պայծառությունը CL, ոչ բոլորն են արդյունավետ է վերծանել քիմիական էներգիան մեջ լույսի, այսինքն. Կ. Պակաս, քան 1% մոլեկուլների արտադրել լույսը: 1960-ական թվականներին, այն էր, որ եթերների թրթնջուկային թթու, oxidized in անջուր լուծիչների ներկայությամբ բարձր ցերեկային արոմատիկ միացությունների արտադրել պայծառ լույսը արդյունավետությամբ 23%:

Bioluminescence է հատուկ տեսակ լյումինեսցենցիայի catalyzed կողմից enzymes: Որ լուսարձակում արտադրանքը այդ ռեակցիաների կարող է հասնել 100%, ինչը նշանակում է, որ յուրաքանչյուրը մոլեկուլ luciferin reactant մտնում emitting պետություն: Բոլոր հայտնի այսօր bioluminescent արձագանքը արագացրեց օքսիդացում ռեակցիաներ տեղի ներկայությամբ օդում:

thermally խթանել լուսարձակում

Thermoluminescence նշանակում է ոչ ջերմային ճառագայթում, բայց ամրապնդման թեթեւ արտանետման նյութերը, էլեկտրոնները, որոնք ոգեւորված են ջերմության. Thermally խթանել կարծես ներսից լուսավորելով նկատվում է որոշ օգտակար հանածոների եւ հատկապես բյուրեղապակյա phosphors բանից հետո, երբ նրանք արդեն հուզված է լույսի:

photoluminescence

Photoluminescence որը տեղի է ունենում մինչեւ գործողության էլեկտրամագնիսական ճառագայթման միջադեպի տվյալ նյութի վերաբերյալ `կարող է կատարվել են մի շարք տեսանելի լույսի միջոցով ուլտրամանուշակագույն X-ray եւ գամմա ճառագայթման. Ի լուսարձակում, induced կողմից ֆոտոնների, ալիքի արտանետվել լույսի ընդհանրապես հավասար է կամ գերազանցում է ալիքի երկարություն հուզիչ (մ. E. հավասար է կամ պակաս հզորության): Այս տարբերությունը ալիքի պայմանավորված է վերափոխման մուտքային էներգիայի մեջ թրթիռն ատոմների կամ իոնների. Երբեմն, ինչպես նաեւ ինտենսիվ լազերային փնջի, արտանետվել լույսը կարող է ունենալ ավելի կարճ ալիքի:

Այն փաստը, որ PL կարող է ոգեւորված ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման, հայտնաբերվել է գերմանական ֆիզիկոս Յոհան Ritter 1801, նա նկատել է, որ phosphors հուր վառ է անտեսանելի տարածաշրջանում մանուշակագույն մասի սպեկտրի, եւ դրանով իսկ բացեց ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման: Փոխարկումը ուլտրամանուշակագույն տեսանելի լույսի է մեծ գործնական նշանակություն:

Գամմա եւ ռենտգենյան ճառագայթներ հուզել phosphors, եւ այլ բյուրեղային նյութեր են լուսարձակում պետության կողմից իոնացման գործընթացի, որին հաջորդում է recombination էլեկտրոնների եւ իոնների, որով լուսարձակում տեղի է ունենում: Օգտագործումը դրանից է ֆլյուորոգրաֆիայի օգտագործվում է ճառագայթաբանության եւ բռնկում հաշվիչներ. Վերջին գրառումը եւ չափել գամմա ճառագայթման ուղղված է սկավառակի կաղապարով հետ phosphor, որը գտնվում է օպտիկական հետ շփման մակերեսի photomultiplier:

triboluminescence

Երբ բյուրեղները որոշ նյութերի, ինչպիսիք են շաքար, մանրացված, տեսանելի բորբոքվել: Նույնը նկատվում է շատ օրգանական եւ անօրգանական նյութերի. Բոլոր այդ տեսակի լուսարձակում գեներացվել է դրական եւ բացասական էլեկտրական մեղադրանքով: Վերջին արտադրվում է մեխանիկական տարանջատման մակերեսների է բյուրեղացման գործընթացում: Թեթեւ արտանետումների ապա տեղի է ունենում լիցքաթափում, կամ ուղղակիորեն միջեւ moieties մոլեկուլների, կամ միջոցով գրգռում լուսարձակում մթնոլորտի մոտ առանձնացված մակերեսին.

electroluminescence

Քանի որ thermoluminescence, electroluminescence (EL), տերմինը ներառում է տարբեր տեսակի լուսարձակում ընդհանուր առանձնահատկությունը այն է, որ լույս է արտանետվել է, երբ էլեկտրական ելքը է գազերի, հեղուկների եւ պինդ նյութերի. 1752 Bendzhamin Franklin ստեղծվել է կարծես ներսից լուսավորելով կայծակ-induced էլեկտրական կատարողականը մթնոլորտի միջով: 1860 թվականին, իսկ ելքը ճրագ առաջին անգամ ցույց է Լոնդոնի թագավորական միության. Նա արտադրվել պայծառ սպիտակ լույսը բարձր լարման կատարողականը միջոցով ածխածնի երկօքսիդի ցածր ճնշման. Ժամանակակից ցերեկային լույսի լամպեր հիմնված են մի համադրություն electroluminescence եւ photoluminescence սնդիկի ատոմների հուզված էլեկտրական արտահոսել լամպի, որ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման արտանետվել է նրանց փոխակերպվել տեսանելի լույսի միջոցով ֆոսֆորի:

EL նկատվում է էլեկտրոդի ընթացքում էլեկտրոլիզի պատճառով recombination իոնների (եւ այդպիսով մի տեսակ լյումինեսցենցիայի): Ազդեցության տակ էլեկտրական դաշտի մեջ բարակ շերտերի լուսավոր ցինկի սուլֆիդային արտանետման լույսի տեղի է ունենում, որը կոչվում է նաեւ electroluminescence:

Մի մեծ թվով նյութերի emits կարծես ներսից լուսավորելով ազդեցության տակ արագացված էլեկտրոնների, ալմաստ, սուտակ, բյուրեղյա ֆոսֆորով եւ որոշակի բարդ պլատինե աղ. Առաջին գործնական կիրառումը cathodoluminescence - Oscilloscope (1897): Նմանատիպ էկրաններ օգտագործող բարելավված բյուրեղային phosphors օգտագործվում են հեռուստացույցների, ռադարների, oscilloscopes եւ էլեկտրոնային մանրադիտակներ.

ռադիոյի

Ռադիոակտիվ տարրեր կարող է արտադրել ալֆա մասնիկների (հելիումի միջուկների), էլեկտրոնների եւ գամմա ճառագայթներ (բարձր էներգիայի էլեկտրամագնիսական ճառագայթում): Ճառագայթում լուսարձակում մի հուր ոգեւորված են ռադիոակտիվ նյութի: Երբ ալֆա մասնիկների ռմբակոծել բյուրեղային phosphor, տեսանելի մանրադիտակի տակ փոքրիկ փչել: Այս սկզբունքը օգտագործելով Անգլերեն ֆիզիկոս Էռնեստ Rutherford, որպեսզի ապացուցի, որ ատոմը ունի կենտրոնական առանցքը: Ինքնակառավարման լուսաշող ներկ օգտագործվել մակնշման ժամացույցներ եւ այլ գործիքներ, որոնք հիմնված է ՕԵԿ-ին: Նրանք կազմված են ֆոսֆորի եւ ռադիոակտիվ նյութի, օրինակ տրիտիումի կամ radium. Տպավորիչ բնական լուսարձակում - ն Ավրորա Borealis Ռադիոակտիվ գործընթացները արեւի վրա արտադրել մեջ տիեզերական հսկայական զանգվածների Էլեկտրոնների եւ իոնների. Երբ նրանք մոտենում է Երկրին, նրա Գեոմագնիսական դաշտը ուղղորդում է նրանց բեւեռներում: Գազի սարքերը գործընթացները վերին շերտերի մթնոլորտում եւ ստեղծել հայտնի Aurora.

LuMiNESCENCE ֆիզիկայի գործընթացի

Արտանետում տեսանելի լույսի (այսինքն E. երկարությունը միջեւ 690 նմ եւ 400 նմ) գրգռման պահանջում էներգիա, որը որոշվում է նվազագույն Einstein օրենքով: Էներգիա (E) հավասար է Պլանկի հաստատուն (h), բազմապատկած հաճախականության լույսի (ν) կամ նրա արագությունը վակուումում (գ), բաժանված ալիքի (λ) E = hν = HC / λ:

Այսպիսով, անհրաժեշտ էներգիա է գրգռում միջակայքերը - ից 40 կկալ համար (կարմիր) մինչեւ 60 կկալ համար (դեղին), եւ 80 կալորիա (մանուշակագույն) մեկ մոլ ըստ էության: Մեկ այլ միջոց է արտահայտելու էներգիան է էլեկտրոնային վոլտ (1 էՎ = 1,6 × 10 ^-12 erg) - ից 1.8 3.1 էՎ.

The գրգռում էներգիա է փոխանցվում է էլեկտրոնների համար պատասխանատու լուսարձակում, որ ցատկել է իր ցամաքային մակարդակով է բարձրագույն մեկին. Այս պայմանները սահմանվում են օրենքներով քվանտային մեխանիկայի. Տարբեր մեխանիզմներ գրգռում կախված է նրանից, թե դա տեղի է ունենում միայնակ ատոմների եւ մոլեկուլների, կամ համադրությունը մոլեկուլների բյուրեղյա. Նրանք են նախաձեռնել է գործողության արագացված մասնիկների, ինչպիսիք են էլեկտրոններ, դրական իոններ կամ ֆոտոնների:

Հաճախ, որ գրգռման էներգիան զգալիորեն ավելի բարձր է, քան պահանջվում է բարձրացնել էլեկտրոնի ճառագայթման. Օրինակ, phosphor լուսարձակում բյուրեղյա հեռուստատեսային էկրաններին, կաթոդ էլեկտրոնները արտադրվում միջին էներգիաները 25,000 վոլտ. Այնուամենայնիվ, գույնը ցերեկային լույսի գրեթե անկախ մասնիկի էներգիային: Այն ազդում է մակարդակի վրա հուզված վիճակը բյուրեղյա էներգետիկ կենտրոններից:

ցերեկային լույսի լամպեր

Մասնիկները, որոնց շնորհիվ լուսարձակում է առաջանում այս արտաքին էլեկտրոնները ատոմների կամ մոլեկուլների. Ի ցերեկային լույսի լամպեր, ինչպես, օրինակ, սնդիկի Ատոմ պայմանավորված ազդեցության տակ էներգետիկ 6.7 էՎ կամ ավելի, չեմպիոն մեկը երկու արտաքին էլեկտրոնները դեպի ավելի բարձր մակարդակի վրա: Վերադարձից հետո վիճակում է տարբերությունը էներգիայի արտանետվել է որպես ուլտրամանուշակագույն լույսի ալիքի երկարության 185 նմ. Որ անցումը միջեւ բազայի եւ այլ մակարդակով արտադրում ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման , ժամը 254 նմ, որն իր հերթին, կարող է հուզել այլ phosphor արտադրող տեսանելի լույսը:

Այս ճառագայթում է հատկապես ինտենսիվ է ցածր ճնշման սնդիկի գոլորշիների (10 ^-5 մթնոլորտ), որն օգտագործվում է գազի գազալիցքավորման լամպ, ցածր ճնշման. Այսպիսով, մոտ 60% -ը էլեկտրոն էներգիայի վերածվում է monochromatic ուլտրամանուշակագույն լույսի ներքո:

Բարձր ճնշման, հաճախականությունը աճում է: Սպեկտրները այլեւս բաղկացած է մեկ Սպեկտրալ գծի 254 նմ, իսկ ճառագայթման էներգիայի, որը բաժանվում է սպեկտրալ գծերի համապատասխան տարբեր էլեկտրոնային մակարդակներում: 303, 313, 334, 366, 405, 436, 546 եւ 578 նմ. Բարձր ճնշման Mercury լամպեր օգտագործվում են լուսավորման համար, քանի որ տեսանելի 405-546 նմ կապույտ-կանաչ լույսի, իսկ փոխակերպման մի մասը ճառագայթման կարմիր լույսի օգտագործելով ֆոսֆորային, որպես հետեւանք դառնում սպիտակ.

Երբ գազի մոլեկուլները հուզված, նրանց լուսարձակում սպեկտրը ցույց տալ լայն bands. ոչ միայն էլեկտրոնները են բարձրացրել են մակարդակներում ավելի բարձր էներգետիկ բայց միաժամանակ ոգեւորված տատանողական եւ պտտվող միջնորդությամբ ատոմների ընդհանուր առմամբ: Սա, քանի որ տատանողական եւ պտտվող էներգետիկ մոլեկուլների են 10 ^-2 եւ 10 ^-4 է անցումային էներգիաների, որոնք ավելացնել մինչեւ սահմանել բազմազանության մի փոքր տարբեր ալիքի ելքային երկարություն բաղադրիչների մի միասնական խմբի. Ավելի մեծ մոլեկուլները պետք է մի քանի overlapping շերտերով, մեկը յուրաքանչյուր տեսակի անցման. Ճառագայթման մոլեկուլները լուծման շահեկանորեն ribbonlike որ պայմանավորված է փոխգործակցության մի համեմատաբար մեծ թվով ոգեւորված մոլեկուլների եւ վճարունակ մոլեկուլների. Ի մոլեկուլների, քանի որ ատոմների ներգրավված լուսարձակման արտաքին էլեկտրոնների մոլեկուլային orbitals:

Լուսածորում եւ phosphorescence

Այս պայմանները կարող են տարբերակվել ոչ միայն հիմնված տեւողությամբ լուսարձակում, այլ նաեւ իր մեթոդը արտադրության: Երբ մի էլեկտրոն է ոգեւորվել է ֆուֆայկա պետության պաշտոնավարման դրանում 10 ^-8 s, որից այն կարող է հեշտությամբ վերադառնալ գետնին, ապա նյութ emits իր էներգիան որպես լուսածորում: Անցման ընթացքում սպինը չի փոխվի: Հիմնական եւ հուզված պետությունները ունեն նման բազմազանությունը:

Էլեկտրոն, սակայն, կարող է բարձրացվել է ավելի բարձր էներգետիկ մակարդակով (կոչվում է «մի ոգեւորված եռյակ պետություն»), ինչպես նաեւ նրա մեջքին բուժման. Քվանտային մեխանիկայում, Տրանզիշնզ են Եռյակ պետության դեպի ֆուֆայկա արգելվում է, եւ, հետեւաբար, այն ժամանակ, իրենց կյանքի շատ ավելին. Հետեւաբար, լուսարձակում այս դեպքում այն է, շատ ավելի երկարաժամկետ. Կա phosphorescence.