Разделы сайта

Механизм люминесценции

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ

(от лат. lumen, род. падеж luminis -свет и -escent - суффикс, означающий слабое действие), свечение вещества, возникающее после поглощения им энергии возбуждения. Представляет собой избыток над тепловым излучением испускаемым веществом при данной температуре за счет его внутренней (тепловой) энергии. В отличие от других видов свечения (напр., рассеяния света, тормозного излучения) люминесценция характеризуется временем свечения, значительно превышающим период колебаний световой волны и составляющим от 10-12 с до несколько суток. Понятие люминесценции применимо только к такому веществу (совокупности частиц), состояние которого не слишком отличается от термодинамически равновесного, иначе различие между люминесценцией и тепловым излучением теряет смысл. Механизм люминесценции заключается в образовании под действием энергии от внешнего или внутреннего источника возбужденных состояний атомов , молекул , кристаллов и в последствий испускании ими квантов света (фотонов). По типу возбуждения выделяют фотолюминесценцию (источник энергии возбуждения - свет), радиолюминесценцию (радиоактивное излучение), рентгенолюминесценцию (рентгеновское излучение), электролюминесценцию (электрическое поле), катодолюминесценцию (пучок электронов ), триболюминесценцию (механическое воздействие), хемилюминесценцию (химические реакции) и другие. Различают молекулярную люминесценцию, при которой молекулы или атомы испускают фотоны при переходе из возбужденного состояния в основное квантовое состояние , и рекомбинационную люминесценцию, когда под действием энергии возбуждения образуются носители заряда (электроны и дырки в кристаллофосфорах ) или ионы и радикалы (в газах , жидкостях , стеклах), последняя рекомбинация которых сопровождается испусканием фотонов. Переход из возбужденного состояния в основное происходит самопроизвольно (спонтанная люминесценция) или под действием внешнего электромагнитного излучения (вынужденная люминесценция). Испускание света может происходить не обязательно теми же молекулами <http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2650.html>, которые возбуждаются при поглощении энергии, но и другими, если происходит безизлучательная передача энергии возбуждения (сенсибилизированная люминесценция). Люминесценция характеризуют спектром испускания (фотолюминесценцию - также спектром возбуждения), квантовым выходом,поляризацией , кинетикой затухания. Флуоресценция характеризуется малой длительностью (менее 10-6 с) и обусловлена испусканием фотонов при переходе системы из возбужденного состояния той же мультиплетности , что и основное состояниями. Она представляет собой излучательный переход в основное состояние S0 из возбужденного синглетного состояния S1.

Спектр испускания представляет собой зависимость интенсивности свечения от частоты (длины волны) испускаемого света. В литературе обычно приводят наблюдаемые спектры испускания, зависящие от спектральной чувствительности и градуировки прибора. Для получения истинного спектра испускания выражают интенсивность люминесценции в числе фотонов, приходящихся на единичный интервал частот. Спектром возбуждения люминесценции называется зависимость интенсивности свечения на фиксированной частоте от частоты (или длины волны) возбуждающего света Для получения истинного спектра возбуждения необходимо учитывать зависимость интенсивности возбуждающего света (выраженной в числе падающих или поглощенных фотонов в единицу времени) от частоты. При слабом поглощении света образцом истинный спектр возбуждения люминесценции в большинстве случаев совпадает со спектром поглощения люминесцирующего вещества. Положение (частота) полосы в спектре люминесценции определяется разностью энергий состояний, связанных излучательным переходом; интенсивность полосы и время затухания свечения - заселенностью возбужденного состояния и вероятностью перехода (или временем жизни возбужденного состояния ). Как правило, люминесценция происходит при переходе молекулы в основное состояние S0 с нижнего колебательного уровня первых возбужденных электронных состояний S1 и T1; при возбуждении молекулы в более высокие электронные состояния (S2 и др.) или на верхние колебательные уровни состояний S1 и Т1 избыточная энергия, как правило, релаксирует гораздо быстрее (за время 10-12 с), чем происходит испускание. При испускании фотона сохраняется равновесная ядерная конфигурация молекулы , свойственная возбужденному состоянию ,поэтому при возвращении в основное состояние молекула обычно оказывается на одном из верхних колебательных уровней, соответствующем колебаниям тех химических связей, равновесная длина которых при данном электронном переходе меняется. В результате в колебательной структуре спектров люминесценции у множества молекул проявляются частоты колебаний основного состояния, тогда как в колебательной структуре спектров поглощения проявляются частоты колебаний возбужденного состояния . [45]

Перейти на страницу: 1 2

Самое читаемое:

Разработка методики монтажа и эксплуатации вычислителя тепла
расход тепло монтаж теплосчетчик Автоматизация производства представляет собой процесс передачи функции контроля и управления производством от человека автоматическим устройством. При создании автоматизированных систем следует принимать во внимание уровень технологии и оборудования, состояние организации и управления производством ...

www.techstages.ru : Все права защищены! 2019