Люмінесценція

Люмінесцентне випромінювання

конспект уроку

Люмінесценція – це випромінювання світла тілами (нерівноважне, надлишкове над тепловим), яке збуджується різними чинниками та має тривалість більшу за період світлових хвиль.

Речовини, що дають люмінесцентне свічення називають люмінофорами.

Люмінесценцію розрізняють:  

- за типом збудження, 

- за тривалістю, 

- за механізмом висвячування.

1°  В залежності від способу збудження люмінесценцію поділяють на наступні види:

1.  ІОНОЛЮМІНЕСЦЕНЦІЮ 

(свічення твердих тіл при бомбардування їх іонами). 

2.  ФОТОЛЮМІНЕСЦЕНЦІЮ 

(свічення речовини під дією світла; наприклад, світіння фарб, розчинів, лампи денного світла,…).

Фотолюмінесценція

3.  КАТОДОЛЮМІНЕСЦЕНЦІЮ 

(свічення твердих тіл при бомбардування їх електронами; наприклад, екран електронно-променевої трубки).

4.  ХЕМІЛЮМІНЕСЦЕНЦІЮ 

(свічення, котре супроводжує певні хімічні реакції; наприклад, світіння фосфору, гнилих дерев, світлячків, глибоководних риб, …).

Світлячок

5.  ЕЛЕКТРОЛЮМІНЕСЦЕНЦІЮ 

(свічення, котре виникає під дією електричного поля; наприклад, свічення газорозрядної лампи).

Люмінесцентне свічення української  валюти

2°  В залежності від тривалості люмінесцентного свічення люмінесценцію поділяють на:

1.  ФЛУОРЕСЦЕНЦІЮ (10^-8 -10^-9 сек)

-швидке висвячування, припиняється після того, як закінчується дія збудника.

2. ФОСФОРЕСЦЕНЦІЮ (секунди, місяці, роки)

-довготривале висвячування, існує тривалий час після припинення дії збудника.

Поділ на фосфоресценцію та флуоресценцію є досить умовний.

3°  В залежності від механізму висвячування люмінесценцію поділяють на:

1. Резонансну люмінесценцію (характерна для атомарних газів).

2. Спонтанну люмінесценцію (характерні для молекул у парах та розчинах)

3. Вимушену люмінесценцію (індуковане випромінювання)

Індуковане випромінювання – це випромінювання атомів (молекул) речовини, що перебуває у збудженому стані, під дією зовнішнього вимушуючого випромінювача (вимушене і вимушуюче випромінювання когерентні).

4. Рекомбінаційну люмінесценцію.

Рекомбінаційна люмінесценція виникає при об’єднанні частинок , розділених при поглинанні енергії на етапі збудження.

Основний закон (правило)  люмінесценції – 
закон Стокса

1. Довжина хвилі фотолюмінесценції завжди більша за довжину хвилі збуджуючого світла.

2. При підвищенні температури зростає частка світлових квантів з довжинами хвиль більшими за довжини збудника люмінесценції.

Антистоксове люмінесцентне випромінювання:

λ_люм < λ

Причина:  

hν_k.v = hν + αkT

(добавляється частина теплової  енергії; коефіцієнт α залежить від природи молекул речовини). 

Хімічна дія світла

Хімічна дія світла проявляється в тому, що існує цілий ряд хімічних перетворень, які відбуваються тільки під дією світла. 

Хімічні реакції, що протікають під дією світла, називають фотохімічними.

Фотохімічна реакція – розривання електронних зв’язків у молекулі речовини під час поглинаня нею фотона, тобто поділ її на атоми під дією світла. 

Ґрунтуючись на квантовій гіпотезі світла, А. Айнштайн сформулював два фотохімічні закони: 

1) поглинутий речовиною фотон може викликати перетворення лише однієї молекули;

2) фотохімічна реакція відбувається за умови, що енергія фотона достатня для розриву молекулярних зв'язків, тобто не менша за енергію дисоціації.

Прояв хімічної дії світла: 

- вицвітання тканин на сонці;

- утворення загару;

- фотосинтез;

- фотографія;

- медицина.