Luminescence: karazana, fomba fiasa, ary ny fampiharana. Thermally mandrisika luminescence - inona moa izany?

Luminescence - dia ny émission ny hanazava amin'ny fitaovana sasany ao amin'ny somary mangatsiaka fanjakana. Tsy mitovy amin'ny incandescent ny taratra ny vatana, toy ny hazo mirehitra na ny arintany, vy an-idina sy ny tariby elektrika voafanan'ny mpanendy amin'izao fotoana izao. luminescence émission dia nahita:

• in néon sy ny fluorescent jiro, fahitalavitra, Radar efijery sy fluoroscopes;
• amin'ny akora voajanahary toy ny luminol na luciferin in fireflies;
• amin'ny loko sasany ivelan'ny trano ampiasaina amin'ny dokam-barotra;
• amin'ny tselatra sy ny aurora.

Amin'ny trangan-javatra rehetra ireo mazava émission dia tsy vokatry ny vainafo ny fanazavana efitrano ambony mari-pana, araka izany koa no atao hoe mangatsiaka fahazavana. No soa raisintsika avy amin'ny luminescent no fitaovana ny fahaizany hanova ny endriky ny angovo tsy hita maso ho hita maso mazava.

Sources sy ny dingana

luminescence tranga mitranga noho ny hery hisakana ny fiasan'ireny fitaovana, ohatra, avy amin'ny loharanom-taratra manimba na X-taratra, elektronika rairainy, simika fanehoan-kevitra, sy ny sisa. d. Izany dia hiteraka ny fananana ataoma any amin'ny iray faly fanjakana. Koa satria miovaova, ny ara-nofo am-boalohany miverina ho amin'ny fanjakana, sy ny hery variana Navoaka toy ny hazavana sy / na ny hafanana. Ny dingana ihany no atao hoe elektrôna ivelany. luminescence fahombiazana dia miankina amin'ny ambaratongam-fiovam-po ny excitation angovo ho amin'ny mazava. Ny isan'ny fitaovana izay manana ampy fampisehoana ho an'ny azo ampiasaina, dia somary kely.

Luminescence sy ny incandescence

luminescence excitation tsy mifandray amin'ny excitation ny ataoma. Rehefa manomboka mafana ny tarafin'ny hazavana fitaovana noho ny takamoa, ny ataoma ao amin'ny fanjakana faly. Na dia vibrate na dia efitrano mari-pana, dia ampy fa ny taratra nitranga tany amin'ny faritra lavitra infrared spectral. Miaraka amin'ny fitomboan'ny hafanana Nifandimby ny matetika ny herinaratra taratra any amin'ny faritra hita maso. Amin'ny lafiny iray amin'ny mari-pana ambony indrindra izay niteraka, ohatra, ao amin'ny Taitra tahaka ny fantsom, atomika fifandonana mafy dia afaka ho toy izany fa ny elektrôna dia tafasaraka tamin'izy ireo sy recombine, emitting fahazavana. Amin'ity tranga ity, luminescence sy incandescent ho indistinguishable.

Fluorescent loko sy ny loko,

Mahazatra loko sy ny loko manana ny lokony rehefa maneho izany faritry ny karazany izay mifameno variana. Misy ampahany kely ny angovo dia niova fo ho hafanana, fa ny manan-danja mitranga émission. Raha toa, na izany aza, ny fluorescent mifoka loko mazava ao amin'ny isan-karazany ny faritra iray manokana, dia mety ataon-drizareo photons, mitovy amin'ny fandinihana. Izany mitranga vokatry ny dingana ao anatin'ny loko na ny loko molekiola, izay ultraviolet afaka hiova fo ho hita maso, ohatra, manga fahazavana. Toy izany no fomba luminescence ivelan'ny trano ampiasaina amin'ny dokam-barotra sy ny fanasan-powders. Ao amin'ny tranga farany, ny "clarifier" mitoetra ao amin'ny sela tsy mba maneho ny fotsy, fa hiova koa ny taratra manimba taratra ho manga, mavo ny fanarenana sy mampitombo ny hafotsiany.

fampianarana tany am-boalohany

Na dia tselatra Aurora sy lalodalovana hazavana ny fireflies sy ny holatra foana no fantatry ny olombelona, voalohany luminescence fampianarana dia nanomboka tamin'ny synthetic fitaovana, rehefa Vincenzo Kaskariolo alchemist sy ny mpanao kiraro ny Bologna (Italy), tamin'ny 1603 g. Mafana fifangaroana ny baryum sulfate (barite amin'ny endrika, mavesatra spar) amin'ny arintany. Ny vovoka azo aorian'ny hihena, namirapiratra luminescence alina manga, ary Kaskariolo nahatsikaritra fa azo naverina tamin'ny laoniny amin'ny alalan'ny nifehy ny vovoka amin'ny masoandro. Ny fananana atao hoe "lapis Solaris" na sunstone, satria nanantena mpahay siansa fa afaka ny hiverina ho volamena metaly tena ratsy, ny mariky ny dia ny masoandro. Sombin'ny famirapiratan'ny Niteraka ny mahaliana ny mpahay siansa maro ny fe-potoana, manome fitaovana sy ny anarana, anisan'izany ny "phosphore", izay midika hoe "mitondra ny mazava".

Ankehitriny ny anarana hoe "phosphore" dia ampiasaina ihany ny singa simika, raha ny microcrystalline luminescent fitaovana antsoina hoe phosphor. "Phosphore" Kaskariolo, toa, dia baryum sulfide. Ny voalohany ara-barotra misy phosphor (1870) lasa "hoso-doko Balmain" - vahaolana ny kalsioma sulfide. Tamin'ny 1866, dia voalaza ao amin'ny tranom-biby voalohany ny zinc sulfide phosphor ny - iray amin'ireo zava-dehibe indrindra eo amin'ny teknolojia maoderina.

Ny iray amin'ireo voalohany ara-tsiansa fanadihadiana ny luminescence, izay miseho amin'ny lo hazo na ny nofo sy ny fireflies, dia nanao tamin'ny 1672 avy amin'ny teny anglisy mpahay siansa Robert Boyle, izay, na dia tsy fantany momba ny biochemical niandohan'ny io fahazavana, nefa nanendry ny sasany ny fototra fananan 'bioluminescent rafitra:

• Mazava hatsiaka;
• dia azo foanana ny mpiasa simika toy ny toaka, hydrochloric asidra sy ny amoniaka;
• taratra mitaky ny fidirana ho any amin'ny rivotra.

Tamin'ny taona 1885-1887, dia nahita fa hiteny ratsy voajanahary koa omen'ny avy amin'ny fireflies West Indian (pyrophorus) sy ny Mpihady Lavaka Foladi rehefa vokatra mifangaro mazava.

Ny voalohany dia fitaovana mahomby chemiluminescent nonbiological synthetic Kamban-teny toy ny luminol, hita tamin'ny taona 1928.

Chemi- sy ny bioluminescence

Ny ankamaroan'ireo ny angovo simika nivoaka tao amin'ny fanehoan-kevitra, indrindra oxidation fanehoan-kevitra, dia manana ny endriky ny hafanana. Ao amin'ny fanehoan-kevitra sasany, fa ny anjara elektrôna ampiasaina mba manaitaitra hatramin'ny ambaratonga ambony, ary amin'ny fluorescent molekiola talohan'ny chemiluminescence (cl). Asehon'ny fikarohana fa CL dia manerana izao rehetra izao toe-javatra, fa ny luminescence kely mahery vaika no izy fa mitaky ny fampiasana ny saropady detectors. Misy, na izany aza, ny sasany amin'ireo zavatra simika izay mampiseho mazava CL. Ny tsara indrindra no fantatra ireo luminol, izay eo oxidation amin'ny hidrôzenina peroxyde dia afaka manaiky ny matanjaka na manga manga-maitso mazava. Hery hafa ny CL-akora - ary lucigenin lofin. Na dia eo aza ny famirapiratana CL, fa tsy izy rehetra no mahomby amin'ny angovo simika manova ho fahazavana, izany hoe. K. latsaky ny 1% ny molekiola ataon-drizareo mazava. Tamin'ny taona 1960 dia hita fa ny esters ny oxalic asidra, oxidized in anhydrous ranoka mandevon-javatra eo anatrehan'ny tena fluorescent manitra Kamban-teny ataon-drizareo hazavana miaraka amin'ny fahombiazana ny 23%.

Bioluminescence dia karazana chemiluminescence manokana catalyzed ny anzima. Ny luminescence Output ny fanehoan-kevitra ireo dia afaka mahatratra 100%, izay midika fa ny molekiola tsirairay ny luciferin reactant miditra emitting fanjakana. Rehetra fantatra amin'izao andro izao fanehoan-kevitra bioluminescent catalyzed oxidation fanehoan-kevitra mitranga eo anatrehan'ny rivotra.

thermally mandrisika luminescence

Thermoluminescence dia midika hoe tsy misy mafana taratra fa nampahery ny mazava émission fitaovana, ny elektrôna izay po ny hafanana. Thermally mandrisika luminescence hitan'ny sasany mineraly, indrindra amin'ny kristaly phosphors rehefa efa po ny hazavana.

photoluminescence

Photoluminescence izay miseho eo ambany ny asa ny herinaratra taratra zava-nitranga teo amin'ny fitaovana, dia azo atao ao amin'ny isan-karazany ny hita maso mazava ny ny taratra manimba ny X-ray sy ny Gamma taratra. In luminescence, nahatonga ny photons, halavan'ny onjam-fahazavana namirapiratra amin'ny ankapobeny mitovy na lehibe noho ny halavan'ny onjam-ny mampientanentana (m. E. mitovy na latsaka fahefana). Izany fahasamihafana ao amin'ny halavan'ny onjam vokatry ny fanovana ny Narahi-angovo ao an-peo no mampihovotrovotra ny ataoma na ions. Indraindray, miaraka amin'ny andry mafy tamin'ny laser, namirapiratra ny fahazavana dia afaka manana fohy halavan'ny onjam.

Ny zava-misy fa ny PL azo po amin'ny alalan'ny taratra manimba taratra, dia hitan 'ny alemà fizika Johann Ritter tamin'ny 1801, dia nahatsikaritra fa ny phosphors tarafin'ny hazavana mamirapiratra any amin'ny faritra tsy hita maso ny volomparasy ampahany amin'ny karazany, ary dia toy izany nanokatra ny taratra UV. Ny fiovam-po ny UV ny hazavana hita maso dia ny lehibe manan-danja azo ampiharina.

Gamma sy ny x-taratra manaitaitra phosphors, ary hafa manjelanjelatra.Mangatsakatsaka fitaovana ho an'ny luminescence ionization fanjakana amin'ny alalan'ny dingana arahan'ny recombination ny elektrôna sy ny ions, izay luminescence mitranga. Ny fampiasana ny any fluoroscopy ampiasaina amin'ny radiology, ary scintillation tranombarotra. Ny firaketana an-tsoratra farany ka refeso ny Gamma taratra mivantana amin'ny kapila mifono amin'ny phosphor, izay any Optical nifandray ho etỳ ambonin'ny ny photomultiplier.

triboluminescence

Rehefa ny kristaly ny akora sasany, toy ny siramamy, torotoro fo, hita maso kilalaon'afo. Toy izany koa no hitan'ny maro sy inorganic akora voajanahary. Ireo rehetra ireo karazana luminescence niteraka ny tsara sy ny ratsy herinaratra fiampangana. Vao haingana vokatry ny milina fisarahana faritra ao amin'ny crystallization dingana. Light émission avy eo mitranga amin'ny fanatanterahana - na mivantana eo amin'ny moieties ny molekiola, na amin'ny alalan'ny excitation ny luminescence ao amin'ny habakabaka ambonin'ny akaikin'ny voatokana.

electroluminescence

Amin'ny maha thermoluminescence, electroluminescence (EL), ny teny hoe isan-karazany ahitana karazana endri-javatra mahazatra ny luminescence izay izany hazavana izany dia namirapiratra, rehefa misy fahafahana amin'ny etona herinaratra, ranon-javatra sy ny fitaovana mafy orina. Tamin'ny 1752 Bendzhamin Franklin nametraka ny luminescence ny helatra-mianatra herinaratra marary mitsika ny alalan 'ny rivo-piainana. Tamin'ny 1860, ny marary mitsika jiro dia nampiseho voalohany tao amin'ny Royal Society any Londres. Izy namokatra fotsy mamirapiratra hazavana amin'ny marary mitsika malefaka avo amin'ny alalan'ny gazy karbonika amin'ny tsindry ambany. Modern fluorescent jiro dia mifototra amin'ny fitambaran'ny electroluminescence sy ny volavelona photoluminescence ataoma po ny herinaratra marary mitsika jiro, ny taratra manimba avoakan'ny taratra teny amin'ireo Izy Niova fo ho hazavana hita maso amin'ny alalan'ny phosphor.

EL nandinika amin'ny electrodes nandritra electrolysis noho ny recombination ny ions (ary dia toy izany ny karazana chemiluminescence). Eo ambany fitarihan 'ny saha herinaratra ao amin'ny manify sosona ny luminescent ny zinc sulfide émission ny mazava miseho, izay ihany koa nantsoina hoe electroluminescence.

Maro ny fitaovana Mamoaka luminescence eo ambany fahefan'ilay haingana elektrôna - diamondra, Ruby, ny vato krystaly sy phosphore manahirana sasany platinina sira. Ny voalohany fampiharana ny cathodoluminescence - Oscilloscope (1897). Similar efijery mampiasa nohatsaraina manjelanjelatra.Mangatsakatsaka phosphors ampiasaina ao amin'ny fahitalavitra, radars, oscilloscopes sy mikraoskaopy elektronika.

ny fampielezam-peo

Singa radiôaktifa ataon-drizareo dia afaka Alpha poti (hélium nuclei), elektrôna sy ny Gamma taratra (avo-angovo herinaratra taratra). Taratra luminescence - ny hazavana po ny vainga-taratra. Rehefa be dia be Alfa sombiny manjelanjelatra.Mangatsakatsaka phosphor, dia ny hita eo ambanin'ny mikraoskaopy kely mitsilopilopy. Mampiasa izany fitsipika fizika anglisy Ernest Rutherford, mba hanaporofoana fa manana ny tsivaky fototry foibe. Self-mamiratra loko nampiasaina ho marika famantaranandro sy ny fitaovana hafa dia miorina amin'ny RL. Izy ireo ahitana ny phosphor sy ny vainga-taratra, ohatra tritium na radium. Mahatalanjona voajanahary luminescence - dia ny hazavana avy any avaratra: radiôaktifa dingana eo amin'ny masoandro ataon-drizareo ho toerana be vahoaka ny elektrôna sy ny ions. Raha manatona ny tany, ny saha geomagnetic mitarika ho any amin'ny bao. Gas-marary mitsika dingana ao amin'ny sosona ambony ny rivo-piainana sy mamorona malaza aurora.

Luminescence: Fizìka ny dingana

Émission ny hazavana hita maso (izany hoe. E. Amin'ny onjam-anelanelan'ny 690 sy 400 nm nm) excitation mitaky hery, izay tapa-kevitra, fara fahakeliny, Einstein lalàna. Energy (E) dia mitovy ny Planck tsy tapaka (h), ampitomboina ny matetika ny mazava (ν) na ny hafainganam-pandeha eo amin'ny banga (c), voazarazara noho ny halavan'ny onjam (λ): E = hν = History of the Church / λ.

Noho izany, ny hery ilaina noho ny excitation ny fiaretana 40 kilocalories (fa mena) ny 60 kcal (ho an'ny mavo), ary 80 kaloria (ny volomparasy) isaky ny Rol ny fananany. Maneho fomba iray hafa angovo - in elektronika volts (1 Ev = 1,6 × 10 ^-12 erg) - from 1.8 ny 3.1 Ev.

Ny excitation angovo dia nafindra tany elektrôna tompon'andraikitra ny luminescence izay mitsambikina avy eo amin'ny tany ho ambony kokoa haavon'ny iray. Ireo toe-javatra ireo tapa-kevitra ny lalàn 'ny atsangana hitondra Mechanics. Maro fiasan'ny ny excitation miankina na tokan-tena miseho amin'ny ataoma sy ny molekiola, na amin 'ny tsikombakomba ny molekiola ao amin'ny krystaly. Kevitra izy ireo ny asa ny poti haingana, toy ny elektrôna, tsara ions na photons.

Matetika, ny excitation angovo dia be kokoa noho takiana mba hanangana ny elektronika ho taratra. , Ohatra, ny vato krystaly phosphor luminescence fahitalavitra, cathode elektrôna novokarina tamin'ny fanahy hery ny 25,000 volts. Na izany aza, ny loko ny fluorescent efa ho fahazavana dia tsy miankina ny sombiny angovo. Izany dia voatariky ny haavon'ny ny faly ny toe-angovo krystaly foibe.

fluorescent jiro

Ny poti, noho ny izay miseho luminescence - elektrôna ivelany ity ny ataoma na molekiola. Amin'ny fluorescent jiro, toy ny volavelona Atom no fanelinao eo ambany fitarihan'ny ny hery 6.7 Ev na mihoatra, nanandratra iray amin'ireo roa elektrôna ivelany amin'ny ambaratonga ambony kokoa. Araka ny hiverina any amin'ny tany samy hafa ao amin'ny fanjakana ny angovo dia avoakan'ny toy ny ultraviolet amin'ny halavan'ny onjam-185 nm. Ny tetezamita eo amin'ny fototra ary ny iray hafa sehatra mamokatra taratra manimba taratra amin'ny 254 nm, izay kosa, dia afaka manaitaitra hafa phosphor niteraka hazavana hita maso.

Ity no taratra amin'ny ambany indrindra ny tsindry mafy volavelona zavona (10 ^-5 rivo-piainana) ampiasaina ao amin'ny entona marary mitsika jiro ambany fanerena. Toy izany no tokony ho 60% ny elektronika angovo dia niova fo ho amin'ny monochromatic UV mazava.

Tamin'ny tsindry ambony, ny matetika mampitombo. Spectra tsy spectral javatra dia avy amin'ny iray andalana ny 254 nm, ary ny taratra angovo dia zaraina amin'ny tsipika spectral mifanitsy amin'ny ambaratonga samihafa elektronika: 303, 313, 334, 366, 405, 436, 546 sy 578 nm. Tsindry ambony volavelona jiro no ampiasaina amin'ny fahazavana, satria ny hita maso 405-546 nm manga-maitso mazava, raha manova ny ampahany amin'ny taratra ao amin'ny jiro mena mampiasa phosphor vokatr'izany fotsy mivadika.

Rehefa molekiola dia faly mandatsa-dranomaso, ny luminescence spectra fatorana mampiseho ny sakany; tsy elektrôna no atsangana ho amin'ny ambaratonga ambony hery, fa miaraka mientanentana vibrational sy rotational mihetsika ny ataoma ny rehetra. Ny antony dia satria vibrational sy rotational hery ny molekiola dia 10 ^-2 sy 10 ^-4 ny hery ny tetezamita, izay hametraka ny ny atao hoe plurality ny halavan'ny onjam singa somary hafa kely ny iray tarika. Ny molekiola lehibe kokoa manana ravin takela-barahina nifanindritsindry maro, iray isaky ny karazana tetezamita. Taratra molekiola in vahaolana advantageously ribbonlike fa vokatry ny fifandraisana iray somary maro mientanentana molekiola sy solvent molekiola. Ao amin'ny molekiola, toy ny tamin'ny ataoma nandray anjara tamin'ny luminescence elektrôna ivelany ny molekiolan'ny orbitals.

Fluorescence sy ny phosphorescence

Teny ireo dia azo avahana tsy mifototra amin'ny ny faharetan'ny luminescence, fa koa noho ny fomba famokarana. Rehefa misy elektronika dia faly ny singlet fanjakana amin'ny fotoam ao 10 ^-8 s, izay mety mora foana hiverina any amin'ny tany, ny fananana ny Mamoaka angovo toy ny fluorescence. Nandritra ny tetezamita, ny kofehy ireny dia tsy miova. Faly fototra sy ny fanjakana manana hamaroan toy izany koa.

Elektronika, na izany aza, dia azo atsangana ho amin'ny ambaratonga ambony angovo (antsoina hoe "Faly be triplet ny fanjakana") ny fitsaboana indray. Amin'ny atsangana hitondra haihetsika, ny fiovana avy amin'ny fanjakana triplet ny singlet voarara, ka noho izany, ny fotoana ny fiainany maro hafa. Noho izany, ny luminescence amin'ity tranga ity dia mihoatra lavitra fotoana maharitra: misy phosphorescence.