Luminescence: orisi, awọn ọna, ati awọn ohun elo. Thermally ji luminescence - kini yi?

Luminescence - ni awọn to njade lara ti ina nipa awọn ohun elo ni a jo tutu ipinle. O yato si lati Ìtọjú ti Ohu ara, gẹgẹ bi awọn sisun igi tabi edu, a dídà irin ati ki o kan waya kikan nipa ẹya ina lọwọlọwọ. luminescence njade lara wa ni šakiyesi:

• ni neon ati Fuluorisenti atupa, tẹlifísàn, Reda iboju ki o fluoroscopes;
• ni Organic oludoti bi luminol tabi luciferin ni fireflies;
• ni awọn pigments lo ninu ita gbangba ipolongo;
• pẹlu manamana ati Aurora.

Ni gbogbo awọn wọnyi iyalenu ina njade lara ti a ko ti ṣẹlẹ nipasẹ alapapo awọn ohun elo ti loke yara otutu, ki o ni a npe ni tutu ina. Awọn wulo iye ti awọn luminescent ohun elo ni won agbara lati yi pada awọn alaihan fọọmu ti agbara sinu han ina.

Orisun ati ilana

luminescence lasan waye bi a abajade ti agbara gbigba ohun elo, fun apẹẹrẹ, lati orisun kan ti ultraviolet tabi X-egungun, itanna nibiti, kemikali aati, ati bẹ lori. d. Eleyi a mu abajade ninu awọn nkan awọn ọta si ohun yiya ipinle. Niwon o jẹ riru, awọn ohun elo ti padà si awọn oniwe-atilẹba ipinle, ati awọn gba agbara ni tu bi ina ati / tabi awọn ooru. Awọn ilana je nikan ni lode elekitironi. luminescence ṣiṣe da lori ìyí ti iyipada ti inudidun agbara sinu ina. Awọn nọmba ti ohun elo ti o ni to išẹ fun fun ilowo lilo, jẹ jo kekere.

Luminescence ati incandescence

luminescence inudidun ti ko ba jẹmọ si inudidun ti awọn ọta. Nigba ti gbona ohun elo bẹrẹ lati alábá bi abajade ti Isusu, wọn awọn ọta ni o wa ni ohun yiya ipinle. Biotilejepe won gbọn ani ni yara otutu, o jẹ to pe Ìtọjú lodo wa ninu awọn jina infurarẹẹdi asopọ awọ ekun. Pẹlu jijẹ liLohun iṣinipo awọn igbohunsafẹfẹ ti itanna Ìtọjú ni han ekun. Lori awọn miiran ọwọ, ni gan ga awọn iwọn otutu ti o wa ni ti ipilẹṣẹ, fun apẹẹrẹ, ni-mọnamọna Falopiani, atomiki collisions le jẹ ki lagbara ti awọn elekitironi ti wa ni niya lati wọn ki o si recombine, emitting ina. Ni idi eyi, luminescence ati Ohu di indistinguishable.

Fuluorisenti pigments ati awọn dyes,

Mora pigments ati awọn dyes ni awọ bi nwọn ti afihan wipe apa ti awọn julọ.Oniranran ti o jẹ tobaramu gba. A kekere ìka ti awọn agbara ti wa ni iyipada sinu ooru, ṣugbọn a significant to njade lara waye. Ti o ba ti, sibẹsibẹ, awọn Fuluorisenti pigment absorbs ina ni ibiti o ti kan pato agbegbe, o le emit photons, yatọ si lati otito. Eleyi waye bi a abajade ti awọn ilana laarin awọn dai tabi pigment moleku, nipa eyi ti ultraviolet ina le ti wa ni iyipada sinu han, fun apẹẹrẹ, bulu ina. Iru luminescence ọna ti wa ni lo ninu ita gbangba ipolongo ati ni fifọ powders. Ninu awọn igbehin nla, awọn "clarifier" si maa wa ni àsopọ ko nikan lati fi irisi awọn funfun, sugbon tun lati se iyipada ultraviolet Ìtọjú sinu bulu, ofeefee of minmin ati igbelaruge whiteness.

tete-ẹrọ

Biotilejepe monomono Aurora ati ṣigọgọ alábá ti fireflies ati elu ti nigbagbogbo a ti mọ lati aráyé, akọkọ luminescence ẹrọ bẹrẹ pẹlu awọn sintetiki ohun elo, nigbati Vincenzo Kaskariolo alchemist ati shoemaker ti Bologna (Italy), ni 1603 g. Kikan adalu barium imi-ọjọ (barite ni awọn fọọmu, eru spar) pẹlu edu. Awọn lulú gba lẹhin itutu, alẹ bulu luminescence emitted, ati Kaskariolo woye wipe o le wa ni pada nipa subjecting awọn lulú si orun. Awọn nkan ti a npè ni "lapis solaris" tabi sunstone, nitori alchemists ireti pe o jẹ anfani lati tan mimọ awọn irin sinu wura, awọn aami ti eyi ti o jẹ oorun. Afterglow ti ṣẹlẹ awọn anfani ti ọpọlọpọ awọn sayensi ti awọn akoko, o fun ohun elo ati awọn miiran awọn orukọ, pẹlu "irawọ", eyi ti o tumo si "ti ngbe ti ina".

Loni awọn orukọ "irawọ" ti lo nikan fun awọn kemikali ano, nigba ti microcrystalline luminescent awọn ohun elo ti a npe ni a phosphor. "Irawọ" Kaskariolo, nkqwe, je barium sulfide. Ni igba akọkọ ti lopo wa phosphor (1870) di a "kun Balmain" - ojutu ti kalisiomu sulfide. Ni 1866, ti o ti se apejuwe ninu awọn akọkọ idurosinsin sinkii sulfide phosphor of - ọkan ninu awọn julọ pataki ni igbalode Bluetooth.

Ọkan ninu awọn akọkọ-ẹrọ ti awọn luminescence, eyi ti o ti fi ni rotting igi tabi ẹran ati fireflies, ti a ṣe ni 1672 nipa awọn English ọmowé Robert Boyle, ti o, biotilejepe o ko mo nipa awọn biokemika Oti ti yi ina, sibẹsibẹ ṣeto diẹ ninu awọn ti awọn ipilẹ-ini ti bioluminescent ọna šiše:

• Alábá tutu;
• o le wa ni ti tẹmọlẹ nipa kemikali òjíṣẹ bi oti, hydrochloric acid ati amonia;
• Ìtọjú nilo wiwọle si air.

Ni awọn ọdun 1885-1887, ti o ti woye wipe robi ayokuro lati fireflies West Indian (pyrophorus) ati ni ikoko Foladi nigba ti adalu èso ina.

Ni igba akọkọ ti o munadoko chemiluminescent ohun elo wà nonbiological sintetiki agbo bi luminol, awari ni 1928 odun.

Chemi- ati bioluminescence

Ọpọlọpọ ninu awọn agbara tu ni kemikali aati, paapa ifoyina aati, ni o ni awọn fọọmu ti ooru. Ni diẹ ninu awọn aati, sugbon a ìka lo lati ṣojulọyin elekitironi soke si ipele ti o ga, ati ni Fuluorisenti ohun ti o to awọn chemiluminescence (CL). Ijinlẹ fi hàn pé CL ni kan fun gbogbo lasan, ṣugbọn awọn luminescence kikankikan jẹ ki kekere ti o nbeere awọn lilo ti kókó aṣawari. Nibẹ ni o wa, sibẹsibẹ, diẹ ninu awọn ti agbo ogun ti olohun gidigidi CL. Ti o dara ju mọ ti awọn wọnyi ni luminol, eyi ti o si ifoyina pẹlu hydrogen peroxide le so kan to lagbara bulu tabi bulu-alawọ ewe ina. Miiran agbara ti CL-oludoti - ati lucigenin lofin. Pelu won imọlẹ CL, ko gbogbo awọn ti wọn wa ni munadoko ni jijere kemikali agbara sinu ina, ie. K. Kere ju 1% ti awọn ohun ti emit imọlẹ. Ni awọn 1960 ti o ti ri wipe esters ti oxalic acid, oxidized ni anhydrous olomi ni niwaju gíga Fuluorisenti didun agbo emit imọlẹ ina pẹlu ohun ṣiṣe ti 23%.

Bioluminescence ni pataki kan Iru ti chemiluminescence catalyzed nipasẹ ensaemusi. Awọn luminescence o wu ti awọn wọnyi aati le de ọdọ 100%, eyi ti o tumo si wipe kọọkan moleku ti luciferin reactant ti nwọ emitting ipinle. Gbogbo awọn mọ loni bioluminescent lenu catalyzed ifoyina aati sẹlẹ ni niwaju air.

thermally ji luminescence

Thermoluminescence tumo si ko si gbona Ìtọjú ṣugbọn okun awọn ina njade lara ohun elo, awọn elekitironi eyi ti wa ni yiya nipa ooru. Thermally ji luminescence woye ni diẹ ninu awọn ohun alumọni ati paapa ni gara phosphors lẹhin ti nwọn ti a ti yiya nipa ina.

photoluminescence

Photoluminescence eyi ti o waye labẹ awọn iṣẹ ti itanna Ìtọjú isẹlẹ lori awọn ohun elo ti, le wa ni ṣe ni ibiti o ti han ina nipasẹ awọn ultraviolet to x-ray ati gamma Ìtọjú. Ni luminescence, induced nipasẹ photons, wefulenti ti emitted ina ni gbogbo dogba si tabi o tobi ju awọn wefulenti ti awọn moriwu (m. E. dogba si tabi kere si agbara). Eleyi iyato ninu wefulenti ṣẹlẹ nipasẹ awọn transformation ti awọn ti nwọle agbara sinu vibrations ti awọn ọta tabi ions. Ma, pẹlu to lekoko lesa tan, emitted ina le ni kan kuru wefulenti.

O daju wipe awọn PL le ti wa ni yiya nipa ultraviolet Ìtọjú, a ti se awari nipa awọn German physicist Johann Ritter ni 1801, o woye wipe awọn phosphors alábá brightly ni alaihan ekun ti awọn eleyi ti apa ti awọn julọ.Oniranran, ati bayi la UV Ìtọjú. Awọn iyipada ti UV to han ina jẹ ti awọn nla wulo pataki.

Gamma ati x-egungun ṣojulọyin phosphors, ati awọn miiran okuta ohun elo lati awọn luminescence ipinle nipa ionization ilana atẹle nipa ikojọpọ tuntun ti elekitironi ati ions, nipa eyiti luminescence waye. Awọn lilo ti o jẹ ni fluoroscopy lo ninu Radiology, ati scintillation ounka. Awọn ti o kẹhin gba ati wiwọn awọn gamma Ìtọjú directed on a disiki bo pẹlu kan phosphor, ti o wà ni opitika olubasọrọ pẹlu awọn dada ti photomultiplier.

triboluminescence

Nigbati awọn kirisita ti diẹ ninu awọn oludoti, bi sugars, itemole, han sipaki. Awọn kanna ti wa ni woye ni ọpọlọpọ awọn Organic ati eto ẹya ara oludoti. Gbogbo awọn wọnyi orisi ti luminescence ti ipilẹṣẹ nipasẹ awọn rere ati odi ina owo. Recent yi ni darí Iyapa roboto ni awọn crystallization ilana. Light njade lara ki o si gba ibi nipa batiri - boya taara laarin awọn moieties ti awọn ohun ti, boya nipasẹ inudidun ti luminescence ti awọn bugbamu ti sunmọ awọn yà dada.

electroluminescence

Bi thermoluminescence, electroluminescence (EL), awọn oro pẹlu orisirisi orisi ti luminescence wọpọ ẹya-ara ti eyi ti o ti ti ina ti wa ni emitted nigba ti ẹya ina isun ni ategun, olomi ati ki o ri ohun elo. Ni 1752 Bendzhamin Franklin ti iṣeto ti luminescence ti manamana-induced itanna idoto nipasẹ awọn bugbamu. Ni 1860, awọn isun atupa a ti akọkọ afihan ni awọn Royal Society of London. O produced a imọlẹ funfun ina pẹlu kan to ga foliteji isun nipasẹ awọn erogba oloro ni kekere titẹ. Modern Fuluorisenti atupa ti wa ni da lori kan apapo ti electroluminescence ati photoluminescence Makiuri awọn ọta yiya nipa ina isun atupa, awọn ultraviolet Ìtọjú emitted nipa wọn ni iyipada sinu han ina nipasẹ awọn phosphor.

EL woye ni amọna nigba electrolysis nitori ikojọpọ tuntun ti ions (ati bayi a ni irú ti chemiluminescence). Labẹ awọn ipa ti awọn ina aaye ninu tinrin fẹlẹfẹlẹ ti luminescent sinkii sulfide to njade lara ti ina waye, eyi ti o ti tun tọka si bi electroluminescence.

A o tobi nọmba ti awọn ohun elo ipele luminescence labẹ awọn ipa ti onikiakia elekitironi - Diamond, Ruby, gara irawọ owurọ ati awọn eka Pilatnomu iyọ. Ni igba akọkọ ti wulo ohun elo ti cathodoluminescence - Oscilloscope (1897). Iru iboju lilo dara si okuta phosphors wa ni lo ninu tẹlifísàn, radars, oscilloscopes ati itanna microscopes.

ti redio

Ipanilara eroja le emit Alpha patikulu (ategun iliomu iwo), elekitironi ati gamma egungun (a ga-agbara itanna Ìtọjú). Ìtọjú luminescence - a alábá yiya nipasẹ awọn ohun ipanilara nkan na. Nigba ti Alpha patiku bombard okuta phosphor, han labẹ awọn maikirosikopu aami flicker. Yi opo lilo English physicist Ernest Rutherford, lati fi mule pe awọn atomu ni o ni a aringbungbun mojuto. Ara-luminous kun lo fun siṣamisi Agogo ati awọn miiran irinṣẹ ti wa ni da lori RL. Nwọn ni awọn phosphor ati awọn ohun ipanilara nkan na, fun apẹẹrẹ tritium tabi radium. Ìkan adayeba luminescence - ni awọn Aurora borealis: ipanilara lakọkọ lori oorun emit sinu aaye tobi ọpọ eniyan ti elekitironi ati ions. Nigbati nwọn ba sunmọ Earth, awọn oniwe-Geomagnetic oko ntọ wọn si awọn ọpá. Gaasi-isun lakọkọ ni oke ni fẹlẹfẹlẹ ti awọn bugbamu ti ati ki o ṣẹda a olokiki Aurora.

Luminescence: fisiksi ti awọn ilana

Njade lara ti han ina (ie. E. Pẹlu wavelengths laarin 690 nm ati 400 nm) inudidun nilo agbara, eyi ti o ti pinnu ni o kere Einstein ofin. Agbara (E) jẹ dogba si Planck ká ibakan (h), pupọ nipa awọn igbohunsafẹfẹ ti ina (ν) tabi awọn oniwe-iyara ni a igbale (c), pin nipasẹ awọn wefulenti (λ): E = hν = HC / λ.

Bayi, awọn agbara ti nilo fun awọn inudidun awọn sakani lati 40 kilocalories (fun pupa) to 60 kcal (fun ofeefee), ati 80 awọn kalori (lati eleyi ti) fun mol ti nkan na. Ona miran ti n ṣalaye agbara - ni itanna volts (1 eV = 1,6 x 10 ^-12 erg) - lati 1,8 to 3.1 eV.

Awọn inudidun agbara ti wa ni ti o ti gbe to elekitironi lodidi fun awọn luminescence ti sí lati awọn oniwe-ilẹ ipele to kan ti o ga ọkan. Awọn ipo ti wa ni ṣiṣe nipasẹ awọn ofin ti kuatomu isiseero. Orisirisi ise sise ti inudidun da lori boya o ba waye ninu nikan awọn ọta ati ohun ti, tabi ni awọn akojọpọ ti ohun ni gara. Wọn ti wa ni initiated nipa awọn iṣẹ ti onikiakia patikulu, gẹgẹ bi awọn elekitironi, rere ions tabi photons.

Igba, awọn inudidun agbara jẹ significantly ti o ga ju ti a beere lati gbin ohun itanna to Ìtọjú. Fun apẹẹrẹ, phosphor luminescence gara tẹlifisiọnu iboju, cathode elekitironi produced pẹlu tumosi okunagbara ti 25,000 volts. Ṣugbọn, awọn awọ ti Fuluorisenti ina ni fere ominira ti awọn patiku agbara. O ti wa ni nfa nipasẹ awọn ipele ti yiya ipinle ti awọn gara agbara ile-iṣẹ.

Fuluorisenti atupa

Awọn awon patikulu, nitori eyi ti luminescence waye - yi lode elekitironi ti awọn ọta tabi ohun ti. Ni Fuluorisenti atupa, bi Makiuri atomu ni ìṣó labẹ awọn ipa ti agbara 6.7 eV tabi diẹ ẹ sii, gbé ọkan ninu awọn meji lode elekitironi to kan ti o ga ipele. Lẹhin awọn oniwe-pada si ilẹ ipinle awọn iyato ninu agbara ti wa ni emitted bi ultraviolet ina pẹlu kan wefulenti ti 185 nm. Awon orilede laarin awọn mimọ ati awọn miiran ipele fun wa ultraviolet Ìtọjú ni 254 nm, eyi ti o ni Tan, o le ṣojulọyin miiran phosphor o npese han ina.

Eleyi Ìtọjú jẹ paapa intense ni kekere titẹ Makiuri oru (10 ^-5 bugbamu) lo ninu gaasi isun atupa ti kekere titẹ. Bayi nipa 60% ti itanna agbara ti wa ni iyipada sinu kan monochromatic UV ina.

Ni ga titẹ, awọn igbohunsafẹfẹ mu. Sipekitira ko si ohun to ni ti ọkan asopọ awọ ila ti 254 nm, ati awọn Ìtọjú agbara ti wa ni pin lati asopọ awọ ila bamu si yatọ si itanna awọn ipele: 303, 313, 334, 366, 405, 436, 546 ati 578 nm. Ga titẹ Makiuri atupa ti wa ni a lo fun itanna, niwon awọn han 405-546 nm bulu-alawọ ewe ina, nigba ti nyi apa ti awọn Ìtọjú ni pupa ina lilo kan phosphor bi awọn kan abajade wa ni funfun.

Nigba ti gaasi ohun ti wa ni yiya, wọn luminescence sipekitira fi ọrọ igbohunsafefe; ko nikan elekitironi ti wa ni dide si awọn ipele ti o ga agbara sugbon ni nigbakannaa yiya vibrational ati yiyipo išipopada ti awọn ọta lori gbogbo. Eleyi jẹ nitori vibrational ati yiyipo agbara ti awọn ohun ti wa ni 10 ^-2 ati 10 ^-4 ti awọn orilede okunagbara, eyi ti fi soke lati setumo a ọpọ ti die-die o yatọ wefulenti irinše ti a nikan iye. Ni o tobi ohun ti ni orisirisi agbekọja ila, ọkan fun kọọkan iru ti orilede. Ìtọjú ohun ti ni ojutu advantageously ribbonlike ti ṣẹlẹ nipasẹ awọn ibaraenisepo ti a jo mo tobi nọmba ti yiya ohun ati epo ohun ti. Ni awọn ohun ti, bi ninu awọn ọta lowo ninu luminescence lode elekitironi ti molikula orbitals.

Filoresenti ati phosphorescence

Awọn ofin wọnyi le wa ni iyatọ ko nikan lori iye akoko isunmọ, ṣugbọn tun lori ọna ti o ti ṣe. Nigba ti ohun itanna ti wa ni yiya si a singlet ipinle pẹlu akoko ninu rẹ 10 ^-8 s, lati eyi ti o le awọn iṣọrọ pada si ilẹ, awọn nkan ipele awọn oniwe-agbara bi filoresenti. Nigba iyipada, iyipo ko ni iyipada. Awọn orisun ati igbadun ipinle ni irufẹ pupọ.

Awọn eleto naa, sibẹsibẹ, le ni igbega si ipo giga ti o ga (ti a pe ni "ipo mẹta mẹta") pẹlu iyipada ti ẹda rẹ. Ni awọn ẹrọ iṣeduro titobi, awọn itọjade lati awọn ipinle mẹta si awọn ilu alailẹgbẹ ni a fun ni aṣẹ, ati, ni idi eyi, igbesi aye wọn ti pẹ. Nitori naa, luminescence ninu ọran yii ni akoko to gun julọ: o ti woye iforọlẹ.