Luminescence: ituaiga, metotia, fa'aaogaina. O le a le malosi o le lumana'i?

Luminescence - o le emission o le malamalama i mea e patino i se tulaga e matua malulu. E ese mai le leisa o tino incandescent, e pei o le afi laau po koale, o se uʻamea uʻamea ma se uaea faamafanafana e se nei eletise. ua matauina emission luminescence:

• i neon ma lamepa fluorescent, televisions, rata vailiili ma fluoroscopes;
• i le faatulagaina mea e pei o luminol po luciferin i fireflies;
• i pigments nisi faaaogaina i faasalalauga i fafo;
• ma uila ma aurora.

I emission malamalama uma nei ofoofogia e le mafua mai i le susunuina o mea i luga o le vevela o le potu, o lea ua taʻua o le malamalama malulu. O le tau aoga o le mea luminescent o lo latou tomai e suia le pepa faatumu vaaia o malosi i le malamalama vaaia.

Punaoa ma le faagasologa

aafiaga matautia luminescence tupu o se taunuuga o le malosi faaletino mitiia, mo se faataitaiga, mai se puna o le ultraviolet po o le X-ave, electron ave, tali vailaau, ma isi. d. O lenei e taunuu i le mea atoms i se tulaga fiafia. Talu ai o le femoumouai, o le toe foi mai mea i lona tulaga muamua, ma ua faamalolo mai le malosi mitiia e pei ona malamalama ma / po o le mafanafana. O le faagasologa e aofia ai na o le electrons fafo. e faalagolago le lelei luminescence i luga o le faailoga o le liua o le malosi excitation i le malamalama. O le aofaiga o mea e maua faatinoga lava mo le faaaogaina talafeagai, o matua toalaiti.

Luminescence ma incandescence

e le fesootai excitation luminescence i le excitation o atoms. Ina ua amata mea vevela e malala o se taunuuga o iʻo, latou atoms ua i ai i se tulaga fiafia. E ui lava latou galulu e oo lava i le vevela o le potu, o le lava o le leisa na tupu i le itulagi spectral mamao infrared. Faatasi ai ma le faateleina o le vevela o le suiga i le taimi o le leisa eletise i le itulagi vaaia. I le isi itu, i le tele le vevela maualuga ua faatupulaia, mo se faataitaiga, i tubes teʻi, e mafai ona avea collisions atomika matua malosi o le tuueseeseina electrons mai ia i latou ma recombine, emitting malamalama. I lenei tulaga, avea indistinguishable luminescence ma incandescent.

pigments ma dyes Fluorescent,

pigments ma dyes masani ai le lanu e pei ona atagia mai ai lena vaega o le fusi o alaleo o felagolagomai manatu faapito. O se vaega itiiti o le malosi ua liua i le vevela, ae tulai mai se emission taua. Ae peitai, afai o le lanu fluorescent absorbs malamalama i le tele o se vaega faapitoa, e mafai ona emit photons, e ese mai ata. O lenei tulai mai o se taunuuga o faiga i totonu o le vali po o molecule lanu, e mafai ona liua i le iloa le malamalama ultraviolet, mo se faataitaiga, o le malamalama lanumoana. O metotia luminescence o loo faaaogaina i faasalalauga i fafo ma i powders fufuluina. I le tulaga e gata ai, o le "clarifier" tumau pea i le pepa solo e le gata ina ia atagia ai le paʻepaʻe, ae faapea foi i tagata liliu leisa ultraviolet i lanu moana, samasama o compensating ma faaleleia mea papae.

suesuega vave

E ui lava o le uila aurora ma susulu malie o fireflies ma fungi e masani lava ona iloa e tagata, o le suesuega muamua luminescence amata i le meafaitino e gaosia, pe a Vincenzo Kaskariolo alchemist ma shoemaker o Bologna (Italia), i le 1603 g. Paluga vevela o sulfate barium (barite i le pepa faatumu, spar mamafa) ma le koale. Le efuefu maua ina ua uma cooling, po luminescence lanu moana emitted, ma matauina Kaskariolo e mafai ona toefuataiina e ala i le usiusitai i le efuefu i le susulu o le la. Na taua le mea "lapis solaris" po o Maamora, ona alchemists faamoemoe e faapea e mafai ona liliu uʻamea faavae i auro, o le faailoga lea o le la. ua mafua Afterglow le lelei o le tele o saienitisi o le vaitaimi, ma tuuina atu mea e faaaoga ma isi igoa, e aofia ai "phosphorus", o lona uiga "e feaveai o le malamalama".

I aso nei le igoa "phosphorus" o loo faaaogaina mo na o le elemene vailaau, ao le mea luminescent microcrystalline valaauina se phosphor. "Phosphorus" Kaskariolo, e foliga mai, sa sulfide barium. O le uluai phosphor maua faapisinisi (1870) na avea ma se "vali Balmain" - fofo o sulfide kalisiu. I le 1866, sa faamatalaina i le phosphor muamua sulfide metala paʻepaʻe fale o manu o - o se tasi o le sili ona taua i tekinolosi faaonaponei.

O se tasi o suesuega faasaienisi muamua o le luminescence, lea o loo faaalia i rotting laau po aano ma fireflies, sa faia i 1672 e le saienisi le gagana Peretania Robert Boyle, o lē, e ui lava na te leʻi iloa e uiga i le amataga biochemical o lenei malamalama, ae faatulaga nisi o meatotino faavae o faiga bioluminescent:

• Susulu malulu;
• e mafai ona taofia e sui vailaau e pei o le ava malosi, acid ma amonia hydrochloric;
• leisa manaomia se avanoa i le ea.

I le tausaga 1885-1887, sa matauina e otootoga masoa mai fireflies West Initia (pyrophorus) ma faisua Foladi ina ua fefiloi e maua le malamalama.

O le uluai mea chemiluminescent lelei sa tuufaatasi gaosi nonbiological e pei o luminol, sa iloa i 1928 tausaga.

Chemi- ma bioluminescence

O le tele o le malosi tatalaina i le tali vailaau, aemaise tali oxidation, ei ai le tulaga o le vevela. I nisi o tali, ae o se vaega e faaaoga e faaosofia electrons i luga i tulaga maualuluga, ma i molecules fluorescent i luma o le chemiluminescence (CL). Studies faaalia ai CL o se aafiaga matautia lautele, ae o le luminescence malosi e matua laiti e manaomia ai le faaaogaina o detectors maaleale. Ae peitai, o nisi o le tuufaatasi o faaalia manino CL. Le mea sili e uiga i nei o luminol, lea i luga o oxidation ma hydrogen peroxide mafai ona gauai a malosi lanumoana pe lanumoana lanumeamata malamalama. O isi malosiaga o CL-mea - ma lucigenin lofin. E ui lava i lo latou pupula CL, e le o lelei i latou uma i le faaliliuina malosi vailaau i le malamalama, o lona uiga. K. itiiti ifo i le 1% o le molecules emit malamalama. I le 1960 na maua ai e faapea o le esters o acid oxalic, oxidized i anhydrous solvents i le afioaga o le tuufaatasi o ituaiga laau manogi maualuga fluorescent emit le malamalama susulu ma se lelei o le 23%.

Bioluminescence o se ituaiga faapitoa o chemiluminescence catalyzed e enzymes. O le luminescence galuega faatino o nei tali e mafai ona oo atu i le 100%, o lona uiga o le ulu emitting taitasi molecule o reactant luciferin setete. catalyzed tali oxidation tali bioluminescent uma lauiloa i aso nei e tutupu i le afioaga o le ea.

luminescence stimulated thermally

Thermoluminescence o lona uiga o se leisa vevela ae le faamalosia o le mea malamalama emission, o le electrons ua fiafia i le vevela. Thermally stimulated luminescence matauina i nisi o minerale ma aemaise lava i phosphors tioata ina ua uma ona fiafia i latou e le malamalama.

photoluminescence

Photoluminescence e tupu i lalo o le gaoioiga o le mea na tupu i le leisa eletise i luga o le mea, e mafai ona faia i le tele o le malamalama vaaia e ala i le ultraviolet e x-ray ma gamma le leisa. I luminescence, faaōleōle e photons, wavelength o emitted malamalama e masani e tutusa ma po o le sili atu nai lo le wavelength o le fiafia (m. E. Tutusa i le po o le mana itiiti ifo). O lenei eseesega i wavelength mafua mai i le suiga o le malosi fafati i vibrations o atoms po ions. O nisi taimi, faatasi ai ma le matuai utupoto leisa, e mafai ona le malamalama emitted a wavelength puupuu.

O le mea moni e mafai ona fiafia le PL e leisa ultraviolet, na maua e le physicist Siamani Johann Ritter i le 1801, sa ia matauina le phosphors malala susulu i le itulagi o le vaaia o le vaega violē o le fusi o alaleo, ma ua faapea ona tatalaina ai le leisa UV. O le liua o UV i le malamalama vaaia e taua aogā tele.

Gamma ma x-ave faaosofia phosphors, ma isi mea crystalline i le luminescence tulaga e ionization faagasologa mulimuli e recombination o electrons ma ions, lea e tupu luminescence. O le faaaogaina o ona faia i le fluoroscopy faaaogaina i radiology, ma counters scintillation. O le faamaumauga mulimuli ma fuaina le leisa gamma faatonuina i luga o se tisiketi coated ma se phosphor, lea e fesootai opitika ma o le laualuga o le photomultiplier.

triboluminescence

A o taʻega tioata o nisi mea, e pei o sugars, nutimomoia, aloiafi vaaia. O ia lava lea ua matauina i le tele o mea faatulagaina ma inorganic. nei ituaiga uma o luminescence faatupulaia e le tau faaee atu eletise lelei ma le lelei. Talu ai nei e maua mai le o luga o masini tuueseeseina i le faagasologa crystallization. ave lea emission Malamalama nofoaga e faatinoina - i se faiga tuusao i le va o le moieties o le molecules, pe e ala i excitation o luminescence o le siosiomaga latalata i le laualuga tuueseeseina.

electroluminescence

A o thermoluminescence, electroluminescence (EL), o le vaitaimi e aofia ai ituaiga eseese o luminescence vaega masani o lea ua ua emitted lena malamalama pe se faamatuuina atu o le eletise i le kasa, suavai ma mea mautu. I le 1752 faavaeina Bendzhamin Franklin le luminescence o le lafoaia eletise faaōleōle-uila e ala i le siosiomaga. I le 1860, na uluai faaalia ai le lamepa faataunuuina i le Sosaiete o le Royal o Lonetona. Sa ia maua se malamalama sinasina pupula ma a faataunuuina volitiga maualuga e ala i le karaponi carbon i uunaiga maualalo. o loo faavae i lamepa fluorescent ona po nei o se tuufaatasiga o electroluminescence ma photoluminescence atoms mercury fiafia e lamepa faataunuuina eletise, o le leisa ultraviolet emitted i latou e ala ua liua i le malamalama vaaia e ala i le phosphor.

matauina EL i le electrodes i electrolysis ona recombination o ions (ma faapea ona a ituaiga o chemiluminescence). I lalo o le aafiaga o le fanua i le eletise i le faaputuga manifinifi o emission sulfide metala paʻepaʻe luminescent o le malamalama e tupu, lea o loo taua foi o le electroluminescence.

O se aofaiga tele o mea faamatuu luminescence i lalo o le uunaiga a faatelevaveina electrons - taimane, Ruby, phosphorus tioata ma nisi masima platinum lavelave. Le talosaga muamua aogā o cathodoluminescence - Oscilloscope (1897). vailiili tutusa le faaaogaina faaleleia phosphors crystalline o loo faaaogaina i televisions, radars, oscilloscopes ma microscopes electron.

o leitio

fasimea e mafai ona emit elemene faʻaratiasia Alefa (feulaina i le kesi nuclei), electrons ma ave gamma (a leisa eletise maualuga malosi). Leisa luminescence - a susulu fiafia e ala i le mea faʻaratiasia. A phosphor bombard crystalline vaega Alefa, vaaia i lalo o le mikerosekope flicker laitiiti. O lenei mataupu faavae e faaaoga ai le gagana Peretania physicist Ernest Rutherford, e faamaonia ai le atomu ua i ai se autu tutotonu. vali lava luminous faaaogaina mo le makaina o leoleoga ma isi meafaigaluega o loo faavae i luga o le RL. E aofia ai o le phosphor ma le mea faʻaratiasia, mo se faataitaiga tritium po radium. luminescence faalenatura faagaeetia - o le aurora borealis: faagasologa faʻaratiasia i le la emit i avanoa toʻatele tele o electrons ma ions. Pe a latou faalatalata atu i le Lalolagi, o lona fanua geomagnetic taitaiina ai i latou i le pou. faagasologa kesi-faataunuuina i le faaputuga pito i luga o le siosiomaga ma faatupuina ai se aurora lauiloa.

Luminescence: fisiki o le faagasologa

Emission o vaaia le malamalama (ie. E. O wavelengths va 690 nm ma le 400 nm) excitation manaomia ai le malosi, lea ua fuafuaina e le itiiti ifo tulafono Einstein. Malosiaga (E) e tutusa ma le faifai pea o le Planck (h), faateleina e ala i le taimi o le malamalama (ν) po o lona saosaoa i se lagona gaogao (c), vaevaeina e le wavelength (λ): E = hν = hc / λ.

O lea, o le malosi e manaomia mo le faasalalau excitation mai le 40 kilocalories (mo mumu) i le 60 kcal (mo samasama), ma le 80 calories (i lanu viole) i le mol o mea. O le isi auala o le faaalia o le malosi - i volts electron (1 eV = 1,6 × 10 ^-12 erg) - mai le 1.8 i le 3.1 eV.

Ua faaliliuina le malosi excitation e electrons nafa ma le luminescence e oso mai lona tulaga eleele i se tasi e maualuga atu. O nei tulaga o loo fuafuaina e le tulafono o inisinia quantum. auala eseese o excitation e faalagolago i ai pe tupu i atoms nofofua ma molecules, po o le tuufaatasiga o molecules i le tioata. ua amatalia i latou e le gaoioiga o fasimea faatelevaveina, e pei o electrons, ions lelei pe photons.

E masani lava, e matua maualuga le malosi excitation nai lo o manaomia e sii se electron i le leisa. Mo se faataitaiga, vailiili televise tioata luminescence phosphor, gaosia electrons cathode ma uiga malosi o le 25,000 volts. Ui i lea, o le lanu o fluorescent malamalama e toetoe tutoatasi o le malosi vaega. E uunaia ala i le maualuga o le tulaga le fiafia o le nofoaga autu o le malosi o le maʻa tioata.

lamepa fluorescent

Fasimea, ona o lea luminescence tupu - o lenei electrons fafo o atoms po molecules. I lamepa fluorescent, e pei o mercury atomu tulia i lalo o le uunaiga a le malosi 6,7 eV po o le sili, ma sii i se tasi o le electrons fafo e lua i se tulaga maualuga. Ina ua mavae lona toe foi i le tulaga o eleele o le eseesega i le malosi ua emitted pei malamalama ultraviolet ma se wavelength o 185 nm. O le suiga i le va o le faavae ma se isi tulaga e maua ai le leisa ultraviolet i 254 nm, o le iʻuga, e mafai ona faaosofia isi faatupuina phosphor malamalama vaaia.

O lenei le leisa e patino le malolosi tele i le ausa mercury uunaiga maualalo (10 ^-5 siosiomaga) faaaogaina i lamepa faataunuuina kasa o uunaiga maualalo. Lea e uiga i le 60% o electron malosi ua liua i se malamalama UV monochromatic.

I uunaiga sili, e faateleina ai le taimi. toe aofia Spectra o se tasi laina spectral o 254 nm, ma ua tufatufaina atu le malosi leisa mai le laina spectral tutusa i tulaga faaeletoroni eseese: 303, 313, 334, 366, 405, 436, 546 ma le 578 nm. lamepa mercury uunaiga sili o loo faaaogaina e faamalamalama ai, talu mai le vaaia 405-546 nm malamalama lanumoana lanumeamata, ao liua vaega o le leisa i le malamalama mumu e faaaoga ai se phosphor pei liliu sinasina se taunuuga.

Afai e fiafia molecules kasa, latou spectra luminescence faaali fusi lautele; le ua faatuina na electrons i le tulaga malosi maualuga ae lava taimi fiafia lafo vibrational ma rotational o le atoms i le atoa. ona o lenei malosi vibrational ma rotational o le molecules e 10 ^-2 ma le 10 ^-4 o le malosi suiga, lea e faaopoopo atu e faamatala se plurality o teisi eseese vaega wavelength o se vaega e tasi. O le molecules tele ai ei ai ni fasi pepa overlapping, o le tasi mo ituaiga taitasi o suiga. Leisa molecules i fofo o ribbonlike advantageously mafua mai i le fesootaiga o le a matua tele le aofai o fiafia molecules ma molecules mafai ona totogi aitalafu. I le molecules, e pei o le atoms aafia i le luminescence electrons fafo o orbitals molecular.

Fluorescence ma phosphorescence

O nei tuutuuga e mafai ona iloa e le gata e faavae i luga o le umi o luminescence, ae faapea foi i lona auala o le gaosiga. Pe a fiafia se electron i se tulaga singlet ma nofoia ai 10 ^-8 s, lea e mafai ona faigofie ona toe foi i le eleele, faamatuu mai le mea lona malosi e pei fluorescence. I le taimi o le suiga, e le suia ai le vili. setete faavae ma le fiafia ua i ai se faatelega faapena.

Electron, peitai, e mafai ona faatuina i se tulaga malosi maualuga (e taua o "se tulaga triplet fiafia") ma lona togafitiga i tua. I inisinia quantum, o le fesuiaiga mai le setete triplet i le singlet faasaina, ma o lea, o le tele o le taimi o lo latou olaga e sili atu. O le mea lea, o le luminescence i lenei tulaga o se taimi umi e sili atu le tele: o loo i ai phosphorescence.