Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Фосфоресценція



План:


Введення

Фосфоресценція
Фосфоресцентних порошок при опроміненні видимим світлом, ультрафіолетовим світлом і в повній темряві.

Фосфоресценція - це особливий тип фотолюмінесценції. На відміну від флуоресцентного, фосфоресцентних речовина випромінює поглинену енергію не відразу. Більший час рееміссіі пов'язане з "забороненими" енергетичними переходами в квантової механіки. Оскільки такі переходи спостерігаються рідше у звичайних матеріалах, рееміссія поглиненого випромінювання проходить з більш низькою інтенсивністю, і протягом тривалого часу (до декількох годин).

Вивчення фосфоресцентних речовин почалося приблизно з часу відкриття радіоактивності ( 1896).


1. Пояснення явища фосфоресценції

1.1. Просте пояснення

У простому випадку, фосфоресценція - це процес, в якому енергія, поглинена речовиною, вивільняється відносно повільно у вигляді світла. В деяких випадках це механізм, що описує "світяться в темряві" матеріали, які "заряджаються" на світлі. На відміну від звичайних флюоресцентних ламп, в яких відбуваються відносно швидкі реакції, фосфоресціюючі матеріали "абсорбують" світлову енергію і "зберігають" її довше, а внутріатомні реакції перевипромінюють накопичену енергію відбуваються рідше.


1.2. Квантово-механічне пояснення

В люмінесценції розрізняють два види випромінювальних переходів збудженого стану:

  • флуоресценція - випромінювальний перехід порушеної з синглетного стану S 1 в основний стан S 0.
  • фосфоресценція - під час фосфоресценції збуджений електрон не переходить з S 0, а залишає молекулу, внаслідок чого відбувається конденсація заряду в одному місці і відбувається перерозподіл електронів, під час якого випромінюється енергія, тривалість 10 -3, іноді це плутають з тривалою флюоресценцией, але у них інший механізм.

Синглет-триплетні переходи мають квантово-механічний заборону, тому час життя збудженого стану при фосфоресценції складає близько 10 -2 -10 -4 с, на відміну від флуоресценції, для якої час життя збудженого стану складає 10 -7 -10 -8 с.


1.2.1. Рівняння

S_0 + h \ nu \ to S_1 \ to T_1 \ to S_0 + h \ nu ^ \ prime

Де S це (спінова) синглет і T це (спінова) триплет, а індекси позначають енергетичний стан (0 для основного, 1 для збудженого стану). Переходи можуть здійснюватися також між вищими рівнями енергії, але для простоти ми включили тільки перше збуджений стан. Перехід між станами різної мультіплетності заборонений по спину, тому це часто повільний процес (що носить назву інтеркомбінаціонной конверсії), який може прискорюватися в присутності речовин частково знімають заборону, наприклад атомів важких металів.


2. Відмінності від інших видів люмінесценції

Деякі з "світяться в темряві" матеріалів світяться не через те, що вони фосфоресцентних. Наприклад, " світяться палички "світяться за рахунок хемілюмінесцентного процесу, який іноді помилково приймають за фосфоресценцію. В хемілюмінесценції речовина переходить у збуджений стан за рахунок хімічної реакції (а не за рахунок поглинання світла як в фосфоресценції). Енергія збудженого стану передається потім молекулі барвника, званого (сенсибилизатором або флюорофором), яка потім флуоресціює, переходячи в основний стан.

Цікаво, що добре відоме світіння білого фосфору при контакті з повітрям, яке дало назву самого явища фосфоресценції, також є не фосфоресценції, а хемілюмінесценції, що супроводжує процес окислення фосфору.

Не слід також плутати фосфоресценцію з радіолюмінесценціей - світінням люмінофора під впливом радіоактивних ізотопів, які застосовувалися у військовій техніці колишніх років для нанесення світиться в темряві покриття на циферблати і стрілки годинника, шкали і стрілки приладів і т.п.


3. Фосфоресцентних матеріали

Найбільш поширеними фосфоресцентних матеріалами є сульфід цинку і алюмінат стронцію. Сульфід цинку застосовувався ще в 1930-х роках. Зараз в основному використовуються пігменти на основі алюмінату стронцію (торговельні марки Super-LumiNova [1] [2] і NoctiLumina [3]), оскільки вони приблизно в 10 разів яскравіше сульфідно-цинкових і володіють тривалістю післясвітіння до декількох годин проти приблизно півгодини у сульфіду цинку.


4. Застосування

Головна сфера застосування фосфоресцентних матеріалів - вироби для використання в надзвичайних ситуаціях (аварійні покажчики виходу, маркування напрямку руху тощо), що продовжують світитися після відключення електроенергії. Фосфоресцентних матеріали нерідко наносять на циферблати і стрілки годинника, шкали і стрілки приладів, що дозволяє зчитувати їх показання в темряві, зрозуміло, поки накопичена люмінофором енергія не вичерпається. Фосфоресціюючі пігменти також іноді застосовують для розмальовки ялинкових іграшок.



Примітки

  1. RC TRITEC Super-LumiNova - www.rctritec.com/index.php?id=13
  2. Nemoto & Co., Ltd LumiNova - www.nemoto.co.jp / en / products / luminova / index.html
  3. NoctiLumina company website - www.noctilumina.com/

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас