ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классификация явлений люминесценции из "Люминесцентный анализ неорганических веществ" Измерение длительности послесвечения, меньптего 10 сек, требует сложного оборудования. Между тем характер свечения можно сравнительно просто определить путем наблюдения гашения люминесценции посторонними веществами, столкновение частиц которых с возбужденными частицами приводит к гашению люминесценции такое гашение происходит потому, что энергия возбужденной частицы передается частице-гасителю и рассеивается ею в виде тепловой энергии. Нетрудно видеть, что такого гашения не может быть при равновесном температурном излучении, так как преобразование энергии возбуждения в тепло возможно лишь при отсутствии температурного равновесия . [c.11] Посторонние примеси совершенно не влияют на очень кратковременные свечения отражение, рассеяние и излучение Вавилова— Черенкова, поэтому гашение посторонними примесями характерно только для явления люминесценции. Гашение сказывается тем больше, чем больше длительность послесвечения, так как у возбужденной частицы вероятность вступить во взаимодействие с частицей-гасителем растет с увеличением длительности послесвечения. [c.11] Характерным признаком люминесценции является также селективность спектра люминесценции. Он состоит из отличающихся интенсивностью волн разной длины, характерных для излучающего вещества. Однако этот признак недостаточен, так как некоторые виды свечения, например температурное свечение паров элементов, имеют также характерные спектры. [c.11] Перенос электронов с нормального уровня на возбужденный и обратно может происходить и с других подуровней, в результате получается широкий бесструктурный спектр флуоресценции, смещенный также по сравнению со спектром поглощения в сторону более длинных волн. Это положение находит свое выражение в законе Стокса—Ломмеля, согласно которому спектр флуоресценции и его максимум всегда сдвинут по сравнению со спектром поглощения и его максимумом в сторону длинных волн. [c.13] Широко известный закон Стокса, утверждающий, что длины волн возбуждающего света всегда меньше или равны длинам волн спектра флуоресценции, передает лишь самые грубые черты явления и неверен в деталях. На первый взгляд формулировка закона Стокса вытекает из закона сохранения энергии в действительности же закон Стокса не учитывает возможность преобразования части колебательной энергии молекулы в лучистую энергию. В результате возможно (хотя и менее вероятно) преобразование кванта с меньшей энергией в квант с большей энергией. Это иллюстрируется на схеме 1 (см. рис. 1) пунктирными стрелками. [c.13] Расстояние между максимумами спектра поглощения и спектра флуоресценции называют Стоксовым смещением. [c.13] Причина длительного самостоятельного свечения дискретных центров иллюстрируется схемой III (см. рис. 1). Такое свечение происходит, когда подъем электрона с метастабильного уровня на уровень В становится невозможным. При этом играют роль маловероятные самостоятельные переходы с метастабильного уровня на уровень Н. Спектр излучения при этом сдвигается в сторону длинных волн, так как излучаемые кванты в примере III меньше, чем в примерах I к II. [c.14] У сульфида цинка, сульфида кадмия, окиси кальция и т. п., кристаллические решетки которых обладают некоторыми дефектами, вызванными внедрением примесей (или активаторов)—ионов тяжелых металлов, в возникновении флуоресценции принимает участие весь кристалл в целом при этом наблюдается рекомбинационное свечение. Такой вид свечения называют свечением кри-сталлофосфбров. [c.14] Чтобы более четко представить причину свечения кристалло фосфоров напомним, что энергетическое состояние атома опре деляется положением электронов на его возможных уровнях Ионы, находящиеся в кристаллической решетке, образуют об щие полосы, или зоны возможных энергетических состояний Зона невозбужденного состояния, или так называемая валентная зона, заполнена электронами. В этой зоне нет свободного перемещения электронов. Зона возбужденного состояния не заполнена электронами, поэтому вдоль нее электроны способны свободно перемещаться по кристаллу. Эта зона называется зоной проводимости. [c.14] Введение активатора в кристалл вызывает возникновение местных уровней возможных состояний, соответствующих состоянию активатора. Эти уровни выполняют роль потенциальных ям для электронов, движущихся в зоне проводимости, и расположены между зоной проводимости и валентной зоной. [c.14] Электрон, находящийся в зоне проводимости, имеет определенную вероятность спуститься в потенциальную яму или ловушку электронов (переход 3), где может задержаться значительное время, пока за счет термического или иного возбуждения не будет вынесен вновь в зону проводимости (переход 4) я ве упадет на вакантный уровень образовавшегося центра свечения (переход 5) с излучением кванта света Ь меньшего, чем Ь. [c.15] Длительность нахождения электронов в потенциальной яме, а следовательно, и длительность послесвечения определяется глубиной потенциальной ямы. С ее уменьшением уменьшается и длительность послесвечения. В предельном случае схема / преобразовывается в схему //. [c.15] Если энергия возбуждающего кванта не достаточна, чтобы поднять электрон в зону проводимости, процесс люминесценции кристаллофос ра изображается схемой III. Нетрудно видеть, что в этом случае энергия возбуждающего кванта может быть меньше энергии излученного кванта. [c.15] Наконец, при отсутствии в кристаллофосфоре активаторов электронные переходы при возбуждении и излучении могут соответствовать схеме IV. [c.15] Вернуться к основной статье