Люминесценция вынужденная

Люминесцентный химический анализ, или, правильнее, флуоресцентный анализ, основан на вынужденной люминесценции различных химических соединений под действием облучения их растворов кварцевой лампой как источником ультрафиолетовых лучей. В аналитической химии применяют также люминесцентные индикаторы, люминесцентную хроматографию и люминесцентный микроскоп. [c.480]

Рис. 14.4.71. Схема энергетических уровней и электронных переходов при резонансной (а), спонтанной (б) и вынужденной (в) люминесценции

Классификация по характеру кинетики явления. По предложению С. И. Вавилова, явления люминесценции делят на три класса самостоятельная (спонтанная) люминесценция, вынужденная (несамостоятельная) люминесценция и рекомбинационное свечение. Первая из них характерна для флуоресценции таких веществ и их растворов, в которых к самостоятельному свечению способны каждые из его отдельных молекул или ионов (т. е. дискретные центры). Поглощение возбуж-16 [c.16]

Классификация, основанная на механизме элементарных процессов люминесценции, различает резонансную, спонтанную, вынужденную и рекомбинационную люминесценцию. [c.89]

Вынужденная люминесценция и, в частности, фосфоресценция — длительное свечение (т 10- —10 с), возникает при низкой температуре (жидкий азот, 77 К). В этих условиях возможен запрещенный электронный переход из триплетного (метастабильного) на основной синглетный уровень с излучением фосфоресценции, характеризующейся большей длиной волны, чем флуоресценция. Оба свечения характерны для молекулярных систем типа сложных органических молекул, их комплексов с металлами, а также некоторых неорганических соединений с молекулярной кристаллической решеткой. Поэтому спонтанное и вынужденное свечение (флуоресценция и фосфоресценция) принято называть молекулярной люминесценцией. [c.89]

По механизму элементарных процессов различают резонансную, спонтанную, вынужденную и рекомбинационную люминесценции (рис. 180). [c.432]

Вынужденная люминесценция характеризуется происходящим после поглощения энергии переходом на метастабильный уровень [c.432]

Вынужденная люминесценция, которую мы рассмотрели выше, характеризуется конечным спонтанным излучением, которое является некогерентным, т. е. оно случайно не только по времени, но и по основным характеристикам фазе, поляризации, направлению распространения. [c.434]

В ряде случаев возбужденная частица, прежде чем перейти на излучательный уровень 2, оказывается на промежуточном метастабильном уровне 4, непосредственный переход с которого на основной уровень является запрещенным (рис. 14.4.71, в). Для перехода на излучательный уровень 2 частице необходимо сообщить дополнительную энергию в виде тепла или света. Люминесценция, отвечающая такому механизму, называется вынужденной, и очевидно, что длительность свечения частиц в этом случае будет существенно зависеть от температуры. Вынужденная люминесценция [c.499]

Поскольку спонтанная и вынужденная люминесценция наиболее характерны для молекул, эти виды люминесценций часто объединяют одним понятием — молекулярной люминесценции, или свечением дискретных центров. [c.499]

Рассмотренные выше излучательные процессы были спонтанными. Однако могут протекать и процессы вынужденного излучения. При облучении светом с частотой, соответствующей люминесценции, возбужденная молекула возвращается в основное состояние, причем фотон люминесценции и фотон ее индуцировавший покидают молекулу одновременно. Соответствующие световые волны имеют одинаковые фазы и частоты они когерентны (рис. 3.14). Таким образом, люминесценция усиливает индуцирующее ее излучение. Процесс в целом носит название вынужденного излучения. [c.87]

Стимулированное (индуцированное, вынужденное) излучение, в отличие от люминесценции, имеет ту же длину волны и то же направление, что и падающее излучение и согласовано с ним по фазе, т. е. оно когерентно. Люминесцентное излучение переходит в когерентное лишь после того как возбуждающее излучение превысит определенную пороговую энергию (порог) [33]. Соответствующие генерирующие установки, названные оптическими квантовыми генераторами (ОКГ) или лазерами, приобрели в настоящее время важнейшее практическое значение. Перспективным материалом для лазерных резонаторов является стекло, содержащее некоторые люминесцирующие ионы. [c.25]

В настоящее время люминесценцию шестивалентных ионов урана во фторидах щелочных металлов рассматривают как суперпозицию вынужденного электрического и магнитных дипольных излучений [69]. [c.43]

Оценка потенциальной возможности использования органических молекул для лазеров с теоретической точки зрения сделана автором настоящей работы [209]. В случае молекул с долгоживущими (несколько секунд) триплетными состояниями, таких, как нафталин, фенантрен, хризен и т. п., в твердой среде сравнительно легко добиться достаточного уменьшения заселенности основного уровня, чтобы достичь инверсии. Однако вследствие очень малой силы осциллятора для перехода с фосфоресценцией ( -10 ) требуются либо очень длинные пути (10 м или больше), либо высокая концентрация, чтобы обеспечить достаточное усиление при каждом прохождении луча, возмещающее потери на отражение на концевых зеркалах. Существует возможность использования этих систем для устройства лазеров с четырьмя уровнями. Другими словами, можно добиться вынужденного испускания при переходе на возбужденный колебательный уровень основного состояния. Заселенность таких возбужденных уровней, особенно при низких температурах, практически равна нулю. Исчезает необходимость уменьшения заселенности основного состояния более чем на 50%, Совершенно незначительное число молекул, находящихся в триплетном состоянии, позволяет удовлетворить требование инверсной заселенности по отношению к почти не занятому нижнему состоянию. Однако необходимо также удовлетворить и другое требование для работы лазера — усиление, превосходящее потери на концах. Мы приходим к выводу, что все еще могут оказаться необходимыми очень большие длины путей пучка. Учитывая все эти данные, мы приходим к выводу, что для экспериментальной проверки наличия возможного лазерного эффекта с использованием молекулярной люминесценции время жизни последней должно находиться в пределах от 10 до [c.135]

Вынужденная люминесценция характерна для сложных органических молекул, находящихся при низкой температуре или в жестких средах. В этом случае при возбуждении молекула переходит из состояния в возбужденные состояния 83 и 85, затем безызлучательным путем — в Т (триплетное), переход из которого в 8р запрещен правилами отбора. За счет внутренней колебательной энергии или сообщенной извне тепловой энергии осуществляется переход в основное состояние с испусканием кванта люминесценции. [c.209]

Спонтанный и вынужденный типы излучения наиболее характерны для молекулярных систем и поэтому их называют молекулярной люминесценцией. [c.209]

Оптически детектируемый ЭПР (ОД ЭПР) дает информацию о своб. радикалах в радикальных парах, возникающих при радиационном или УФ воздействии в кристаллах и жвдкой фазе. Спиновое состояние радикальной пары (синглетное или триплетное) можно изменить вынужденным путем, вызывая спиновые переходы партнеров пары под действием резонансного микроволнового поля во внешнем магн. поле. Спектр ЭПР при этом регисфируется пзтем изменения выхода продуктов из радикальной пары любым аналит. методом. Наиб, чувствительность получается при использовании оптич. методов, особенно по измерению люминесценции. При изменении напряженности мат. поля записываемый спектр люминесценции в точности повторяет спектр ЭПР радикалов, возникающих в радикальных парах. Чувствительность метода составляет 10-10 частиц в образце, что позва иет получать сведения о спектрах ЭПР, строении и превращениях короткоживущих радикалов, время жизни к-рых составляет порядка 10 с. [c.451]

Возбужденные атомы или молекулы (активные частицы), возвращаясь в равновесное состояние, отдают в окружающую среду большую или меньшую часть полученной энергии возбуждения в виде излучения, испущенного ими самопроизвольно, спонтанно (люминесценция) оставшаяся часть энергии безызлучательно, в соударениях частиц, преобразуется в тепловую энергию системы. Однако, если в среде, содержащей активные частицы (активной среде), в течение времени жизни возбужденного состояния частиц распространяется световая волна, частота которой равна частоте излучательного перехода частиц из возбужденного состояния, эта волна стимулирует (вынуждает) возбужденные частицы испустить излучение. Световые волны, возникающие в процессе такого вынужденного исиускания, когерентны как между собой, так и со стимулирующей волной. Это значит, что частоты и фазы колебаний наиряженности электрического поля и состояния поляризации этих волн совпадают, а интенсивность суммарной волны возрастает в зависимости от числа активных частиц, принявших участие в процессе вынужденного испускания. Очень важно, что испускать когерентные волны могут частицы, разнесенные в среде на макроскопические расстояния друг от друга. Активная среда, таким образом, может занимать более или менее значительный объем, содержащий большое количество активных частиц, что и обеспечивает получение высоких интенсивностей лазерного излучения. [c.163]

Излучательное время жизни, вычисляемое по формулам (27)—(29), относится к спонтанному испусканию света и является обратной величиной вероятности (=1/тг) того, что молекула совершит нзлучательный переход из верхнего состояния п в нин<-нее состояние т в отсутствие излучения частоты V, соответствую-ш,ей разности энергий состояний п и т. В общем случае полная вероятность перехода равна сумме вероятности и величины и Впт, где V — плотность излучения частоты V, а величина В т постоянна для рассматриваемой системы. Свет, испускаемый во втором процессе, называют вынужденным (стимулированным) излучением, и его фаза совпадает с фазой внешнего вынуждающего света. Вероятность вынужденного испускания и Впуп совпадает с вероятностью и Втп обратного процесса, т. е. поглощения (согласно формуле Эйнштейна, Втп = пт = зЛ , /8л ftv ). Следовательно, если в любой системе заселенность основного состояния больше заселенности возбужденного, то суммарным результатом облучения светом частоты V будет поглощение света. Если каким-либо способом в возбужденном состоянии удастся получить большую заселенность, чем в основном, то облучение светом частоты V приведет к дополнительному, стимулированному этим светом испусканию излучения. На этом принципе основана работа лазера, подробное рассмотрение которого, однако, выходит за рамки данной книги. Вынужденное испускание легче всего получить в системах с узкой полосой люминесценции, и для его возбуждения требуются очень высокие интенсивности возбуждающего света. Ниже мы будем рассматривать такие системы, в которых вынужденным испусканием по разным причинам можно пренебречь и, следовательно, в которых соблюдается экспоненциальный закон спадания интенсивности флуоресценции, а времена жизни возбужденных состояний можно рассчитывать по уравнениям (27) —(29). [c.35]

Этим люминесценция отличается от вынужденного (индуцированного) излучения, получаемого в оптических квантовых генераторах (лазерах). Вынужденное излучение (ему также отвечает переход 3 на рис. 1) происходит под действием света, частота которого отвечает расстоянию между основным и воз-бужденнььм уровнями. Обычно такой свет вызывает преимущественно переход электронов в возбужденное состояние, т. е. поглощается. Но при создании так называемой инверсной заселенности , когда специальными мерами ( накачкой ) на возбужденный уровень переводится большая часть электронов (для этого время жизни их на таком уровне должно быть достаточно велико), вероятность обратного перехода под действием фотонов оказывается больше вероятности поглощения, и происходит одновременное испускание света всеми излучателями. Вследствие этого индуцированное излучение когерентно. Напротив, люминесценция является спонтанным некогерентным излучением. [c.6]

П. . Белокриницкий, Г. . Литвинов, A. Д. Мануилъский, М. С. Соскин. Исследование внутренней структуры полосы люминесценции 1,06 мкм Nd " в aW04 по спектрам вынужденного излучения,— В сб. Спектроскопия кристаллов . М., Наука , [c.240]

Г. Ф. Бахшеева, В. E. Карапетян, А, М. Морозов, Л. Г. Морозова, М. Н. Толстой, П. П. Феофилов. Оптические постоянные, люминесценция и вынужденное излучение монокристаллов ниобата лантана, активированных неодимом.— Оптика и спектроскопия, 1970, 28, 76—81. [c.248]

С. И. Вавилов [77] впервые провёл классификацию процессов свечения по характеру их кинетики. Ои предложил разделить явления люминесценции на три класса самостоятельное свечение ), вынужденное несамостоятельное) свечение и рекомбинационное свечение. Самостоятельное излучение возникает ири возвращении предварительно возбуждённой частицы (например, молекулы) в нормальное, невозбуждённое, состояние, происходящем в результате действий внутренних полей частицы. Возвращение частицы в нормальное состояние сопровождается переходом электрона с одного энергетического уровня на другой, низший. Излучаемая энергия равна разности энергий обоих состояний молекулы. Характерной чертой [c.19]

Гораздо более современна и рациональна предложенная С. И. Вавиловым классификация, основанная на различии физических механизмов возбуждения (см. С. И. Вавилов, Сочинения, т. IV, статья Люминесценция , а также написанное им предисловие к книге П. Прингсгейма Флуоресценция и фосфоресценция , ИЛ, М., 1951). В этой классификации выделяются две основные группы явлений люминесценции спонтанная и рекомбинационная люминесценция. К первой группе относятся все те явления, в которых первичное действие возбуждающего агента состоит в возбуждении атома или молекулы до более высокого энергетического уровня, и свечение возникает при спонтанном переходе возбужденной молекулы в иное энергетическое состояние. В случаях рекомбинационного свечения первичное действие возбуждающего агента состоит в ионизации, отрыве электрона от того или иного центра люминесценции , и свечение связано с рекомбинацией электрона и ионизированного центра. Случаи свечения, связанного с вынужденными процессами перехода в метастабильное (в частности, триплетное) состояние или из этого состояния в другое Вавилов выделяет в особую, третью группу видов люминесценции. По моему мнению, целесообразнее всего было бы говорить в этих случаях о метастабильной или триплетной флуоресценции (предложенный П. Прпнгсгеймом термин длительная флуоресцен- [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология