Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Свечение неравновесное

    Свечение тел, обусловленное нагреванием до высокой температуры, называется испусканием накаленных тел. Это равновесное излучение. Все другие типы испускания света называются люминесценцией и представляют собой неравновесное излучение. При люминесценции система теряет энергию и для компенсации этих потерь нужно подводить энергию извне. Разновидности люминесценции классифицируются именно по типу внешнего источника энергии. Различают электролюминесценцию, возбуждаемую элект- [c.49]


    Переходя в более низкое энергетическое состояние, возбужденные частицы испускают квант света - люминесцируют. От излучения нагретых тел люминесценция отличается неравновесно-стью, так как не включает практически тепловую энергию. Это избыточное над тепловым излучение часто называют холодным светом. Из различных типов люминесценции наибольшее значение для аналитической химии имеет флуоресценция - свечение, затухающее сразу после прекращения возбуждения. [c.213]

    При неравновесном состоянии вещества заселенность уровней зависит от конкретных условий возбуждения и может очень сильно отличаться от равновесной при данной температуре. Это ведет к изменению спектров поглощения и испускания. Если при низкой температуре заселенность высших уровней велика, наблюдается так называемое холодное свечение. [c.213]

    У некоторых веществ наблюдается свечение и без нагревания при комнатной температуре, которое называют холодным свечением или люминесценцией. В отличие от температурного люминесцентное излучение является неравновесным и продолжается относительно долгое время после прекращения действия внешнего возбуждающего фактора. [c.142]

    Энергия, освобождающаяся в ходе экзотермической реакции, часто принимает форму лучистой энергии, вследствие чего реакция сопровождается излучением света — пламенем. Называя пламенем любое свечение, источником которого является химическая реакция, будем иметь весьма богатое разнообразие пламен, начиная от пламен, горящих при температуре, сравнительно мало отличающейся от комнатной, и имеющих спектр с распределением интенсивности, свидетельствующим о неравновесном излучении, и кончая пламенами, спектры которых близки к спектрам термодинамически равновесного температурного свечения нагретых до соответствующей температуры газов. Ниже рассмотрим пламена различных типов как с точки зрения их физико-химических характеристик, так и с точки зрения химического механизма реакции горения. [c.463]

    У некоторых веществ наблюдается холодное свечение — люминесценция, т. е. свечение при комнатной температуре без нагревания. Это излучение является неравновесным и продолжается долгое время после прекращения действия внешнего возбуждающего фактора. [c.592]

    Согласно определению С. И. Вавилова люминесценцией называют свечение, избыточное над температурным и обладающее длительностью не менее чем 10" с, что превышает период световых колебаний. От излучения нагретых тел она отличается своей неравновесностью люминесценция практически не использует тепловую энергию излучающей системы, поэтому ее часто называют холодным светом. Это определение отличает люми- [c.104]


    Однако на практике часто наблюдается излучение в видимой области спектра в то время, когда сами светящиеся тела имеют нормальную температуру. Например, свечение экрана телевизора, свечение в темноте шкал и стрелок различных приборов, свечение многих химических и биологических объектов. Само собой разумеется, что здесь мы имеем дело с особым видом неравновесного излучения. Одним из таких видов свечения может быть люминесцентное излучение, или люминесценция. [c.148]

    В отличие от свечения тел при их нагревании люминесценцию часто называют холодным светом . Чтобы понять различие между люминесценцией и температурным свечением рассмотрим их характерные признаки. Температурное излучение всякого тела, находящегося в тепловом равновесии со средой, описывается законом Кирхгофа отношение излучательной способности к поглотительной при одной и той же температуре для всех тел одно и то же и зависит только от температуры чем больше тело при данной температуре поглощает энергии, тем оно больше ее излучает. Абсолютно черное тело поглощает полностью падающую на него энергию, следовательно, его излучательная способность является максимальной. Между тем абсолютно черное тело при комнатной температуре не излучает видимого света. Люминесцирующие вещества излучают в основном видимый свет именно при комнатной температуре. Следовательно, люминесценция является избытком излучения над температурным излучением на эту особенность было указано еще в 1888 г. Е. Видеманом , согласно которому признаком люминесценции является превышение излучения над температурным излучением тела. В отличие от температурного излучения тела люминесцентное излучение является неравновесным. [c.9]

    Таким образом, первая часть приведенного определения отличает люминесценцию от температурного излучения, вторая— отличает ее от всех других видов неравновесного свечения веществ рассеяния и отражения света, комбинационного рассеяния, излучения Вавилова—Черенкова и др. [c.10]

    Все виды распределений можно разделить на две основные группы — равновесные и неравновесные. Равновесные распределения осуществляются, строго говоря, только в условиях термодинамического равновесия между веществом и полем излучения, благодаря чему этот вид распределения играет, в частности, важ-, ную роль при изучении спектров теплового испускания. Вместе с тем на практике равновесные (точнее квазиравновесные) распределения, как правило, реализуются также при исследовании спектров поглощения и люминесценции. В последнем случае предусматривается, что интенсивность внешнего источника радиации, используемого для наблюдения процессов поглощения или для возбуждения свечения, является незначительной. В соответствии с этим неравновесные распределения имеют место в тех случаях, когда на изучаемую молекулярную систему действуют внешние источники возбуждения бо й)Шой мощности. Так, например (см., рис. 1.3), если до возбуждения распределение частиц по уровням было равновесным, то в результате действия интенсивного облучения на какой-либо частоте оно может измениться за счет происходящих радиационных переходов, причем характер этого изменения полностью определяется условиями оптического возбуждения (мощностью, длительностью и спектральным составом). Таким образом, равновесные функции распределения зависят только от свойств изучаемых молекул и температуры, тогда как неравновесные, кроме того, — от характеристик интенсивных внешних источников возбуждения. [c.14]

    Неравновесный характер люминесценции связывается с перераспределением энергии внутри атомов (молекул) или с ионизацией атомов и последующей рекомбинацией свободного электрона (свободной дырки) с ионизованным атомом (когда мы имеем дело с неорганическими твердыми телами). В последнем случае условием появления люминесценции является существование специфических дефектов кристаллической решетки, обусловленных наличием посторонних (активирующих) примесей или нестехиометричностью химического состава вещества. Эти дефекты получили название центров свечения, а вещества, люминесценция которых обусловлена наличием такого рода центров свечения, называют кристаллофосфорами или просто фосфорами. Следует иметь в виду, что для кристаллофосфоров характерны и другие виды дефектов, в частности центры прилипания или ловушки, также играющие важную роль в люминесценции. [c.8]

    В настоящее время неопровержимо установлено, что истинная люминесценция в условиях пламен может иметь место, если температура фосфора не превышает температуру гашения его люминесценции. При более высоких температурах наблюдаемые особенности свечения некоторых веществ под действием пламен обусловлены особенностями их теплового излучения, а также спецификой термического возбуждения в пламенах и не связаны с какими-либо видами неравновесной радиации. [c.51]


    Газовое пламя состоит из двух резко различающихся частей внутренний конус, образующийся непосредственно у выхода из горелки, является зоной неравновесного горения. здесь происходят испарение распыленного раствора, диссоциация молекул, образование радикалов. Внешняя зова пламени является зоной равновесного термического возбуждения, где происходит свечение составных частей раствора и радикалов (обычно ОН, СН, С2, иногда галоидных соединений щелочноземельных элементов и др., если галоидные соединения присутствуют в растворе). Чем выше температура пламени, тем большее число элемен- [c.48]

    В сильно неравновесной плазме тлеющего разряда электронная температура в основном определяется атомами с наименьшим потенциалом ионизации. Поэтому примеси, линии которых начинаются с высоких энергетических уровней, в обычных условиях не возбуждаются, если основной компонент имеет малую энергию ионизации. Хорошо известным примером этого является свечение ртутно-аргоновых ламп, излучающих в основном спектр ртути даже тогда, когда парциальное давление аргона выше давления паров ртути. [c.246]

    Свечение нагретых до высокой температуры тел называется испусканием накаленных тел. Это равновесное излучение. Все другие типы испускания света называются люминесценцией и представляют собой неравновесное излучение. При люминесценции система излучает энергию, и для возбуждения излучения нужно подводить энергию извне. Разновидности люминесценции отличаются друг от друга по типу источника энергии возбуждения. Различают электролюминесценцию, возбуждаемую электрическим током, проходящим через ионизированный газ или полупроводник радио-люминесценцию, возникающую под действием частиц высоких энергий хемилюминесценцию, возникшую в результате химических реакций триболюмипесценцию, наблюдаемую при разрушении некоторых кристаллов сонолюминесценцию, возникающую при воздействии интенсивных звуковых волн на жидкость. Фотолюминесценция— это люминесценция, возникающая при поглощении инфракрасного, видимого или ультрафиолетового света. [c.116]

    Люминесценция, в отличие от теплового свечения, является неравновесным излучением. Для того чтобы вызвать люминесценцию вещества, к нему необходимо подвести извне определенное количество энергии. Частицы вещества (атомы, молекулы), поглощая поступающую извне энергию, переходят в возбужденное энергетическое состояние. Возбужденные частицы довольно быстро теряют избыточную энергию и переходят в основное состояние. Такой переход может совершаться с излучением фотонов люминесценции или безызлучательно, путем передачи энергии окружающим частицам в виде тепла. Для возникновения люминесценции необходимо, чтобы вероятность излучательных переходов превышала вероятность безызлучательных переходов. Таким образом, явление люминесценции связано с преобразованием поглощенной частицами вещества энергии внешнего источника в энергию их собственного излучения. [c.498]

    Экспериментальные определения фактора возбуждения показывают, что в пламенах при химическом возбуждении свечения хемилюминесцен-цая) величина /, как правило, всегда значительно превосходит значение фактора термического излучения. Эта особенность хемилюминесценции есть следствие неравновесной природы этого вида излучения, непосредственно связанного с энергией, выделяющейся в результате тех или иных элементарных химических процессов. Последнее обусловливает большое значение хемилюминесценции не только как метода идентификации лабильных промежуточных веществ, ио и как тонкого метода установления некоторых деталей химического механизма реакций. [c.59]

    Что касается излучения высокоразреженных пламен, то уже тот факт, что возбуждение спектра этих пламен можно связать с тепловыми эффектами элементарных химических процессов, указывает на неравновесный характер излучения хемилюминесценция). Прямым доказательством этого служат измерения абсолютного выхода света, т. в. числа квантов лучистой энергии, приходящихся на одну молекулу продукта реакции. Так, согласно измерениям Богданди и М. Полани 15211, при давлении паров натрия 0,01 мм рт. ст. 35% энергии, освобождающейся в реакции N3 + 012, излучается в виде 1>-свечения натрия. Столь большой выход света показывает, что излучение в рассматриваемой реакции далеко от равновесного. Действительно, можно показать (см. [175, стр. 554—5551), что концентрация возбужденных атомов натрия в данном случае превышает равновесную более чем на 14 порядков  [c.465]

    Неравновесный характер излучения разреженных пламен проявляется также в тушении хемилюминесценции, обнаруживаемом по уменьшению выхода света при повышении давлейия горяш их газов или при введении в зону пламени инертных газов. Особенно велико тушаш ее действие воды, что связано в большой вероятностью превращения энергии электронного возбуждения в другие формы энергии при столкновении возбужденной молекулы с молекулой воды. В разреженных пламенах водорода эффект тулхения парами воды проявляется в смещении максимума свечения в сторону малого содержания водяных паров, что, в частности, иллюстрируется рис. 134. Эти данные, полученные Скаловым [c.474]

    Экспериментальные определения фактора возбуждения показывают, что в пламенах, т. е. прн химическом возбуждении свечения хемилюминесценция), величина [, как правило, всегда значительно превосходит значение термического фактора. Эта особенность хемилюминесценции есть следствие неравновесной природы этого вида излучения, возбуждение которого непосредственно связано с энергией, выделяющейся в результате гех или иных элементарных химических процессов. Отсюда следует большое значение хемилюминесценции не только как метода идентификации лабильных промежуточных веществ, но и как тонкого метода установления деталей химического механизма реакций. Приведем следующий пример. Из измерений абсолютной интенсивности полос гидроксила в спектре разреженного пламе1ш водорода (давление 10 мм рт. ст., температура 1000 К) следует, что она минимум в Ю раз превышает интенсивность равновесного излучения в условиях этого пламени. Рассмотрение различных возможных механизмов возбуждения гидроксила в пламени приводит к заключению, находящемуся в количественном согласии с данными исследования свойств излучения гидроксила и с механизмом горения водорода, что возбужденный гидроксил возникает в результате рекомбинации атомов Н и О. Таким образом, установление неравновесного характера излучения ОН можно рассматривать как косвенное доказательство наличия в зоне горения водорода атомов Н и О. Этот вывод подтверждается также и другими данными [133]. [c.75]

    Интенсивность свечения многих пламен превышает равновесную, отвечающую температуре пламени. В частности, свечение холодных и разреженных пламен является чисто хемилюминесцент-ным. Излучение низкотемпературных пламен в большей или меньшей степени представляет собой хемилюминесценцию [1, 108]. Вывод о неравновесном характере излучения может быть сделан из сопоставления абсолютной интенсивности излучения с интенсивностью излучения черного тела, имеющего температуру пламени. Так, по данным Кондратьева [1], в пламени водорода с кислородом при 10 мм рт. ст. и температуре 1000° К интенсивность излучения превышает равновесную в 10 раз, а в пламени 200+0 при 100 мм рт. ст. и 1400° К интенсивность излучения выше равновесной в 10 раз. [c.20]

    Такие представления об Л -иентрах и о связанных с ними неглубоких электронных уровнях согласуются с данными о влиянии термической обработки и скорости охлаждения на интенсивность свечения в первом интервале температур ( 14). Как было отмечено, третий пик ультрафиолетового свечения становится наиболее интенсивным после термической обработки кристаллов каменной соли, тогда как относительная интенсивность двух предшествующих пиков, и особенно первого из них, при этом убывает. С увеличением скорости охлаждения кристалла падение относительной интенсивности свечения в указанных пиках возрастает. Подобное явление несомненно вызвано тем, что при высоких температурах вблизи точки плавления относительная равновесная концентрация сложных центров захвата типа Л-центров мала, так как они распадаются на изолированные или парные анионные и катионные вакансии. При охлаждении кристалла из последних вследствие коагуляции опять образуются более сложные агрегаты. Однако, если охлаждение происходит быстро, то анионные и катионные вакансии не успевают коагулировать, в кристалле замораживаются неравновесно большие концентрации мелких микродефектов, а относительная концентрация более крупных микродефектоб убывает. [c.129]

    Таким образом, то свечение тела, которое мы наблюдаод при его освещении (например, ультрафиолетовыми лучами), аддитивно слагается из двух процессов — из равновесного теплового излучения (с энергией Ех) и неравновесной люминесценции (с энергией Э%—Ех). Как показал Вавилов, конечная длительность послесвечения, определяемая длительностью возбужденного состояния, служит критерием, отличающим люминесценцию от других неравновесных излучений, пе имеющих нослесвече- [c.26]

    Определение люминесценции Видемана, как показал С. И. Ва-вилов , является не полным. К неравновесному свечению сверх [c.9]

    Из сказанного понятно, что при использовании люминесценции в химическом анализе приходится считаться с тремя принципиально различными слагаемыми испускания света равновесное температурное излучение, люминесценция и различные другие виды неравновесного свечения. Нужно стремиться так ставить эксперимент, чтобы различные виды свечения, кроме люминесценции, были минимальными, так как от этого зависит величина холостого опыта и чувствительность реакций. С равновесным испусканием приходится считаться при использовании в анализе так называемой термолюминесценции или кандолюминесцен-ции, когда в качестве источника возбуждения применяется нагревание. В большинстве случаев в люминесцентном анализе применяют в качестве источника возбуждения ультрафиолетовый свет. В этом случае приходится считаться с рассеянным и отраженным светом, а иногда и с комбинационным рассеянием света. [c.10]

    Люминесценцию часто называют холодным свечением, чтобы подчеркнуть ее отличие от температурного излучения нагретых тел. Как известно, во всех случаях испускание кванта света (фотона) -является результатом перехода электрона с одного уровня энергии на другой, более низкий. Температурное свечение представляет собой процесс, возникающий при равновесном распределении электронов по уровням энергии. В этом случае свечение достигает необходимой для наблюдения интенсивности только при относительно высокой температуре, когда тепловая энергия достаточна для заброса значительного числа электронов на уровни, расположенные а высоте 1,6—3,1 эв над основным уровнем, что отвечает энергии квантов видимой области спектра. Но свечение можно вызвать и при более низких температурах, если тем или иным способом увеличить количество электронов на верхних уровнях так, чтобы оно превысило равновесное количество, т. е. перевести систему в неравновесное возбужденное состояние. Это как раз и имеет место при люминесценции, когда система возбуждается, например, под дей--ствием ультрафиолетовых, катодных или рентгеновых лучей. Таким образом, в отличие от температурного свечения, люминесценция является неравновесным процессом. [c.5]

    Заметим, что величина стоксовских потерь есть функция частоты возбуждения. Она тем больше, чем больше частота возбуждающего света. Стоксовские потери возникают при перестройке неравновесных колебательных состояний молекулы в равновесные. Непосредственно после возбуждения молекулы оказываются на более высоких колебательных уровнях, чем уровни равновесного распределения. Первая часть стоксовских потерь может возникнуть в момент перестройки такой системы возбуждённых молекул в систему молекул, распределённых по колебательным уровням равновесно, в соответствии с температурой среды. Это равновесное распределение возбуждённых молекул служит исходным состоянием системы при возникновении излу-чонпя. Вторая часть потерь вызывается аналогичной перестройкой, происходящей после излучения в системе высветившихся молекул. Непосредственно после излучения высветившиеся молекулы в среднем имеют относительно ббльшую колебательную энергию, чем допускает температурное равновесие со средой, так как (согласно рис. 8) при излучении могут происходить переходы электронов на все, в том числе и на высокие уровни невозбуждённого состояния. Неравновесное распределение высветившихся молекул быстро заменяется равновесным, причём окружающей среде передаётся избыточная колебательная энергия высветившихся молекул, составляющая вторую часть стоксовских потерь. Стоксовскими потерями в значительной мере объясняется, почему энергетический выход свечения меньше единицы даже у наиболее ярко светящих люминофоров. [c.154]

    Процесс окисления азота исследовали в неравновесной плазме тлеющего разряда (в области отрицательного свечения [65], положительного столба I126], приэлектродных областях [127, 128] постоянного и переменного тока промышленной частоты, высокочастотного электродного [127] на частоте 270 кГц, безэлектродного на частоте 27,5 мГц [129] и СВЧ [130] разрядов, а также в импульсных разрядах [131]. Разряды возбуждали в смесях азота с кислородом либо в воздухе в широком диапазоне давлений от 0,7 до 500 торр. Полученные результаты довольно противоречивы. [c.262]

    Отрицательное поглощение возможно лишь при неравновесном распределении атомов по уровням, когда верхние уровни относительно больи1е заселены, чем это имеет место при наличии термодинамического равновесия. При электрическом разряде в газах низкого давления и при наличии примеси, столкновения с атомами которой разрушают более низкие энергетические состояния или, наоборот, ведут за счет ударов 2-го рода к селективному заселению высоких уровней, возможно такое отступление от равновесия (см. стр. 463). Это позволяет экспериментально наблюдать отрицательное поглощение при свечении газов [51-55], [c.418]


Смотреть страницы где упоминается термин Свечение неравновесное: [c.535]    [c.542]    [c.568]    [c.241]    [c.105]    [c.10]    [c.45]    [c.463]    [c.175]    [c.54]   
Люминесцентный анализ неорганических веществ (1966) -- [ c.9 , c.11 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Неравновесный ЯЭО



© 2025 chem21.info Реклама на сайте