Люминесценция

свечение некоторых насекомых, минералов, гниющего дерева — были известны с

очень давних времён. Первым указанием на люминесценцию минералов следует считать описание свечения алмаза при нагревании сделанное Магнусом в 1280 г.

Стокса (1852), который установил, что синее свечение флюорита связано не

с рассеянием света, а представляет собой вторичное излучение, названное им флюоресценцией.

Исследования Стокса были очень разносторонними: он изучил различные источники возбуждения, расширил перечень флюоресцирующих веществ, изучил спектры их излучения, зависимость яркости свечения от концентрации вещества...
Правило Стокса:
Спектр люминесценции всегда сдвинут относительно спектра поглощения в сторону длинных волн. Данное правило объясняется потерей некоторой части поглощённой энергии на тепловое движение молекулы.

тепловым излучением при данной температуре и характеризующееся длительностью, существенно превышающей

период световых колебаний.
(от латинского lumen - свет и -escent - суффикс, означающий слабое действие)
От различных видов рассеяния люминесценция отличается тем, что при люминесценции между поглощением и испусканием происходят промежуточные процессы, длительность которых больше периода световой волны. В результате этого при люминесценции теряется корреляция между фазами колебаний поглощённого и излученного света.

свечения в его решетке, роль которых выполняют в основном дефекты

структуры. К таким дефектам относятся разные нарушения периодичности в строении кристалла, это, в первую очередь, точечные дефекты кристалла.

Вторую группу нарушений кристаллической решетки составляют одномерные, линейные, двухмерные и поверхностные дефекты, способствующие во многих случаях лучшему растворению примесей в кристалле.

энергии,
временным характеристикам свечения.
По виду возбуждения различают
фотолюминесценцию

(возбуждение светом);
термолюминесценцию (возбуждение теплом);
радиолюминесценцию (возбуждение проникающей радиацией)
электролюминесценцию (возбуждение электрическим полем);
триболюминесценцию (возбуждение механическими деформациями);
хемилюминесценцию (возбуждение в результате химических реакций);
кандолюминесценцию (возбуждение при рекомбинации радикалов на поверхности);
Рентгенолюминесценция (возбуждение под действием рентгеновских лучей);
Сонолюминесценция (возбуждение под действием ультразвука);
Ионолюминесценция (возбуждение потоком ионов щелочных металлов в вакууме);
Атомная люминесценция (возбуждение атомов в пламени).

элементарных процессов люминесценции различают:
Резонансная люминесценция

Рекомбинационная люминесценция

Спонтанная люминесценция

Вынужденная люминесценция

резонансное излучение атомов того или иного элемента.

По теории Бора:

1 кванты энергии, которые могут быть поглощены молекулой в основном состоянии.
2 процесс колебательной дезактивации молекулы, который может осуществляться за счет взаимных столкновений молекул.
3 излучение поглощенного света
4 представляют достаточно широкие полосы, соответствующие более коротковолновой части полосы поглощения
5 соответствует электронно-колебательной дезактивации молекулы и может быть безизлучательной.

в процессе чего образуются две разноименно заряженные и независимые друг

от друга компоненты ( электроны или дырки). Излучение происходит при рекомбинации противоположно заряженных частиц на определенных центрах (активаторах). Кристалл может содержать и центры захвата, т.е. дефекты, играющие роль ловушек для электронов и дырок.

Может возникнуть несколько процессов: возбуждение активаторных центров (1), возбуждение в полосах поглощения с последующим захватом свободной дырки на активаторе (3), захват свободных дырок ловушками, освобождения их с последующей рекомбинацией па ионизированных центрах (2.4)— длительное свечение.

Спектр излучения показывают распределение излучаемой веществом

энергии по длинам волн (или частотам). Они являются основной спектроскопической характеристикой люминесцирующих минералов и определяют цвет их свечения.
Спектры поглощения и диффузного отражения. Монохроматический свет при прохождении через вещество ослабляется; мерой ослабления служит коэффициент поглощения вещества. Зависимость коэффициента поглощения К от длины волны (или частоты) представляет собой спектр поглощения.
Спектры возбуждения. Чтобы выявить полосы активного поглощения, измеряют спектры возбуждения, представляющие собой зависимость интенсивности (в определенной полосе излучения) от длины волны или частоты возбуждающего света при постоянной его интенсивности.

центров, которые определяют кинетику рекомбинационной и внутрицентровой люминесценции - это

энергетическая глубина центров, вероятность теплового освобождения носителей заряда, эффективные сечения рекомбинации и захвата и т. п..


Для характеристики количественного преобразования энергии возбуждения в энергию люминесценции вводят понятие энергетического выхода. Энергетическим выходом называется отношение энергии, излучаемой веществом в виде люминесценции (Ел), к поглощенной энергии возбуждения (Еп):

Выход и интенсивность люминесценции

отраженного света плоского поля предназначены для исследования непрозрачных объектов с

различной степенью отражающей способности и полупрозрачных объектов.

дисплеев с использованием органической люминесценции
биолюминесценция широко применяется для аналитических

целей, в основном в клинической медицине и контроле за качеством пищевых продуктов
в научных исследованиях (измерение в клетке концентрации Ca++ и АТФ)
краска, которая используется для нанесения шкал приборов

редкоземе-льные ионы замещают ионы , для обеспечения

электронейтральности необходимо компенсировать избыточный положительный заряд, что приводит к образованию различных центров люминесценции с различными спектрами.

longs / long-wave

NATROLITE Québec, CANADA UV courts / short-wave UV
CLINOHEDRITE, WILLEMITE,
HARDYSTONITE, CALCITE
ALBITE-MICROLINE.

Canada. UV courts / short-wave UV

возникающая при возбуждении люминофора электронным пучком (катодными лучами); один из

видов радиолюминесценции. Способностью к К. обладают газы, мол. кристаллы, органич. люминофоры, кристаллофосфоры, однако только кристаллофосфоры стойки к действию электронного пучка и дают достаточную яркость свечения и поэтому применяются в качестве катодолюминофоров.
К. возбуждается уже при энергиях электронов, в 1.5 раза превышающих ионизационный потенциал атомов кристаллофосфора, однако для возбуждения К. обычно применяют пучки электронов с энергией выше 100 эВ. Электроны таких энергий преодолевают потенц. барьер, связанный с поверхностным зарядом кристалла, и выбивают вторичные электроны, которые в свою очередь ионизуют др. атомы крист. решётки люминофора. Этот процесс продолжается до тех пор, пока энергия вырываемых электронов достаточна для ионизации атомов.
Образовавшиеся в результате ионизации дырки мигрируют по решётке и могут передаваться центрам люминесценции. При рекомбинации на этих центрах дырок и электронов возникает К. Спектр К. аналогичен спектру фотолюминесценции, её КПД обычно составляет 1—10% от энергии электронного пучка, осн. часть которой переходит в теплоту.

высокая плотность возбуждения,
одновременное протекание процессов электро-,
фото-, рентгено- и катодолюминесценции,

существенное увеличению интенсивности,
расширению класса люминесцирующих веществ.

300 К.
Измеряемые параметры – положение полос на спектре, их

интенсивности и ширины, динамика их изменения во времени («послесвечение») и при изменении температуры наблюдения.