Оптика - Годжаев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
или комплексе), так и при участии всего вещества люминофора. Например,
при рекомбинационном свечении процесс преобразования энергии возбуждения
в люминесценцию протекает, как отметили, следующим образом: сначала в
результате возбуждения происходит разделение разноименно заряженных
частиц, затем они рекомбинируют с новыми "партнерами", в результате чего
в люминесценции участвует весь люминофор. К аналогичному выводу придем и
при объяснении высвечивания кристаллофосфоров на основе зонной теории. В
этой связи различают два класса свечения: так называемое свечение
дискретных центров * и свечение вещества. Под свечением дискретных
центров понимают люминесценцию, развивающуюся в пределах отдельных
частиц, выделенных из остального вещества среды. В случае люминесценции
вещества, как отметили выше, при поглощении, переносе к месту излучения и
излучении энергии участвует все вещество люминофора. Подобная
классификация люминесценции была введена В. Л. Лев-шиным.
* См.: Л е в ш и н В. Л. Изв. АН СССР, сер. физич. 9, 355, 1945.
359
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ПО МЕТОДУ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ПО ДЛИТЕЛЬНОСТИ
СВЕЧЕНИЯ
Возбуждение люминофора можно производить разными способами. Выбор того
или иного вида возбуждения зависит от конкретного случая и от характера
центра и среды люминесценции. В зависимости от характера центра и среды
люминесценции в одном случае подходящим является один вид возбуждения, а
в другом случае - другой.
Различают следующие виды люминесценции по виду возбуждения.
Фотолюминесценция. Под фотолюминесценцией понимают свечение, возникающее
под действием световых лучей оптического диапазона частот
(ультрафиолетовых и видимых). Фотолюминесценция наблюдается в
газообразных, жидких и твердых телах.
Катодолюминесценция - свечение, вызываемое действием катодных лучей -
быстродвижущимися под действием электрического поля электронами. Этот вид
возбуждения широко применяется в газоразрядных трубах, где ускоренный
электрическим полем электрон на своем пути может ионизовать сотни и
тысячи атомов газа, вызывая тем самым их свечение. Катодолюминесценция
успешно применяется также для возбуждения порошков, тонких пленок и
поверхностных слоев монокристаллов.
Электролюминесценция - свечение под действием продуктов радиоактивного
распада (а-, р-частиц и у-лучей) и космической радиации.
Радиолюминесценция составляет основу принципа действия известного нам из
средней школы счетчика частиц - сцинтиллятора. Вспышки свечения,
возникающие при попадании отдельных частиц на люминесцентное вещество,
обусловлены именно радиолюминесценцией. Свечение, возникшее под действием
рентгеновских лучей, называют рентгенолюминесценцией.
Хемилюминесценция - свечение вещества при протекании химических реакций.
Энергия возбуждения люминесценции, в этом случае черпается из запасов
химической энергии реагирующих веществ. В качестве примера
хемилюминесценции можно привести явление свечения окиси фосфора,
возникающее при окислении фосфора. Свечение, возникающее в различных
живых организмах, тоже обусловлено химическими процессами, протекающими в
них. Это разновидность хемилюминесценции называется биологолюминесцен-
цией (свечение светлячков, моллюсков и др.).
Прочие виды люминесценции. Известны также триболюминес-ценция - свечение
при трении некоторых веществ, кристалло-люминесценция - свечение,
возникающее при механическом сжатии кристаллов, и ионолюминесценция -
свечение при прохождении ультразвуковых волн через растворы некоторых
веществ. В первых двух случаях люминесценции свечение возникает за счет
ультрафиолетового излучения разряда, возникающего при образовании
электрических полей, соответственно у трущихся поверхностей и в местах
разлома. В случае ионолюминесценции свечение
360
обусловлено электрическим разрядом в мелких пустотах, образующихся в
жидкостях при прохождении ультразвука.
Флуоресценция и фосфоресценция. По длительности свечения различают два
вида люминесценции - флуоресценцию и фосфоресценцию.
Люминесценцию с длительностью порядка 10"8-10"9 с и меньше называют
флуоресценцией. Под фосфоресценцией понимают свечение, продолжающееся
заметный промежуток времени (от 1(Г8 с до нескольких часов) после
прекращения возбуждения. Подобное разделение люминесценции на
флуоресценцию и фосфоресценцию, строго говоря, является условным, и
установить точную границу между ними невозможно.
В заключение данного параграфа сделаем замечание относительно самого
характера и свойства люминесцентного излучения. Поскольку все
заключительные акты излучения при люминесценции происходят
самопроизвольно, независимо друг от друга, то подобное излучение будет
являться некогерентным. Люминесцентное излучение является также
неравновесным (в отличие от теплового излучения).
§ 3. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ В ГАЗАХ, ЖИДКОСТЯХ И ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ
Люминесценция в газах. В газах люминесценция происходит как за счет
высвечивания дискретных центров, так и за счет рекомбинационного
