Luminescence: प्रकार, पद्धती, आणि अनुप्रयोग. Thermally चालना luminescence - हे काय आहे?

Luminescence - एक तुलनेने थंड राज्यात काही साहित्य प्रकाश उत्सर्जन आहे. अशा जळत लाकूड किंवा कोळसा, सोने वितळवून लोह आणि एक विजेचा चालू गरम एक वायर म्हणून तप्त झाल्यावर प्रकाशमान होणारा संस्था किरणे वेगळी आहे. luminescence उत्सर्जन साजरा केला जातो:

• निऑन आणि fluorescent दिवे, टेलीव्हिजन, रडार स्क्रीन आणि fluoroscopes मध्ये;
• अशा fireflies मध्ये luminol किंवा luciferin सेंद्रीय पदार्थ;
• मैदानी जाहिरातीमध्ये वापरलेले काही pigments मध्ये;
• विद्युल्लता आणि ध्रुव आहे.

या सर्व घटना मध्ये प्रकाश उत्सर्जन खोली तापमान साहित्य गरम करून दिला नाही आहे, त्यामुळे ते थंड प्रकाश म्हणतात. luminescent साहित्य व्यावहारिक मूल्य मध्ये ऊर्जा अदृश्य स्वरूपात परिवर्तन करण्याची क्षमता आहे दृश्यमान प्रकाश.

सूत्रांनी दिलेल्या माहितीनुसार, आणि प्रक्रिया

luminescence इंद्रियगोचर अतिनील किंवा क्ष-किरण, इलेक्ट्रॉन बीम, रासायनिक प्रतिक्रियांचे एक स्रोत पासून, ऊर्जा शोषून घेणे साहित्याचा एक परिणाम म्हणून येते, उदाहरणार्थ, आणि त्यामुळे वर. ड. हे उत्सुक राज्य पदार्थ अणू परिणाम. ती अस्थिर असल्याने, त्याच्या मूळ स्थिती, आणि गढून गेलेला ऊर्जा साहित्य परतावा प्रकाश आणि / किंवा उष्णता दिली जाते. प्रक्रिया केवळ बाह्य इलेक्ट्रॉन यांचा समावेश आहे. luminescence कार्यक्षमता प्रकाश मध्ये उददीपनाचे ऊर्जा रूपांतरण पदवी अवलंबून असते. व्यावहारिक वापरासाठी पुरेशा कामगिरी आहे की साहित्य संख्या, तुलनेने लहान आहे.

Luminescence आणि प्रकाशमान

luminescence उददीपनाचे अणू उददीपनाचे संबंधित नाही. गरम साहित्य bulbs च्या एक परिणाम म्हणून प्रकाश करणे सुरू असताना, त्यांच्या अणू एक उत्सुक राज्यात आहेत. ते अगदी तपमानावर कंपन, तरी तो किरणे आतापर्यंत इन्फ्रारेड भुताटकीचा प्रदेशात आली की पुरेसे आहे. तापमान वाढत दृश्यमान प्रदेश इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक किरणे वारंवारता बदल. दुसरीकडे,, उदाहरणार्थ, व्युत्पन्न असलेल्या शॉक tubes मध्ये फार उच्च तापमान, आण्विक मतभेद म्हणून मजबूत इलेक्ट्रॉन, त्यांना सोडून आणि त्याचा तसा दावाही आहेत प्रकाश emitting असू शकते. या प्रकरणात, luminescence आणि तप्त झाल्यावर प्रकाशमान होणारा वेगळा करता न येण्यासारखा होतात.

स्वयंप्रकाशी pigments आणि डाईज,

ते पूरक गढून गेलेला आहे स्पेक्ट्रम भाग परावर्तित परंपरागत pigments आणि डाईज रंग आहेत. ऊर्जा लहान भाग उष्णता मध्ये रूपांतर, पण लक्षणीय उत्सर्जन येते. तथापि, आणि विजेचे रंगद्रव्य प्रकाश एका विशिष्ट क्षेत्राची श्रेणीत शोषून, तो फोटॉन, प्रतिबिंब वेगळे सोडणे करू शकता. या रंग किंवा रंगद्रव्य परमाणू आत प्रक्रिया, थरात अतिनील प्रकाश उदाहरणार्थ, दृश्यमान मध्ये रूपांतरीत केले जाऊ शकते जे, निळा प्रकाश एक परिणाम म्हणून येते. अशा luminescence पद्धती मैदानी जाहिरात आणि वॉशिंग पावडर वापरले जातात. नंतरचे प्रकरणात, "clarifier" मेदयुक्त पांढरा परावर्तित नाही फक्त, पण निळा मध्ये वरच्या थरात अतिनील किरणे रूपांतर करण्यासाठी, पूर्ती शुभ्रपणा वाढविण्यासाठी पिवळा राहतो.

लवकर अभ्यास

fireflies आणि बुरशी आकाशात ध्रुव आणि कंटाळवाणा ग्लो नेहमी मानवजातीला ज्ञात गेले आहेत तरी, पहिल्या luminescence अभ्यास, कृत्रिम साहित्य झाला तेव्हा रोम (इटली) च्या Vincenzo Kaskariolo किमयागार आणि चांभार, 1603 मध्ये ग्रॅम. रुप्यासारखा पांढरा मऊ धातू सल्फेट गरम पाण्याची सोय मिश्रण (स्वरूपात barite, जड वाद घालणे) कोळसा आहे. थंड झाल्यावर प्राप्त पावडर, रात्री निळा luminescence फेकली, आणि Kaskariolo तो सूर्यप्रकाश पावडर अधीन करून पुनर्संचयित केले जाऊ शकतात लक्षात आले. पदार्थ नाव "lapis सोलारिस" किंवा sunstone होते alchemists सोने मध्ये बेस धातू चालू करण्यास सक्षम आहे, असा विश्वास व्यक्त कारण प्रतीक जे सूर्य आहे. सूर्यास्तानंतर पश्चिमेला दिसणारा तेजस्वी प्रकाश कालावधी अनेक शास्त्रज्ञ, देत साहित्य आणि इतर नावे, "फॉस्फरस" समावेश व्याज, जे "ईयोब, प्रकाश वाहक" म्हणजे कारणीभूत आहेत.

आज नाव "फॉस्फरस" microcrystalline luminescent साहित्य phosphor म्हणतात तर, फक्त रासायनिक घटक वापरले जाते. "फॉस्फरस" Kaskariolo, वरवर पाहता, रुप्यासारखा पांढरा मऊ धातू सल्फाईड होते. कॅल्शियम सल्फाईड या उपाय - पहिल्या व्यावसायिक रूपात उपलब्ध अशा phosphor (1870) एक "Balmain रंगविण्यासाठी" झाले. आधुनिक तंत्रज्ञान सर्वात महत्वाचे एक - 1866 मध्ये पहिल्या स्थिर जस्त सल्फाईड phosphor वर्णन होते.

ढिगार्या लाकूड किंवा मांस आणि fireflies प्रकट आहे luminescence, इंग्रजी शास्त्रज्ञ रॉबर्ट बॉयल, तो या प्रकाश जीवरासायनिक मूळ बद्दल नाही मला माहीत आहे कोण, जरी नाही, पण सेट bioluminescent प्रणाली मूलभूत गुणधर्म काही 1672 मध्ये सादर करण्यात आला पहिल्या शास्त्रीय अभ्यास एक:

• थंड प्रकाश;
• अशा दारू, हायड्रोक्लोरिक आम्ल आणि स्फोटके म्हणून रासायनिक घटक दडपला जाऊ शकते;
• किरणे हवा प्रवेश आवश्यक आहे.

वर्षे 1885-1887, हे fireflies कच्च्या अर्क, वेस्ट इंडियन (pyrophorus) आणि शिंपल्याचे Foladi मिसळून की, जेव्हा उत्पादन प्रकाश दिसून आले आहे.

प्रथम प्रभावी chemiluminescent सामग्रीचा luminol म्हणून nonbiological कृत्रिम संयुगे, 1928 वर्षी शोधला होते.

Chemi- आणि bioluminescence

रासायनिक प्रतिक्रियांचे, विशेषतः ज्वलन प्रतिक्रिया मध्ये प्रकाशीत ऊर्जा, बहुतेक उष्णता स्वरूपात आहे. काही प्रतिक्रिया, पण chemiluminescence (कॅमेरॉन) आधी इलेक्ट्रॉन अप उच्च पातळीपर्यंत, आणि फ्लूरोसेन्ट रेणू मध्ये जागृत करण्यासाठी वापरले एक भाग आहे. अभ्यास कॅमेरॉन एक सार्वत्रिक गोष्ट आहे, पण luminescence तीव्रता तो संवेदनशील डिटेक्टर्स वापर आवश्यक जेणेकरून लहान आहे. तथापि, आहेत स्पष्ट कॅमेरॉन प्रदर्शित की संयुगे काही. सर्वोत्तम या ओळखले luminol, हायड्रोजन द्राव सह ज्वलन यावर एक मजबूत निळा किंवा निळा, हिरवा प्रकाश उत्पन्न करू शकता आहे. आणि lucigenin lofin - कॅमेरॉन-पदार्थ इतर ताकद. त्यांच्या ब्राइटनेस कॅमेरॉन असूनही, नाही त्यांना सर्व प्रकाश मध्ये रासायनिक ऊर्जेमध्ये रूपांतर प्रभावी आहेत, उदा. के रेणू 1% प्रकाश सोडणे पेक्षा कमी. 1960 मध्ये हे अत्यंत फ्लूरोसेन्ट सुगंधी संयुगे यांच्या उपस्थितीत निर्जल solvents मध्ये oxidized oxalic ऍसिड esters, 23% एक कार्यक्षमता तेजस्वी प्रकाश सोडणे असल्याचे आढळून आले.

Bioluminescence enzymes करून कैटेलाइज्ड chemiluminescence एक विशेष प्रकार आहे. या प्रतिक्रिया luminescence उत्पादन पोहोचू शकता 100%, जे luciferin reactant प्रत्येक परमाणू राज्य emitting प्रवेश याचा अर्थ असा की. सर्व ज्ञात आज bioluminescent प्रतिक्रिया हवा उपस्थितीत येणार्या ज्वलन प्रतिक्रिया कैटेलाइज्ड.

thermally चालना luminescence

Thermoluminescence नाही थर्मल किरणे पण प्रकाश उत्सर्जन साहित्य, उष्णता द्वारे उत्सुक असलेल्या इलेक्ट्रॉन मजबूत असा आहे. ते प्रकाश द्वारे उत्सुक केल्यावर Thermally काही खनिजे आणि विशेषत: क्रिस्टल phosphors साजरा luminescence चालना.

photoluminescence

साहित्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक किरणे घटना क्रिया अंतर्गत उद्भवते जे Photoluminescence, क्ष-किरण आणि गॅमा किरणे अतिनील माध्यमातून दृश्यमान प्रकाश श्रेणीत केले जाऊ शकते. luminescence मध्ये, फोटॉन प्रेरित, फेकली प्रकाश wavelength साधारणपणे रोमांचक च्या तरंगलांबी पेक्षा समान किंवा त्यापेक्षा जास्त आहे (मी. ई समान किंवा कमी शक्ती). अणू किंवा आयन स्पंदने मध्ये येणारे ऊर्जा परिवर्तन झाल्याने तरंगलांबी मध्ये हा फरक. कधी कधी, गहन लेसर तुळई सह, फेकली प्रकाश एक लहान wavelength असू शकतात.

पीएल अतिनील किरणे द्वारे उत्सुक जाऊ शकते की, 1801 मध्ये जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ जोहान Ritter लावला होता, तो phosphors स्पेक्ट्रम जांभळा भाग अदृश्य प्रदेशात तेजस्वीपणे प्रकाश लक्षात आले, आणि अशा प्रकारे अतिनील किरणे उघडले. दृष्य प्रकाश मैल UV रूपांतर मोठ्या व्यावहारिक महत्व आहे.

गॅमा आणि क्ष-किरण इलेक्ट्रोलाइटमधून विजेचा प्रवाह गेल्याने परमाणुंचे विभाजन विद्युतभारवाही कण किंवा आयॉन्स मध्ये होणे प्रक्रिया करून luminescence राज्य इलेक्ट्रॉन आणि आयन्स ची recombination, ज्यायोगे luminescence येते त्यानंतर ते phosphors, आणि इतर स्फटिकासारखे साहित्य उत्तेजित होतात. त्याचा वापर क्ष किरणशास्त्र व किरणोत्सर्गाचे शास्त्र वापरले fluoroscopy, आणि ठिणगी काउंटर आहे. गेल्या रेकॉर्ड आणि एक phosphor, photomultiplier पृष्ठभाग असलेल्या ऑप्टिकल संपर्कात आहे गरजेचे डिस्क वर दिग्दर्शित गॅमा किरणे मोजण्यासाठी.

triboluminescence

तेव्हा अशा साखर, सुक्या, दृश्यमान ठिणगी काही पदार्थ क्रिस्टल्स. त्याच अनेक जैविक आणि अजैविक पदार्थ साजरा केला जातो. या सर्व प्रकारच्या luminescence सकारात्मक आणि नकारात्मक विद्युत शुल्क व्युत्पन्न. अलीकडील स्फटिकरुप प्रक्रियेत यांत्रिक वेगळे पृष्ठभाग निर्मीत. एकतर थेट रेणू moieties दरम्यान, एकतर वेगळे पृष्ठभाग जवळ वातावरण luminescence च्या उददीपनाचे माध्यमातून - प्रकाश उत्सर्जन नंतर कायर्वाही स्थान घेते.

electroluminescence

तेव्हा वायू, द्रव आणि घन साहित्य एक इलेक्ट्रिक स्त्राव thermoluminescence म्हणून, electroluminescence (एल), मुदत luminescence सामान्य वैशिष्ट्य विविध प्रकारच्या समावेश की प्रकाश उत्सर्जित आहे. 1752 मध्ये Bendzhamin जेम्स फ्रँकलीनचा चेंडू वातावरण विद्युल्लता-प्रेरित विद्युत स्त्राव luminescence स्थापना केली. 1860 मध्ये, स्त्राव दिवा प्रथम लंडनच्या रॉयल सोसायटी मध्ये प्रात्यक्षिक होते. ती कमी दाबाने कार्बन डाय ऑक्साइड माध्यमातून उच्च व्होल्टेज स्त्राव होणारा एक तेजस्वी प्रकाश निर्मिती. आधुनिक fluorescent दिवे विद्युत स्त्राव दिवा द्वारे उत्सुक electroluminescence आणि photoluminescence पारा अणू संयोजन आधारित आहेत, त्यांना परावर्तित झालेली अतिनील किरणे phosphor द्वारे दृश्यमान प्रकाश मध्ये रूपांतर.

EL मुळे आयन (आणि अशा प्रकारे chemiluminescence एक प्रकारचा) च्या recombination करण्यासाठी विद्युतविघटन दरम्यान electrodes येथे साजरा. प्रकाश luminescent जस्त सल्फाईड उत्सर्जन येते, तसेच electroluminescence म्हणून उल्लेख आहे, जे पातळ थर मध्ये विद्युत क्षेत्राची प्रभाव पडतो.

हिरा, लाल, क्रिस्टल फॉस्फरस आणि काही जटिल प्लॅटिनम मीठ - साहित्य मोठ्या प्रमाणात गती इलेक्ट्रॉन प्रभाव अंतर्गत luminescence emits. cathodoluminescence पहिल्या व्यावहारिक अर्ज - कॅथोड रे ट्यूब वापरून तयार करण्यात आलेले उपकरण (1897). सुधारित स्फटिकासारखे phosphors वापरून तत्सम स्क्रीन टीव्ही, radars, oscilloscopes आणि इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शक वापरले जातात.

रेडिओ

अणुकिरणोत्सर्जी घटक अल्फा कण (हेलियम केंद्रक), इलेक्ट्रॉन आणि गॅमा किरणे (उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक किरणे) सोडणे करू शकता. उत्सर्जित luminescence - अणुकिरणोत्सर्जी पदार्थ द्वारे उत्सुक एक ग्लो. अल्फा कण स्फटिकासारखे phosphor, सूक्ष्मदर्शकाखाली लहान व विरून जाणे अंतर्गत दृश्यमान भडिमार तेव्हा. इंग्रजी भौतिकशास्त्रज्ञ वापरून हे तत्त्व अर्नेस्ट रुदरफोर्ड, अणू एक केंद्रीय कोर आहे हे सिद्ध करण्यासाठी. घड्याळे आणि अन्य साधने चिन्हांकित वापरली स्वत: ची स्वच्छ पेंट द आधारित आहेत. ते phosphor आणि अणुकिरणोत्सर्जी पदार्थ, उदाहरणार्थ यातून बीटा किरण बाहेर पडतात किंवा बहुमोल साठी असते. सूर्य वर अणुकिरणोत्सर्जी प्रक्रिया इलेक्ट्रॉन आणि आयन्स ची जागा प्रचंड जनतेला मध्ये सोडणे: - प्रभावी नैसर्गिक luminescence ध्रुव borealis आहे. ते पृथ्वीच्या संपर्क साधावा तेव्हा, त्याच्या geomagnetic क्षेत्रात पोल त्यांना निर्देशीत. वातावरणाच्या वरील थरांमध्ये गॅस-डिस्चार्ज प्रक्रिया आणि एक प्रसिद्ध ध्रुव तयार करा.

Luminescence: प्रक्रिया भौतिकशास्त्र

दृष्य प्रकाश उत्सर्जन उददीपनाचे (उदा. ई 690 एनएम आणि 400 एनएम दरम्यान रेडिओ लहरी सह) ऊर्जा, किमान आइनस्टाइन कायदा निश्चित आहे असणे आवश्यक आहे. ई = hν = हायकोर्टात / λ: ऊर्जा (ई) तरंगलांबी (λ) भागाकार एक पोकळी (क) मध्ये प्रकाश (ν) किंवा त्याच्या गती वारंवारता, गुणाकार, प्लांक च्या सतत (ह) समान आहे.

त्यामुळे उददीपनाचे आवश्यक ऊर्जा 40 kilocalories (लाल) 60 किलोकॅलरी (पिवळा साठी), आणि 80 पदार्थ mol प्रति कॅलरीज (जांभळा) पासून श्रेण्या. इलेक्ट्रॉन व्होल्ट (1 eV = 1,6 × 10 ^-12 कार्य व शक्ती मोजण्याचे मेट्रिक पद्धतीतील प्रमाण) - - ऊर्जा व्यक्त आणखी एक मार्ग 1.8 पासून 3.1 eV आहे.

उददीपनाचे ऊर्जा इलेक्ट्रॉन त्याच्या जमिनीपासून उच्च एक उडी की luminescence जबाबदार हस्तांतरित आहे. या अटी क्वांटम यांत्रिकी कायदे निर्धारित आहेत. उददीपनाचे विविध यंत्रणा एकच अणू आणि रेणू, येते की नाही यावर किंवा क्रिस्टल मध्ये परमाणु संयोजनात अवलंबून असते. ते प्रवेगक कण, अशा इलेक्ट्रॉन, सकारात्मक उर्जा किंवा फोटॉन म्हणून क्रिया सुरू आहेत.

अनेकदा, उददीपनाचे ऊर्जा किरणे एक इलेक्ट्रॉन वाढवण्याची आवश्यक पेक्षा लक्षणीय जास्त आहे. उदाहरणार्थ, phosphor luminescence क्रिस्टल दूरदर्शन पडद्याची, कॅथोड इलेक्ट्रॉन 25,000 व्होल्ट क्षुद्र शक्ती निर्मिती. असे असले तरी, fluorescent प्रकाश रंग कण ऊर्जा सुमारे स्वतंत्र आहे. ते क्रिस्टल ऊर्जा केंद्र उत्सुक राज्य पातळी प्रभाव आहे.

fluorescent दिवे

कण, जे झाल्यामुळे luminescence येते - अणू किंवा रेणू या बाहेरच्या इलेक्ट्रॉन. fluorescent दिवे, अशा पारा अणू म्हणून एक उच्च पातळीवर दोन बाह्य इलेक्ट्रॉन एक उचल, ऊर्जा 6.7 eV किंवा अधिक प्रभाव अंतर्गत गत्यंतर आहे. जमिनीवर राज्य परतीच्या केल्यानंतर ऊर्जा फरक 185 एनएम wavelength सह थरात अतिनील प्रकाश म्हणून घंटी वाजवा Name आहे. बेस व दुसर्या पातळीवर दरम्यान संक्रमण निर्मिती अतिनील किरणे 254 एनएम, यामधून, इतर phosphor निर्मिती दृश्यमान प्रकाश जागृत करू शकता.

या किरणे कमी दाब पारा बाष्प (10 ^-5 वातावरण) वापर विशेषतः प्रखर आहे वायू स्त्राव दिवे कमी दबाव. त्यामुळे इलेक्ट्रॉन ऊर्जा सुमारे 60% मध्ये रूपांतर एक monochromatic अतिनील प्रकाश.

उच्च दाब वेळी, वारंवारता वाढते. Spectra यापुढे 254 एनएम एक भुताटकीचा ओळ बनलेले, आणि किरणोत्सर्ग ऊर्जा विविध इलेक्ट्रॉनिक पातळी संबंधित भुताटकीचा ओळी वितरीत केले जाते: 303, 313, 334, 366, 405, 436, 546 आणि 578 एनएम. उच्च दाब पारा दिवे परिणाम पांढरा वळते म्हणून एक phosphor वापरून लाल प्रकाश किरणे भाग कायापालट करताना, प्रदीपन साठी वापरले जातात दृश्यमान 405-546 nm निळा-हिरवा दिवा आहे.

गॅस परमाणु उत्सुक आहेत, तेव्हा त्यांच्या luminescence spectra व्यापक बँड दाखवा; फक्त इलेक्ट्रॉन पातळी उच्च ऊर्जा पण संपूर्ण अणू एकाच वेळी उत्सुक कंपनविषयक आणि फेरपालटीचे गती उठविले जातात नाही. रेणू कंपनविषयक आणि फेरपालटीचे ऊर्जा 10 ^-2 आणि 10 ^-4 जे एकच बँड जरा वेगळी तरंगलांबी घटकांची अनेकत्व व्याख्या जोडू संक्रमण शक्ती, आहेत कारण हे आहे. मोठ्या रेणू अनेक जुळत उभे काप, संक्रमण प्रत्येक प्रकारच्या एक आहे. उपाय मध्ये उत्सर्जित रेणू advantageously उत्सुक रेणू आणि दिवाळखोर नसलेला परमाणु एक तुलनेने मोठ्या प्रमाणात संवाद झाल्याने की ribbonlike. परमाणु मध्ये, आण्विक orbitals च्या luminescence बाह्य इलेक्ट्रॉन सहभागी अणू म्हणून.

फ्लूरोसेन्सचा आणि झगमगाट

या अटी luminescence कालावधी आधारित नाही फक्त ओळखले जाऊ शकते, पण उत्पादन त्याच्या पद्धतीने. त्यात 10 ^-8 s, सहज जमिनीवर परत करू शकतो कालावधी एक गंजीफ्राक राज्य इलेक्ट्रॉन उत्सुक जाते, तेव्हा पदार्थ फ्लूरोसेन्सचा म्हणून त्याच्या ऊर्जा emits. संक्रमण दरम्यान, फिरकी बदलत नाही. मूळ आणि उत्सुक राज्यांमध्ये एक समान बाहुल्य आहे.

इलेक्ट्रॉन, तथापि, एक उच्च ऊर्जा पातळी ( "एक उत्सुक तिघांचा गट राज्य" म्हणतात) त्याच्या मागे उपचार करण्यासाठी असण्याचा जाऊ शकते. क्वांटम यांत्रिकी मध्ये, गंजीफ्राक करण्यासाठी तिघांचा गट राज्यातील संक्रमणे प्रतिबंधित, आणि म्हणून त्यांच्या जीवनातील वेळ जास्त. त्यामुळे या प्रकरणात luminescence जास्त दीर्घकालीन आहे: झगमगाट आहे.