발광 : 유형, 방법 및 응용 프로그램. 열 자극 발광 -이 무엇입니까?

발광은 - 비교적 차가운 상태에서 소정의 재료에 의한 빛의 방출이다. 그러한 레코딩 나무 나 석탄, 용융 철 및 전류에 의해 가열 와이어로서 백열 체의 방사선 다르다. 발광 방출이 관찰된다 :

• 네온 형광등, 텔레비전, 레이더 스크린 및 fluoroscopes 단계;
• 예컨대 반딧불에서 루미놀 또는 루시페린과 같은 유기 물질에;
• 옥외 광고에 사용되는 특정 안료에;
• 번개, 오로라와.

이러한 모든 현상에서 발광 실온 상기 재료를 가열에 의해 야기되지 않는다, 그래서 냉광 불린다. 발광 재료의 실제 값에 에너지의 보이지 않는 형태로 변환 할 수있는 능력이다 가시광.

소스 및 공정

발광 현상은, 자외선이나 X 선, 전자선, 화학 반응의 소스로부터, 예를 들면, 에너지 흡수 재료의 결과로서 발생하는 등. 디.이은 여기 상태의 물질의 원자를 초래한다. 이 불안정하기 때문에, 원래의 상태 및 흡수 에너지 재료 반환 조명 및 / 또는 열로 방출된다. 공정은 외부 전자를 포함한다. 발광 효율은 빛에 여기 에너지의 변환의 정도에 따라 달라집니다. 실제적인 사용을위한 충분한 성능을 가지고 물질의 수는 상대적으로 작다.

발광 및 백열

여기 발광은 원자의 여기에 관련되지 않는다. 뜨거운 물질이 전구의 결과로 빛을하기 시작하면, 자신의 원자는 여기 상태에 있습니다. 들은 실온에서도 진동 있지만 방사선이 원적외선 스펙트럼 영역에서 발생하는 것이 충분하다. 온도가 증가함에 따라 가시 광선 영역에서의 전자파의 주파수를 이동시킨다. 한편, 충격 관은, 예를 들면, 생성되는 매우 높은 온도에서 원자 충돌은 전자 발광을 그들로부터 분리 및 재결합되도록 강하게 할 수있다. 이 경우, 발광 백열등과는 구별된다.

형광 안료 및 염료,

이들이 상보 흡수 스펙트럼의 일부를 반영하는 바와 같이 종래의 안료 및 염료는 색상을 갖는다. 에너지의 작은 부분은 열로 변환되어 있지만, 상당한 발광이 생긴다. 그러나, 형광 안료는 특정 영역의 범위의 광을 흡수하는 경우, 반사 다른 광자를 방출 할 수있다. 이 자외선은, 예를 들면 표시로 전환시킬 수있는 염료 나 안료 분자 내에 프로세스, 청색의 결과로서 발생한다. 이러한 발광 방법은 옥외 광고 및 세척 분말에 사용됩니다. 후자의 경우, "정화기는"조직 흰색을 반영 할뿐만 아니라, 보상 및 백색도를 향상 노랑, 파랑으로 자외선을 변환 할뿐만 아니라 남아 있습니다.

초기 연구

개똥 벌레 및 진균 번개 오로라 무딘 빛은 항상 인간에게 공지되어 있지만, 제 1 발광 연구, 합성 재료로 시작한 볼로냐 (이탈리아) 빈센조 Kaskariolo 연금술사와 화공, 1603 g., 황산 바륨의 가열 혼합물 (형태 중정석, 석탄 무거운 스파링). 냉각 후에 얻어진 분말 밤 청색 발광 방출과 Kaskariolo는 햇빛에 분말을 처리하여 복원 할 수있는 것으로 확인. 연금술사가 금으로 비금속을 설정 할 수 있다는 기대 때문에 물질이, "라피스 솔라리스"또는 장석 선정됐다 기호가있는 해입니다. 잔광은 "빛의 캐리어를"의미 "인"을 포함하여 시대의 많은 과학자주는 재료와 다른 이름의 이익을 발생했습니다.

미정 발광 재료는 인광이라고하면서 오늘날 이름 "인"은, 단지 화학 소자에 사용된다. "인"Kaskariolo은, 분명히, 바륨 황화물이었다. 황화 칼슘의 솔루션 - 최초의 상용 형광체 (1870)는 "발 메인 페인트"이되었다. 현대 기술에서 가장 중요한 중 하나 - 1866 년, 그것은의 첫 번째 안정적인 황화 아연 형광체에 설명했다.

그는 생물 발광 시스템의 기본 속성 중 일부를이 빛의 생화학 적 기원에 대해 알고, 아직 설정하지 않았더라도, 영국의 과학자 로버트 보일에 의해 1672 년 수행 된 나무 살과 반딧불 또는 부패에 명시되어있는 발광, 첫 번째 과학적인 연구 중 하나 :

• 차가운 글로우;
• 이는 알코올, 염산 및 암모니아 등의 화학 물질에 의해 억제 될 수있다;
• 방사선은 공기에 액세스해야합니다.

년 1885에서 1887 사이에서는 원유 추출물 반딧불에서 서쪽 인도 (pyrophorus)와 조개 Foladi 때 생산 빛을 혼합하는 것이 관찰되었다.

제 효과적인 화학 발광 재료 1928 년 발견 같은 루미놀 같은 비 생물학적 합성 화합물이었다.

Chemi- 및 생물 발광

화학 반응, 특히 산화 반응에서 방출 된 에너지의 대부분은 열의 형태를 갖는다. 일부 반응하지만, 화학 발광 (CL) 전에 높은 수준까지, 형광 분자 내의 전자를 여기하기 위해 사용되는 부분. 연구 CL은 보편적 인 현상이지만, 발광 강도가 민감한 탐지기의 사용을 필요로 너무 작다는 사실을 보여줍니다. 생생한 CL을 나타내는 화합물의 일부는, 그러나,이 있습니다. 가장 알려진 이러한 과산화수소로 산화에 강한 청색 또는 녹색 빛을 얻을 수 루미놀이다. 게닌 lofin - CL-물질의 다른 강점. 이들 CL 휘도 불구 아닌 그들 모두, 즉 광으로 화학적 에너지 전환에 효과적이다. K. 적은 분자의 1 %보다 발광. 1960에서는 고도로 형광 방향족 화합물의 존재 하에서 무수 용매 중에서 산화 옥살산 에스테르, 23 %의 효율로 밝은 광을 방출하는 것으로 밝혀졌다.

생물 발광 효소에 의해 촉매 화학 발광의 특별한 유형입니다. 이들 반응의 발광 출력은 루시페린 반응물의 각 분자가 발광 상태에 진입 즉, 100 %에 도달 할 수있다. 모든 알려진 오늘 발광 생물 반응은 공기의 존재에서 발생하는 산화 반응을 촉매.

열 자극 발광

Thermoluminescence에는 방열하지만, 발광 재료, 가열에 의해 여기되는 전자를 강화를 의미한다. 그들은 광에 의해 여기 된 후 열 몇 가지 미네랄, 특히 크리스탈 형광체에서 관찰 발광을 자극.

광 발광

재질에 입사 전자기 방사선의 작용에 의해 발생하는 광 발광은 X 선 및 감마선 방사 자외선을 가시광의 범위 내에서 이루어질 수있다. 발광에 의해 유도 된 광자 방출되는 광의 파장은 흥미의 파장보다 일반적으로 크거나 (m. E. 같거나 적은 전력). 원자 또는 이온의 진동으로 수신 에너지의 변화에 의한 파장의 차이. 때때로, 집중 레이저 빔으로 방출되는 빛은 짧은 파장을 가질 수있다.

는 PL이 자외선에 의해 여기 될 수 있다는 사실은, 1801 년 독일의 물리학 자 요한 리터에 의해 발견되었다, 그는 형광체는 스펙트럼의 보라색 부분의 보이지 않는 영역에서 밝게 빛나는 것을 발견하고, 따라서 UV 방사선을 열었다. 가시 광선에 UV의 변환은 위대한 실천 중요하다.

감마와 엑스레이 발광이 발생함으로써 전자와 이온의 재결합에 선행 이온화 법에 의해 발광 상태 형광체 및 다른 결정질 물질을 여기. 그것의 사용은 방사선에 사용되는 투시하고, 섬광 카운터입니다. 마지막 레코드와는 광전자 증 배관의 표면에 광 접촉하는 형광체 코팅 된 디스크에 관한 감마 방사선을 측정한다.

triboluminescence

이러한 경우에는 당, 분쇄 볼 스파크 같은 일부 물질의 결정. 같은 많은 유기 및 무기 물질에서 관찰된다. 플러스, 마이너스 전하에 의해 생성 된 발광의 이러한 모든 종류. 최근 결정화 공정에서 기계적 분리면에 의해 제조. 직접 분자의 부분 사이에 어느 분리 표면 근방의 분위기 발광을 여기 - 발광은 방전에 의해 발생한다.

전계 발광

thermoluminescence 같이, 전계 (EL), 용어가있는 광이 방출되는 발광 공통 특징의 다양한 형태를 포함 할 때 기체, 액체 및 고체 물질의 방전. 1752 벤자민 프랭클린은 대기를 통해 유도 번개의 방전 발광을 세웠다. 1860 년에, 방전 램프는 제 런던의 왕 사회에서 입증되었다. 그녀는 저압에서 이산화탄소를 통해 고전압 방전 밝은 백색광을 생성. 현대 형광 램프가 전기 방전 램프에 의해 여기 광 발광 전계 및 수은 원자의 조합을 기반으로, 그들에 의해 방사 된 자외선이 형광체를 통해 가시광으로 변환된다.

EL 때문에 (따라서, 및 발광의 일종) 이온의 재결합에 전해 중에 전극에서 관찰했다. 또한 전계라고도 광의 발광의 황화 아연 발생 발광의 얇은 층에 전기장의 영향하에.

다이아몬드, 루비, 크리스탈 인 특정한 백금 착체 염 - 물질들의 다수는 가속 된 전자의 영향을 받아 발광을 방출한다. 음극선의 최초의 실용적인 응용 프로그램 - 오실로스코프 (1897). 개선 된 결정질의 형광체를 사용하여 유사 스크린 텔레비전, 레이더, 오실로스코프 및 전자 현미경에 사용된다.

라디오

방사성 원소들은 알파 입자 (헬륨 원자핵), 전자 및 감마선 (고 에너지의 전자기 방사선) 방출 할 수있다. 방사선 발광 - 방사성 물질에 의해 흥분 글로우. 알파 입자는 현미경 하에서 볼 플리커 작은 결정질 형광체, 도배 경우. 영어 물리학 사용이 원칙 , 어니스트 루더포드 원자는 중앙 코어를 가지고 있음을 증명합니다. 시계 및 기타 도구를 표시에 사용되는 자체 발광 페인트는 RL을 기반으로합니다. 이들은 예를 들어 삼중 또는 라듐위한 형광체와, 방사성 물질로 구성된다. 태양에 방사성 프로세스가 전자와 이온의 공간 거대한 덩어리로 방출 : - 인상적인 자연 발광은 오로라입니다. 그들이 지구에 접근 할 때, 그 자기장이 극에 지시합니다. 대기의 상층에서 가스 방전 공정 및 유명한 오로라를 생성한다.

발광 : 프로세스의 물리학

음원 (690 nm 내지 400 nm의 파장 사이 즉. E.) 가시광 발광 적어도 아인슈타인 법에서 판정 에너지를 필요로한다. E = hν = HC / λ : 에너지 (E)의 파장 (λ)으로 나눈 진공 (c)의 광 (ν) 또는 속도의 주파수, 곱, 플랑크 상수 (H)과 동일하다.

따라서, 여기에 필요한 에너지 (옐로우 용) 60 킬로 칼로리로 (적색) 40 킬로 칼로리, 및 물질의 몰 당 (보라색) 80 개 칼로리 범위. 에너지의 다른 표현 - 전자 볼트 (1 eV의 = 1.6 × ^10-12 르) - 1.8에서 3.1 eV로한다.

여기 에너지가 높은 하나의 지상에서 점프 발광에 대한 책임을 전자로 전송됩니다. 이러한 조건은 양자 역학의 법칙에 의해 결정됩니다. 여기의 다양한 메커니즘은 하나의 원자 및 분자에 발생하는지 또는 액정 분자의 조합에 의존한다. 이들은 예컨대 전자, 양이온 또는 광자 가속 입자의 작용에 의해 개시된다.

종종, 여기 에너지가 전자 방사를 발생하는 데 필요한 것보다 훨씬 더 높다. 예를 들어, 형광체의 발광 액정 텔레비전 화면은, 캐소드 전자 25,000 볼트의 평균 에너지로 생산. 그럼에도 불구하고, 형광의 색은 입자 에너지의 거의 독립적이다. 그것은 결정 에너지 센터의 흥분 상태의 수준에 의해 영향을 받는다.

형광 램프

발광으로 인해 발생되는 입자 - 원자 분자의 외부 전자. 형광 램프, 수은 원자 등을 높은 수준으로 두 외부 전자 한 리프팅 6.7 eV의 에너지 이상의 영향을 받아 구동된다. 그라운드 상태로의 복귀 후 에너지의 차이는 185 nm의 파장을 갖는 자외선 광으로 방출된다. 베이스 및 다른 레벨 사이의 천이는 발생 자외선을 차례로 다른 형광체 발생 가시광을 여기 가능한 254 나노 미터에서.

이 방사선에 사용되는 저압 수은 증기 ^(10-5 분위기)에서 특히 집중적 인 가스 방전 램프 저압. 따라서 전자 에너지의 약 60 %로 변환한다 단색 UV 빛.

고압에서, 주파수는 증가한다. 스펙트럼은 더 이상 254 nm의 스펙트럼 라인 중 하나를 구성하지 않고, 방사 에너지는 다른 전자 레벨에 대응하는 스펙트럼 라인으로부터 분배된다 : 303, 313, 334, 366, 405, 436, 546 및 578 나노 미터. 결과 백색 것에 따라 형광체를 사용하여 적색광으로 상기 방사선의 일부를 변화하면서 고압 수은 램프, 가시광 405-546 nm의 청녹색 광 때문에, 조명에 사용된다.

가스 분자가 여기되면, 그 발광 스펙트럼이 넓은 대역을 보여준다; 단지 전자는 수준 높은 에너지하지만 전체에 원자 동시에 여자 진동과 회전 운동으로 제기되는 것은 아닙니다. 분자 진동 및 회전 에너지는 단일 주파수 대역이 약간 다른 파장의 복수의 구성 요소를 정의하는 합산 천이 에너지의 ^10-2 및 ^{10-4을하기} 때문이다. 큰 분자는 여러 중첩 스트립 전이 각 유형을 갖는다. 용액 방사선 분자는 바람직하게는 여기 분자와 용매 분자의 비교적 많은 수의 상호 작용에 의한 것으로 ribbonlike. 분자에서 분자 궤도의 발광 외부 전자 관련된 원자에있다.

형광과 인광

이 용어는 발광의 기간에 따라뿐만 아니라 구별뿐만 아니라 생산의 방법으로 할 수 있습니다. 전자가 함께 보유 중항 상태로 쉽게 접지로 복귀 할 수있는 내부 ^10-8들, 여기 될 때, 형광 물질로 에너지를 방출한다. 전환시, 스핀은 변경되지 않습니다. 기본 및 흥분 상태는 비슷한 다양성이있다.

전자는, 그러나, 그의 뒤를 치료 ( "흥분 삼중 상태"라고 함) 높은 에너지 레벨을 올릴 수있다. 양자 역학에서, 단일 항에 삼중 상태에서 전환 금지, 따라서, 자신의 인생의 시간이 훨씬 더. 따라서,이 경우 발광 훨씬 더 장기적으로는 다음과 같습니다 인광이 있습니다.