Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка):
5°. Световое давление, существование которого было экспериментально доказано опытами П. Н. Лебедева, является одной из причин, обусловливающих появление хвостов у комет при значительном приближении их к Солнцу. Ввиду малых размеров частиц вещества в кометах их отталкивание световым давлением, пропор-
734
V.10. ДЕЙСТВИЯ СВЕТА
циональное площади поверхности частиц, превышает их притяжение гравитационным полем Солнца, пропорциональное объему частиц.
4. ХИМИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ СВЕТА
1°. Действие света на поглощающие его вещества может вызвать химические превращения веществ, называемые фотохимическими реакциями. Различаются первичный фотохимический акт и вторичные реакции. К числу таких фотохимических реакций относят: фотосинтез — образование органических веществ в растениях и бактериях под действием света; фотохимическая диссоциация (фотолиз) — разложение под действием света сложных молекул, радикалов, многоатомных ионов и др.
Фотохимическая диссоциация возможна при частоте света V, удовлетворяющей условию:
где V0 — граничная частота фотодиссоциации, D — энергия фотодиссоциации.
Примеры фотохимических реакций:
— разложение углекислоты под действием солнечного света:
2С02 + 2 Aiv — 2СО + O2;
— диссоциация молекул хлора на свету:
Cl2 + hv^ Cl + Cl;
— разложение бромистого серебра в фотографических материалах при их освещении:
AgBr -I hv Ag + Br.
2°. Для фотохимических реакций имеет место закон эквивалентности Эйнштейна: для каждого акта фотохимического превращения требуется один квант поглощенного света. Число молекул вещества, претерпевших фотохимическое превращение при поглощении
единицы энергии света N ~ — = — . Масса прореаги-
п\ he
ровавшего вещества M = Nm, где т — масса молекулы.
V.11.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ 735
3°. Если частота света v, которым облучается вещество, лежит вне полосы поглощения вещества, то поглощения света и соответственно фотохимической реакции не происходит. Однако она может бы+ь вызвана добавлением к данному веществу другого вещества — сенсибилизатора, полоса поглощения которого содержит частоту V. Фотон поглощается молекулой сенсибилизатора, а полученная энергия передается молекуле исследуемого вещества при межмолекулярном столкновении. Такие фотохимические реакции называют сенсибилизированными.
Глава 11 ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ И ИХ ПРОТЕКАНИЕ
1°. Люминесценцией называют излучение света телами, избыточное над тепловым при той же температуре и имеющее длительность, значительно превышающую периоды в оптическом диапазоне спектра.
Указание на длительность люминесцентного свечения, т. е. свечения после прекращения действия вызывающей его причины, позволяет отличить люминесценцию от других видов неравновесного свечения — рассеяния и отражения света, тормозного излучения заряженных частиц, излучения Вавилова—Черенкова и др.
Люминесцентное излучение испускается центрами люминесценции (центрами свечения) при их переходе из возбужденных состояний в нормальные или менее возбужденные. Центрами люминесценции могут быть отдельные атомы, молекулы, ионы, их коллективы, а также дефекты кристаллической структуры (примеси, вакансии и пр.). Люминесцирующие вещества, специально синтезированные для различных практических целей, называются люминофорами.
2°. В зависимости от способа возбуждения люминесценции различают следующие виды люминесценции: фотолюминесценцию, вызываемую видимым светом и ультрафиолетовым излучением; радиолюминесценцию,
736
V.11. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
вызываемую рентгеновским и гамма-излучением; ка-тодолюминесценцию и ионолюминесценцию, вызываемые бомбардировкой электронами и ионами; электролюминесценцию, вызываемую электрическим полем; хемилюминесценцию, вызываемую химическими реакциями и др.
3°. По длительности послесвечения различают флюоресценцию — люминесценцию, быстро затухающую после прекращения возбуждения центров люминесценции, и фосфоресценцию — люминесценцию, сохраняющуюся длительное время после прекращения действия возбудителя свечения. Фосфоресцентное послесвечение может продолжаться до нескольких часов и даже суток.
Фосфоресценция обусловлена существованием ме-тастабильн'ых возбужденных состояний центров люминесценции, для перехода из которых в нормальное состояние нужно дополнительное возбуждение (например, тепловое). Разделение люминесценции на флюоресценцию и фосфоресценцию достаточно условно, так как нельзя указать четкую границу между ними.
4°. В зависимости от характера элементарных процессов,, приводящих к люминесцентному излучению, различают спонтанные, вынужденные и рекомбинационные процессы люминесценции, а также резонансную флюоресценцию. Резонансная флюоресценция наблюдается в парах атомов и состоит в спонтанном высвечивании с того же энергетического уровня, на котором оказался излучающий атом при поглощении энергии от источника люминесценции. Спонтанная люминесценция состоит в том, что под действием источника люминесценции вначале происходит возбуждение атомов (молекул, ионов) на промежуточные возбужденные энергетические уровни. Далее с этих уровней происходят излучательные, а чаще безызлучательные переходы на уровни, с которых излучается люминесцентное свечение. Такой вид люминесценции наблюдается у сложных молекул в парах и растворах, у примесных центров в твердых телах.