> Энциклопедический словарь Гранат, страница 294 > Люминесценция

Люминесценция

Люминесценция, свечение, вызванное каким-либо процессом, за исключением повышения температуры (температурное излучение см. излучение). Смотря по роду процессов, вызвавших Л., различают различные еявиды: а) фотолюминесценция—свечение, вызванное светом; Ь) хемилюминесценция—свечение, вызванное химическими процессами; с) триболюминесценция—свечение, вызываемое механическими воздействиями, например свечение сахара при разламывании; наконец d) электролюминесценция— свечение при электрическом разряде.

а) Явления фотолюминесценции распадаются на два класса, правда, не резко разграниченные: флуоресценция и фосфоресценция. Флуоресцирующия вещества перестают светиться моментально после прекращения действия возбуждающого фактора—света; фосфоресцирующия же вещества продолжают светиться еще некоторое время в темноте, причем продолжительность свечения колеблется у различных веществ от нескольких часов до малых долей секунды, так что между двумя классами явлений существует непрерывный переход. По своему составу свет флуоресцирующого вещества отличается от поглощенного, возбуждающаго; в этом отношении флуоресценция резко отличается от температурного излучения, где испускание и поглощение идут параллельно—закон Кирхгофа (смотрите излучение). Стокс, тщательно исследовавший явления флуоресценции, установил общее правило: область спектра флуоресценции смещена в сторону красной части (менее преломляемой) сравнительно с областью поглощаемого света. Позднейшия исследования Ни-кольса и Меритта показали, что в некоторых случаях обе области спектра отчасти налегают друг на друга, т. е. вызываться может свечение с более короткой длиной волны (более преломляемой); так что в настоящ. время правило Стокса должно быть сформулировано несколько иначе, именно: максимум флуоресценции всегда сдвинут относительно максимума поглощения к красному концу спектра. Широкие полосы флуоресценции дают растворы целого ряда тел (эску-лин—голубую, сернокислый хинин— синюю, хлорофилл — красную). Газы (в на и оящее время проф. Вудом подробно исследованы пары ртути, натрия и иода) дают спектр флуоресценции, состоящий из огромного числа отдельных линий, причем положение этих линий, т. е. самый спектр, как оказывается,меняется в зависимости от состава возбуждающого света. Весьма интересно, что в органических соединениях, способных флуоресцировать, встречаются определенные химические группы, что указывает на связь рассматриваемого явления с химическим строением. Как уже было указано, трудно резко разграничить явления флуоресценции от явлений фосфоресценции, хотя определенно можно сказать, что ни жидкости, ни газы не фосфоресцируют. Целым рядом исследований Ленара и Клатта было установлено, что искусственно приготовленные фосфоресцирующия вещества состоят из следующих частей: 1) сернистого соединения кальция, стронция или бария (в чистом виде эти соединения, как показал Ленар, не фосфоресцируют); 2) ничтожной примеси „активнаго“ металла (медь, железо, свинец, цинк, никель, сюрьма, серебро, марганец) и наконец 3) легкоплавкой соли, играющей роль растворителя. Подобно флуоресценции, максимум фосфоресценции смещен по отношению к максимуму поглощения возбуждающого света к красному концу спектра. Обыкновенно в спектре фосфоресцирующого тела замечается несколько отдельных полос, причем оне могут быть возбуждены отдельно и обладают различной продолжительностью свечения: т. н. „мгновенныя“ и „долгосветящияся“ полосы, причем последния требуют, как показал Ленар, и более продолжительного возбуждения. Явление фосфоресценции в сильной степени зависит от температуры, причем влияние температуры сказывается как на яркости, так и на продолжительности свечения. Это влияние температуры было использовано для исследования невидимых глазу лучей инфракрасных: в спектре эти лучи примыкают к красной его части. Если светящийся экран, покрытый препаратом сернистого цинка (краска Бальмена), поместить в том месте, где располагается инфракрасная часть спектра, то благодаря нагреванию этими

Лучами фосфоресценция на короткое время усиливается, а затем быстро гаснет, так что на экране получается негативное изображение спектра (темное), пересеченное светлыми линиями, соответствующими линиям поглощения (Фраунгофера). Ультрафиолетовые лучи вызывают яркое свечение платиново-синеродистого бария, что дает возможность получать позитивное изображение невидимого глазу ультра-фиолетового конца спектра; кроме того, тот же экран пла-тиново - синеродистого бария употребляется при работах с лучами Рентгена, следовательно, опять дает возможность открывать явления, невидимия глазу. Разработанной теории флуоресценции и фосфоресценции еще пока нет, более всего имеют успех попытки электронной теории, устанавливающей связь между этим видом явлений люминесценции и явлениями актиноэлектрическими (смотрите) эта точка зрения подтверждается еще наблюдавшимся Никольсом и Мериттом увеличением электропроводности раствора во время его флуоресценции, а также влиянием диэлектрической постоянной (смотрите электричество) среды, в которой находится данный фосфоресцирующий препарат.

b) К явлениям хемилюминесценции относится явление свечения, связанное с химическим процессом, — чаще окислением, например свечение фосфора. Процессы в накаленных газах по-видимому также сопровождаются химическими процессами и не могут быть объяснены одним „температурным излучениемъ“ (смотрите излучение).

c) К явлениям триболюминесценции, кроме свечения при разламывании кристаллов и при кристаллизации, некоторые исследователи относят свечение, вызываемое бомбардировкой катодными лучами (потоки электронов, частиц, заряженных отрицательным электричеством) в разрядных труб- ках, а также отдельные вспышки, производимия на экране, покрытом слоем сернистого цинка а-частицами радия. Последнее явление, открытое Круксом и детально изученное Рутерфордом, особенно интересно с тех пор, как было окончательно установлено, что а-частицы — заряженные положительным электричеством атомы гелия и что, следовательно, каждая вспышка—действие одного атома, а подсчет вспышек приводит к подсчету атомов. Этим путем непосредственного подсчета получены наиболее точные данные относительно числа атомов в единице объёма и массы атома какого угодно вещества, причем полученные числа хорошо согласуются с результатами многих других приемов, основанных на косвенных измерениях.

d) Свечение в т. н. гейслеровых трубках (трубки, наполненные разреженным газом, через который пропускается электрический разряд), по-видимому, также обусловлено потоками катодных частиц.

Весьма интересны недавния опытные исследования Фабри и Бюссона, доказывающия, что, несмотря на яркое свечение гейслеровой трубки, носители света—атомы разреженного газа двигаются со скоростями (смотрите газы), соответствующими температуре окружающей приборы среды, и, следовательно, температура светящагося газа заметно не повышается. Это указывает, что процесс возбуждения света—процесс внутриатомный.