Фосфоресценция

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Фосфоресценция

Фосфоресцентный порошок при облучении видимым светом, ультрафиолетовым светом и в полной темноте.

Фосфоресценция — это особый тип фотолюминесценции. В отличие от флуоресцентного, фосфоресцентное вещество излучает поглощённую энергию не сразу. Большее время реэмиссии связаны с "запрещёнными" энергетическими переходами в квантовой механике. Поскольку такие переходы наблюдаются реже в обычных материалах, реэмиссия поглощенного излучения проходит с более низкой интенсивностью, и в течение длительного времени (до нескольких часов).

Изучение фосфоресцентных веществ началось примерно со времени открытия радиоактивности (1896 год).

[править] Объяснение явления фосфоресценции

[править] Простое объяснение

В простейшем случае, фосфоресценция — это процесс, в котором энергия, поглощенная веществом, высвобождается относительно медленно в виде света. В некоторых случаях это механизм, описывающий "светящиеся в темноте" материалы, которые "заряжаются" на свету. В отличие от обычных флюоресцентных ламп, в которых происходят относительно быстрые реакции, фосфоресцирующие материалы "абсорбируют" световую энергию и "хранят" её дольше, а внутриатомномные реакции переизлучающие накопленную энергию происходят реже.

[править] Квантово-механическое объяснение

В люминесценции различают два вида излучательных переходов возбужденного состояния:

• флуоресценция — излучательный переход возбужденного из синглетного состояния S₁ в основное состояние S₀.
• фосфоресценция — излучательный переход возбужденного из триплетного состояния T₁ в основное состояние S₀.

Синглет-триплетные переходы имеют квантово-механический запрет, поэтому время жизни возбужденного состояния при фосфоресценции составляет порядка 10^-2-10^-4 с, в отличие от люминесценции для которой время жизни возбужденного состояния составляет 10^-7-10^-8 с.

[править] Уравнение

Где S это (спиновое)синглет и T это (спиновое)триплет, а индексы обозначают энергетическое состояние (0 для основного, 1 для возбужденного состояния). Переходы могут осуществляться также между более высокими уровнями энергии, но для простоты мы включили только первое возбужденное состояние. Переход между состояниями различной мультиплетности запрещен по спину, поэтому это зачастую медленный процесс (носящий название интеркомбинационной конверсии), который может ускоряться в присутствии веществ частично снимающих запрет, например атомов тяжелых металлов.

[править] Отличия от хемилюминесценции

Некоторые из "светящихся в темноте" материалов светятся не из-за того, что они фосфоресцентны. Например, "светящиеся палочки" светятся за счет хемилюминесцентного процесса, который иногда ошибочно принимают за фосфоресценцию. В хемилюминесценции вещество переходит в возбужденное состояние за счет химической реакции (а не за счет поглощения света как в фосфоресценции). Энергия возбужденного состояния передается затем молекуле красителя, называемого (сенсибилизатором или флюорофором), которая затем флуоресцирует, переходя в основное состояние.

Шаблон:Expand-section

[править] См. Также

• Люминесценция
• Флуоресценция
• Биолюминесценция
• Сонолюминесценция
• Электрофосфоресценция
• Хемилюминесценция

[править] Литература

Эта статья нуждается в дополнительных источниках для улучшения проверяемости. Вы можете помочь улучшить эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Не подтверждённая источниками информация может быть поставлена под сомнение и удалена.

[править] Ссылки

Посмотрите «glowing» в Викисловаре, свободном словаре.

• Phosphorescence on Scienceworld
• The Cathode Ray Tube site
• Glow in the Dark
• LUMINOSITY IN WATCHES