Правило Стокса по фотолюминесценции

Фотолюминесценция – это вторичное излучение под действием ультрафиолетового или более коротковолнового излучения.

Энергия первичного фотона hυ₁>hυ₂ – то есть, больше энергии вторичного фотона: υ₁>υ₂ иλ₁< λ₂

По Стоксу:

При фотолюминесценции, спектр излучения и его максимум сдвинуты по отношению к спектру поглощения в сторону более длинных волн.

ε

ε – спектральная плотность энергии

Применение люминесцентного анализа

Люминесцентный анализ - это определение природы и состава вещества по спектру его люминесцентного излучения. Такой метод улавливает наличие вещества 10^-10г.

Большая часть органических веществ (кислоты, эфиры, жиры, красители) – люминесцируют или в натуральном виде или после специальной обработки. Под действием ультрафиолета люминесцируют многие ткани организма (ногти, зубы, волосы, роговица и хрусталик глаза).Пораженные грибком волосы дают ярко зеленое свечение.

Люминесцентныйанализ нашел применение в диагностике заболеваний, определении качества продукции ифармакологических средств, тканей, кожи, в криминалистике (пятна крови), надписей невидимыми чернилами, в быту, в палеонтологии, геологоразведке, для приготовления светящихся красок, в театральной живописи. Специальные добавки тем веществам, которые не люминесцируют, называют зондами или метками. Зонды-добавки, образующие нехимическую нековалентную связь с мембраной. Метки-добавки, образуют ковалентные связи с мембраной клеток вещества. В целом это дает возможность обнаружить структурные перестройки в белках и мембранах.

XIX.Лазеры

Лазер – это усилитель электромагнитных волн в оптическом диапазоне.Впервые изобретен в 1960 году (Басов, Прохоров, Таунс – Нобелевская премия).

Основные принципы работы лазера.

1.Наличие вынужденного (индуцированного) излучения

2.Создание так называемой инверсной заселенности - это создание такого распределения частиц по энергетическим уровням, при котором для двух соседних уровней на вышележащем уровне оказалось частиц больше, чем на нижележащем. Это распределение, обратное основному состоянию атома (по Больцману).

Техническое устройство лазера и его работа на примере рубинового лазера (твердотельного).

Р убиновый лазер имеет удлиненный, цилиндрической формы кристалл, основу которого составляет Al₂ O_3. Дополнительно в него вводятся примеси Cr₂O₃ (Cr³⁺ является активным ионом – сравнительно легко возбуждается.)

Концы кристалла рубина строго отшлифованы и посеребрены так, что он является зеркальным резонатором. Передний конец полупрозрачен. Кристалл окружен газонаполненной ксеноновой лампой.

При импульсной вспышке большой интенсивности этой лампы ионы Cr³⁺ переходят с основного энергетического уровня Е₁ на возбужденный уровень Е₃, с которого безизлучательно переходит на метастабильный уровень Е₂, где накапливаются, осуществляя инверсную заселенность.

После этого они переходят на основной уровень с λ=694 нм (красный свет), осуществляя вынужденный переход.

При многократном отражении в зеркальном резонаторе кристалла число вынужденных переходов лавинообразно нарастает, и как только достигнет большой мощности, их поток выходит через полупрозрачный торец кристалла.